简析工业有机热载体炉常见故障与防范措施

薛寒

莱山公路管理局 山东烟台 264000

简析工业有机热载体炉常见故障与防范措施

薛寒

莱山公路管理局 山东烟台 264000

有机热载体锅炉是以煤、油或可燃气体为燃料，导热油为热能的载体，具有低压高温的工作特性，已被广泛应用于化工、纺织、印染、轻工、食品、造纸、建材等行业。但在实际使用中也发生一些危及安全的事故，给人民生命和财产造成了一定的损失。

有机热载体炉；故障分析；防范措施

Organic Heat Carrier Furnace; Failure Analysis; Preventive measures

有机热载体锅炉是利用循环泵强制液相循环，管内导热油将热能输送给用热设备，继而返回加热炉重新加热的直流式特种工业炉。有机热载体炉是一种闭路循环的直流式特种工业炉，在饱和蒸汽压力小于0.07Mpa，其最高工作温度可达350℃。在设备运行中常见的事故有：超压、爆炸、鼓包、爆管、泄露、停电等。

1 超压事故

1.1 故障分析

由于循环系统中含有水蒸气或热油管路中出现故障，造成炉压突然升高。

1.2 排除方法

1.2.1 一般情况下可通过设计、安装的膨胀槽和安全阀予以控制，必要时可通过泄油进行减压。

1.2.2 问题严重时，应采用与突然停电相同的措施予以处理。

1.3 防范措施

1.3.1 在导热油锅炉的进出口油管上装有压差控制器，对炉管内的阻力变化予以监督。当压差变化超出给定值时，自动报警。

1.3.2 在导热油锅炉的出油口接管上加有导热油温度检测器，当导热油温度高于给定值时，电气控制自动报警。

2 爆沸事故

2.1 故障分析

2.1.1 加入新油后未进行煮油排除水分、挥发物等。所谓煮油就是将油逐步加热升温，使油中的水分蒸发出来并通过放空阀将其排出系统之外的过程。

2.1.2 升温过快导致导热油的体积急剧膨胀，因为导热油的体积膨胀是温度的函数，大致每升温10℃，体积增长1%。

2.2 排除方法

必须尽量减弱火势，设法将水分及挥发物迅速排出系统。若控制不住，应立即紧急停炉。

2.3 防范措施

2.3.1 认真搞好煮油

开始煮油时，由于油温较低、黏度较大，所以油的流速较低，油和金属管壁之间的热交换系数很小，所以升温必须缓慢，否则将会造成局部过热。

当油温升高到105℃左右时，停止升温，持续时间不小于2个小时，以便使管路中的水分脱出，并需特别注意，这时油中水分开始大量蒸发出来，油的体积将会急剧膨胀，同时应注意避免让高位槽中的油气溢出槽外而造成事故。并应密切注意油路系统中是否有气泡堵塞。当有气泡堵塞管道时，油泵的进出口压力差马上下降。此时，应尽量减弱火势，排出气泡。

当循环正常后，可继续升温，如此反复持续相当长一段时间。煮油时间长短取决于系统中的油量和油中所含水分。一般煮油需十几至几十个小时。

2.3.2 国产导热油升温速度，每10分钟内不超过5～6℃。

2.3.3 设置高位膨胀油槽可以防止热油因膨胀溢出而引起事故。膨胀槽的调节容积不小于液相炉和管网系统中有机热载体在工作温度下因受热膨胀而增加的容积的1.3倍，应安装在系统的最高处，以稳定循环系统的运行压力，一般以高于系统管路最高点2米为宜，但不能装在热油炉的正上方。低位储油槽的容积应不小于有机热载体炉中有机热载体总量的1.2倍。

3 鼓包、爆管

3.1 故障分析

3.1.1 突然性停电，导热油在炉管内停滞而超温。

3.1.2 热油泵的工作不正常、空转、打不起压力，致使导热油在炉管内停滞所造成。

3.1.3 操作不当。停炉后炉内油温在100℃以上时，油泵即停止转动，停止循环降温，致使油质变坏，产生结焦。

3.1.4 使用质量不符合国家标准的劣质油或再生油，残炭等指标大大超标，运行中这些物质沉积在锅炉管壁上，使之过热。

3.1.5 导热油在加热运行过程中仍会发生一些化学变化而生成少量高聚合物，同时也会因局部过热生成焦炭，这些高聚合物和残炭不溶于油而悬浮在油中，运行中这些物质会沉积在锅筒底部而过热鼓包或沉积在管壁上而过热爆管。

