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有機熱載體爐爆管事故分析及預防措施

文檔作者：陳棋文檔來源：福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院		點擊數：	更新時間： 2025年05月01日
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有機熱載體爐爆管事故分析及預防措施
陳棋
(福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院福建福州350003)
摘要通過對某企業有機熱栽體爐爆管事故的分析，闡述損壞的原因，提出預防措施。
關鍵詞有機熱栽體鍋爐爆管事故分析預防
中圖分類號：TK229．91 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2015)02—108—02
1事故的基本情況
2014年03月．福州長樂某印染企業．1臺YLL一
14000klW的有機熱載體爐發生鼓包、爆管事故．爐膛內中部
2根盤管，1根鼓包。l根爆裂后發生泄漏燃燒，所幸未有人
員傷亡。該爐完成安裝后半年多未驗收．仍處于試運行階段。
鍋爐已運行多月．所用導熱油是與其他舊爐所用舊導熱油加
同牌號新油?昆合進行使用的，舊油分行結論未不合格．混合
后油品未經分析化驗。事故發生時的司爐工持證上崗．但無
任何運行記錄。另根據司爐工反映該爐數十天前發生過停電
事故。而該廠無備用電源。
該鍋爐型號為YLL一14000MW，額定工作壓力0．8MPa。
最高工作溫度320％．介質牌號WD一340．型號L—
QB300GB23971．導熱油的循環方式為注入式．設計要求鍋爐
運行時膨脹器上的放空閥必須是敞開的(有的放空管上不設
閥門)，這樣才能保證避免超壓運行，而現場檢查膨脹器上的
放空閥開度較小。該有機熱載體鍋爐工作原理如圖1所示。
圖1 有機熱載體鍋爐系統工作原理
以下為事故現場圖片(圖2～圖7)。
圖3爆管開口圖像
2有機熱載體爐及介質特點
有機熱載體爐是以煤、油、氣體、電為燃料，以導熱油為
介質，利用循環油泵，強制液相循環，將熱能輸送給用熱設備
后，再返回加熱爐重新加熱的特種工業爐。其具有高溫、低
壓、安全、高效節能、無需水處理設備等優點，近年來被廣泛
圖4爆管結焦垢3～5mm 圖5 爆管去掉氧化皮后圖像
圖6爆管處超溫使鋼材發生蠕變圖7 另一根鼓包的盤管
應用于石油、化工、制藥、紡織印染、輕工、建材等工業領域。
導熱油是一種有機熱載體．多為淡黃色或褐色．大多無毒無
味．少數具有一定的毒性和刺鼻臭味。導熱油具有很高的沸
點．可在很低的飽和壓力下被加熱到較高工作導熱油溫度．
導熱油在使用時一般不會自燃起火。但要防止高溫導熱油從
系統中滲漏出來．因為在運行中因管理或操作不當導熱油蒸
氣接觸空氣并形成一定濃度后會引起自燃．發生火災事故。
3事故的原因分析
該事故發生后．我院相關人員及時到現場進行調查分
析。經現場檢驗和查詢．得出如下結論：
(1)企業管理不嚴．安全意識不到位，現場無任何規章制
度和操作規程．無運行記錄。運行參數不明，無法判定其運行
是否超壓，及導熱油脫水情況。
(2)現場檢查膨脹器上的放空閥開度較小．不能保證避
免鍋爐超壓運行(故超壓運行也可能是其中一個潛在因素)。
(3)從爆管及鼓包的管段內部發現爆管及鼓包變形側存
在較厚的焦垢．焦垢較厚側鋼管碳化明顯而上部焦垢較薄側
敲擊時聲音清脆材質未發現燒損跡象．因此判定是由于殘
碳、焦垢等沉積加之該處盤管底部受熱輻射溫度最高．造成
該管段底部高溫局部過熱，應為本次事故的主要原因．具體
分析如下：①導熱油(聯苯混合物)在345～415℃的高溫下會
逐漸分解焦化產生焦垢。另外使用質量不符合國家標準的劣
質油或再生油、油中殘碳等指標大大超標。導熱油在加熱運
行過程中，會發生一些化學變化，而生成少量高聚合物．同時
作者簡介：陳棋(1964～)，男，福建省鍋爐壓力容器檢驗所高級工程師。主要從事鍋爐壓力容器與壓力管道的檢驗工作。
2015．N0．2．@
萬方數據
也會因局部過熱生成焦炭，這些高聚合物和殘碳不溶于油．
而懸浮在油中。運行中這些物質可能會沉積在鍋筒底部而過
熱鼓包，或沉積在管壁上而過熱爆管。②出口溫度超溫。有的
企業采取提高出121溫度的辦法，保證供熱量．結果使出口溫
度接近甚至超過熱載體的最高允許使用溫度．從而加重用熱
設備內部的結焦、結垢程度．使散熱器傳熱效率更低．形成惡
性循環，直到爐管爆破。③管內介質流速過低。導熱油在爐管
內流動時，會形成邊界層，流速越慢，邊界層越厚．該處介質
溫度與主流溫度之差越大，會造成管壁超溫．加速導熱油變
