生产企业的加热炉火灾危险性及预防
2013-08-15王铁石
王铁石
(辽宁省辽阳市公安消防支队,辽宁 辽阳 111000)
1 生产企业常用加热炉的构造
加热炉所使用的燃料较为低端的是采用固体燃料,较大型的生产企业主要采用的是液体和气体燃料,有燃料油、液化石油气、天然气等。如果将燃料与空气混合后在经燃烧器喷嘴进入辐射室燃烧,其燃烧速度快,燃烧完全,热效率高,加热均匀,炉管不易结焦与破裂。这种炉子燃烧时无火焰,称为无焰燃烧炉,是一种较高端的加热炉。
2 加热炉火灾危险性的分析
2.1 炉管破裂发生火灾
加热炉炉管损坏,管内物料漏入炉膛发生火灾。炉管破裂的原因有:管壁烧穿,管材腐蚀和磨损,炉管压力高于规定压力等。管式加热炉的回弯头也是容易发生泄漏,管子和弯头连接不严密,回弯头受到损坏,塞在回弯头壳体的塞子贴得不严密,塞子脱落等。
2.2 加热炉燃料管线法兰、阀门泄漏引起火灾
燃料管线由于法兰接头、开关、阀门出现故障或管道受损,造成加热介质流淌出来,燃料管线泄漏出的气体或蒸气会被燃烧器的火焰引燃而着火。
2.3 加热炉炉膛发生爆炸
燃气、燃油的加热设备,其炉膛空间可能发生爆炸。发生爆炸有两种情况:一是发生在点火开工阶段,点火时违反操作规程,可燃物料漏进炉膛,也可能形成爆炸性混合物;二是燃烧器或喷嘴的火焰由于中断供料等原因突然熄灭,熄火后,进入炉膛的燃料蒸发,其蒸气和空气可形成爆炸性混合物。
2.4 加热炉烟道发生爆炸
当空气不足,不能保证燃料完全燃烧的情况下,加热炉的烟道内可能发生爆炸。燃料不完全燃烧的产物含有的可燃气,特别是氢、一氧化碳,和空气混合能发生燃烧爆炸。
2.5 加热炉管线结焦引发爆炸
加热炉操作温度较高,有的物料黏度较大,如果物料在炉管中流量较低,停留时间过长,炉管壁温过高,极易在炉管内结焦。结焦一方面使炉管导热不良,引起局部过热,管壁温度升高,严重时导致炉管烧穿,介质大量泄漏,引起燃烧爆炸事故。
2.6 违章操作能引发事故发生
加热炉是采用明火对炉管内的原料进行加热,炉管内充满高温、高压物料,要求工艺系统必须稳定操作。如果工艺参数控制不当,导致炉膛和炉管温度过高,加热炉出口温度过高,炉膛产生负压等,都有可能导致火灾爆炸事故。
2.7 加热炉是可燃性混合物的引火源
加热炉是可燃物的引火源。它临近的工艺设备发生了事故,产生的蒸气或气体与空气形成可燃烧混合物与炉子的高温部件接触,即可发生燃烧或爆炸,火焰会很快沿着可燃性混合物向事故发生地蔓延。可燃性混合物还可能被吸入炉膛,在炉膛内着火,并向事故发生地传播。
3 加热炉的防火防爆预防措施
3.1 选择安全合理的位置进行布局
加热炉宜布置在装置的边缘,并且位于可燃气体、液化气、易燃液体设备的全年最小频率风向的下风侧。加热炉和相邻设备(装置)之间要有安全的防火间距。加热设备的房间应单独设置,其建筑应为一、二级耐火等级。房间的门应为防火门,如确定生产需要设在厂房内,房间门应直通室外,并且应用防火墙与车间隔开。
3.2 严格控制合适的工艺参数