3.2 排除方法

应中断燃烧，关闭鼓、引风机和燃烧装置，找出原因并采取措施。

3.3 防范措施

3.3.1 控制流速：流速过低会造成受热面中的大部或局部管内壁温度高于允许油膜温度而缩短导热油的正常使用寿命，甚至会影响安全。辐射受热面管子内导热油流速不低于2m/s，对流受热管子内导热油流速不低于1. 5m/s。

3.3.2 控制使用温度：加热炉的最高出口油温应比导热油的最高工作温度低约30℃，以防止油在使用过程中过热分解变质，产生残炭、堵塞管道、造成管壁过热等事故。

3.3.3 定期对导热油取样分析，及时掌握导热油的品质变化情况，分析变化原因。定期适当补充新导热油，使其残炭量基本得到控制，加入加热炉中的导热油必须先脱水，否则将会因油中水分大量蒸发而造成油路气塞、循环不畅而影响安全运行。

4 泄露

4.1 故障分析

4.1.1 由于导热油渗透性较强，法兰垫片处泄露的可能性较为严重。

4.1.2 由于焊接质量问题，热油输送主管焊缝部分脱焊。致使大量导热油外漏。

4.1.3 超温情况下大量气化，引起管道振动甚至损坏而泄漏。

4.2 排除方法

导热油毕竟是可燃物，一旦发生事故出现管壁渗漏现象，除了采取紧急停炉外，最主要的办法是把火焰和导热油管立即分隔开，当不设置炉膛辐射受热面的导热油锅炉只要将在炉膛上部的旁通烟道打开即可。

4.3 防范措施

4.3.1 导热油在高温时渗透性较强，因此管道连接以焊接为好，适当辅以法兰连接，不得采用螺纹连接，法兰连接时应采用耐油、耐压、耐高温的金属石墨制品做密封垫片。

4.3.2 所有与导热油接触的附件不得采用有色金属和铸铁制造。钢管应采用20号钢无缝管，紧固件尤其主回路上的连接螺栓采用35号钢较为妥当。

4.3.3 加热炉点火前，导热油在系统管路中循环不应少于60分钟；同时对系统进行一次无泄漏检查，确认一切正常之后，方可开始点火。

5 紧急停电

5.1 排除方法

突然停电时，要紧急停炉，打开所有炉门，立即清除炉内剩余的燃煤，让大量冷风窜进炉膛里，迅速降低炉温，消除热源，同步打开冷油置换阀门，将高温油缓缓放入储油槽，并让膨胀油槽中的冷油慢慢流入炉管，及时带走热量，从而防止停电后短时间内油温超高而造成结焦，以致酿成事故。

5.2 防范措施

5.2.1 有条件的企业可设置双路电源。设置小型柴油发电机，其电路与基本循环油泵电路互为切换。当发生紧急停电事故时，很快启动小型柴油发电机组，接通切换开关，使基本循环油泵继续工作。

5.2.2 设置储油槽、膨胀槽。当发生紧急停电时，打开锅炉放油阀门，将高温油缓慢放入储油槽，并让膨胀槽中冷油慢慢流入炉管，及时带走热量，防止停电后短时间内油温超高造成事故。

6 循环系统故障分析与排除方法

见表一。

表一

[1]鹿道智.工业锅炉司炉教程.北京：航空工业出版社.2001

[2]无锡锡能加热炉有限公司.锅炉技术文件

[3]常州能源设备总厂.有机热载体炉培训教程

Industrial Organic Heat Carrier Furnace Troubleshooting Analysis and Preventive Measures

Organic heat carrier boiler is coal, oil or combustible gas as fuel, heat conducting oil as heat carrier, the operating characteristics with a low temperature has been widely used in chemical, textile, printing and dyeing, light industry, food, paper, building materials industry. But also occurred in some of the practical use of threatening their safety, people's lives and property caused some losses.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.083