質、失效，最終導致過熱引起鼓包、爆管事故。④附屬設備選
用、操作不當。導熱油過濾器選用不當，過濾器網過粗．而較
小的結焦物未能濾出．而沉積在鍋筒底部或受熱面管壁．致
使超溫過熱。循環油泵工作不正常，打不起壓力，致使介質在
爐管內停滯造成過熱而爆管。或者是停爐后．未按規定吹掃，
油泵即刻停止轉動．而爐內油溫還在較高溫度以上．致使油
質變壞．產生結焦甚至造成鼓包或爆管。
(4)超溫、超壓，使鋼材發生蠕變還。①遇突然停電，此時
循環油泵停止工作．流速等于零，而爐管的油溫和爐膛的余
熱作用，會使熱介質溫度在l。2rain內就會超過允許值．如此
積累久了，熱介質因裂解、積碳而導致爐管結焦、過燒，進而
引發爆管事故。②運行操作(運行參數不明)不當也可造成超
溫，因停爐時，爐內溫度在80℃以上時即停止熱油泵運行；停
爐后若不注意保溫，溫度降至導熱油凝固點(12．3℃)以下而
凝固，重新啟用前又未事先升溫熔化，即行升火．這2種情況
均會因導熱油不能循環降溫而使鋼材超溫變形。③導熱油含
水．升火后會短時急劇汽化，造成局部汽塞而超壓變形。
(5)盤管布置不合理造成爐管局部超溫。《鍋爐安全技術
監察規程》11．2．3規定，火焰加熱鍋爐的爐管布置應當使鍋
爐內有機熱載體受熱均勻．不應當出現火焰直接與受熱面接
觸的現象。而事故的管段正是該爐爐膛內中部火焰直接與受
熱面接觸的2根盤管。
4預防措施
(1)定期檢查、及時清除焦垢，一般每運行8000h需進行
一次。
(2)應定期對導熱油取樣分析。及時掌握油的品質變化
情況，分析變化原因。定期補充新導熱油量，使其殘油量基本
得到穩定，加入鍋爐中的導熱油．必須預先煮過．以排除水
分，發現問題．應及時采取相應措施。導熱油系統應定期進行
徹底清洗。清除管壁內的積碳．以降低爐管阻力。
(3)完善安全附件。并確保靈敏可靠。
(4)對中間2根受火焰直接加熱的爐管底部進行隔熱處
理，避免爐管局部超溫，造成有機熱載體過熱裂解，導致爐管
局部結焦或縮短有機熱載體使用壽命。
(5)有條件的單位．可設置雙路電源．如設置小型汽油發
電機．其電路與循環油泵電路互為切換．從而防止停電短時
間內油溫超高而釀成事故．
(6)iJI強運行操作管理．做好運行及維護記錄并加強如
下作業管理：①控制導熱油流速。《鍋爐安全技術監察規程》
規定．為了防止液相爐中有機熱載體過熱分解與積碳．必須
保證受熱面管中有機熱載體的流速．輻射受熱面不低于2m／
s，對流受熱面不低于1．5trgs。這樣，根據流體力學原理，流體
就能在管內呈湍流狀態．就能獲得較薄的邊界層。介質在管
內就不會因超溫過熱而產生殘碳、堵塞管徑。造成管壁過熱
等事故。②加熱爐進液lZl和出液121上必須裝有測溫儀表，并
設有超溫報警裝置。應控制熱載體爐出口處的最高油溫比熱
載體的工作溫度低約20℃．以防止導熱油在使用過程中過
熱分解變質。③正常停爐時，循環泵要繼續運轉一段時間，打
開旁路，以使導熱油繼續流動，停止送風、引風，待油溫降至
80℃以下時。循環油泵方可停轉。對于強制循環液相加熱爐，
必須裝有備用循環泵，并保持性能良好。運行中，要保持循環
油泵、儲油槽的清潔．隨時清除表面上積聚的油垢和灰塵，嚴
防其被外部飛火引燃成災。要保證循環泵停運聯鎖裝置的性
能靈敏、可靠。
參考文獻
1 鍋爐安全技術監察規程．TSG G0001—201 1
2李君平，劉振南，等．有機熱栽體爐常見事故產生的原因及對策．裝
備制造技術，2006(3)
3沈燕．淺析控制導熱油品質對導熱油鍋爐安全運行的重要性．化學
工程與裝備．2009(6)
福州201 5年將投入22．17億元整治環境
福州2015年擬安排22．17億元，支持綠化美化、內河整
治、污水管網、公園建設和舊城改造，持續打造宜居環境。大
力推廣運用PPP模式。重點在收費定價機制透明，有穩定現
金流的污水管網、垃圾處理等項目上取得突破并吸引社會資
金共同參與。
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安徽抓緊污水治理
安徽省要求到2015年．全省所有縣級行政區及重點流域再生水回用率要達10％．全省70％以上規模化畜禽養殖場和
的重點建制鎮要建成生活污水集中處理設施。要求所有設市養殖小區要配套建設固體廢物和廢水處理設施。
城鎮2015年污水處理率要達85％．縣鎮要達75％。缺水城市
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山西研發出國內首套巨型采煤裝備
山西研發的國內首套智能型千萬t級煤炭綜采裝備。其技多項創新技術填補了國內外空白。最高日產煤炭達3．6萬t，最
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