加热炉只靠一般的测量仪表、手动调节或单回路自动调节不能满足安全的要求,宜采用计算机来控制测量生产过程的参数,并按照预先给定的数学模型进行运算,实现过程的闭环控制。计算机控制室对加热炉的反应温度、物料稀释比、运转周期等进行控制。发现异常现象将停止供料。
3.3 确保加热炉无泄漏点
加热炉的设计要合理,选材制造要严格,工艺要严谨,使用中要定期检测设备壁厚和耐压强度,并在设备和管道上加装压力计、安全阀和放空管,确保加热设备完好不漏。采取防腐措施,清除加热设备中的腐蚀性杂质,向物料中加进腐蚀抑制剂,清除加热物料中的硬性杂质。管式加热炉的回弯头塞子应按孔洞磨合好,炉管有过热、变形、鼓胀等管段时要及时更换。对炉管进行水压实验,发现有缺陷和故障及时修理。在离加热炉10m处的燃料管上安装附加闸阀,以便快速地断料停炉。
3.4 加热炉产生高温的部位采取隔离措施
加热炉和高温物料管道应与可燃物隔离,加热炉的外部高温部件应用隔热材料保护,防止可燃物构件与之接触而发生受热自燃。应经常清除高温表面上的污垢和物料,防止因高温引起分解自燃。炉外设置水蒸气幕,发生事故时以便把炉子和相邻设备隔离开来。
3.5 及时清理加热炉炉管避免结焦
调节燃烧器火嘴的火焰,尽量避免火焰直接接触炉管,或采用火焰辐射加热方式,甚至改用热烟气加热方式,以减弱炉管局部受热过度产生结焦。管道、燃烧器和辐射要合理布置,以保证整个炉管长均衡受热。向炉管内注入抑制结焦的添加剂以增大管内物料流速。但这种添加剂加入量过多,会腐蚀炉管,需适量定期清理。炉管结焦时一般出现如下情况:炉管进料量不变的情况下,进口压力增大,压差增大。从观察孔可看到辐射室炉管管壁上某些地方因过热出现光亮点。投料量不变及管出口温度不变但燃料耗量增加,管壁及炉膛温度升高。上述现象分别或同时出现时,表明炉管内有结焦,必须及时清焦。
3.6 防止混合气体进入炉膛引起爆炸
对燃油、燃气加热炉,在炉子点火前,应检查供油供气阀门的关闭状态,用蒸气吹扫炉膛,排除其中可能积存的爆炸混合气体,以免点火时发生爆炸。在炉膛内应设置自动安全点火控制装置。燃料气应不带水,出去燃料中的机械杂质,定期清洗喷嘴,燃料供应要可靠,防止操作中中断熄火,熄火时要利用燃料线的自动切断系统。
3.7 防止烟道爆炸
燃料燃烧时,要保持最佳的空气供给系数,以保证正确的燃烧过程。采用气体分析仪进行监测,当炉膛气体中二氧化碳含量最多,而没有一氧化碳和氢气时为最佳状态。注意砖砌墙的完整严密性,及时检修,不允许空气被吸进烟道。
3.8 设置安全装置和灭火设施
对于有增压危险的加热设备,要设置温度、压力、液位等报警和安全泄放装置。容量较大的加热设备应备有事故排放罐,设备发生沸溢和漏料的紧急状态下,应将设备内物料及时排入事故排放罐,防止事故扩大。在燃气的加热设备进气管道上应安装阻火器,以防回火。加热设备附近应备有蒸汽灭火管线及灭火器材。
3.9 制定应急处置预案
加热炉属于火灾危险性大的消防重点部位,加热炉生产应有完善的应急处置方案。并组织实地演练,保证在发生超温、超压、溢料、喷料、火灾、爆炸等异常情况或事故时能准确、迅速地采取有力措施。争取在事故初始阶段得到控制和解决,防止事故扩大造成更大损失。
[1]牛风民.浅谈人防工程火灾危险性及其预防[J].硅谷,2008,12(8).