簡析工業有機熱載體爐常見故障與防范措施

薛寒

萊山公路管理局 山東煙臺 264000

簡析工業有機熱載體爐常見故障與防范措施

薛寒

萊山公路管理局 山東煙臺 264000

有機熱載體鍋爐是以煤、油或可燃氣體為燃料，導熱油為熱能的載體，具有低壓高溫的工作特性，已被廣泛應用于化工、紡織、印染、輕工、食品、造紙、建材等行業。但在實際使用中也發生一些危及安全的事故，給人民生命和財產造成了一定的損失。

有機熱載體爐；故障分析；防范措施

Organic Heat Carrier Furnace; Failure Analysis; Preventive measures

有機熱載體鍋爐是利用循環泵強制液相循環，管內導熱油將熱能輸送給用熱設備，繼而返回加熱爐重新加熱的直流式特種工業爐。有機熱載體爐是一種閉路循環的直流式特種工業爐，在飽和蒸汽壓力小于0.07Mpa，其最高工作溫度可達350℃。在設備運行中常見的事故有：超壓、爆炸、鼓包、爆管、泄露、停電等。

1 超壓事故

1.1 故障分析

由于循環系統中含有水蒸氣或熱油管路中出現故障，造成爐壓突然升高。

1.2 排除方法

1.2.1 一般情況下可通過設計、安裝的膨脹槽和安全閥予以控制，必要時可通過泄油進行減壓。

1.2.2 問題嚴重時，應采用與突然停電相同的措施予以處理。

1.3 防范措施

1.3.1 在導熱油鍋爐的進出口油管上裝有壓差控制器，對爐管內的阻力變化予以監督。當壓差變化超出給定值時，自動報警。

1.3.2 在導熱油鍋爐的出油口接管上加有導熱油溫度檢測器，當導熱油溫度高于給定值時，電氣控制自動報警。

2 爆沸事故

2.1 故障分析

2.1.1 加入新油后未進行煮油排除水分、揮發物等。所謂煮油就是將油逐步加熱升溫，使油中的水分蒸發出來并通過放空閥將其排出系統之外的過程。

2.1.2 升溫過快導致導熱油的體積急劇膨脹，因為導熱油的體積膨脹是溫度的函數，大致每升溫10℃，體積增長1%。

2.2 排除方法

必須盡量減弱火勢，設法將水分及揮發物迅速排出系統。若控制不住，應立即緊急停爐。

2.3 防范措施

2.3.1 認真搞好煮油

開始煮油時，由于油溫較低、黏度較大，所以油的流速較低，油和金屬管壁之間的熱交換系數很小，所以升溫必須緩慢，否則將會造成局部過熱。

當油溫升高到105℃左右時，停止升溫，持續時間不小于2個小時，以便使管路中的水分脫出，并需特別注意，這時油中水分開始大量蒸發出來，油的體積將會急劇膨脹，同時應注意避免讓高位槽中的油氣溢出槽外而造成事故。并應密切注意油路系統中是否有氣泡堵塞。當有氣泡堵塞管道時，油泵的進出口壓力差馬上下降。此時，應盡量減弱火勢，排出氣泡。

當循環正常后，可繼續升溫，如此反復持續相當長一段時間。煮油時間長短取決于系統中的油量和油中所含水分。一般煮油需十幾至幾十個小時。

2.3.2 國產導熱油升溫速度，每10分鐘內不超過5～6℃。

2.3.3 設置高位膨脹油槽可以防止熱油因膨脹溢出而引起事故。膨脹槽的調節容積不小于液相爐和管網系統中有機熱載體在工作溫度下因受熱膨脹而增加的容積的1.3倍，應安裝在系統的最高處，以穩定循環系統的運行壓力，一般以高于系統管路最高點2米為宜，但不能裝在熱油爐的正上方。低位儲油槽的容積應不小于有機熱載體爐中有機熱載體總量的1.2倍。

3 鼓包、爆管

3.1 故障分析

3.1.1 突然性停電，導熱油在爐管內停滯而超溫。

3.1.2 熱油泵的工作不正常、空轉、打不起壓力，致使導熱油在爐管內停滯所造成。

3.1.3 操作不當。停爐后爐內油溫在100℃以上時，油泵即停止轉動，停止循環降溫，致使油質變壞，產生結焦。

3.1.4 使用質量不符合國家標準的劣質油或再生油，殘炭等指標大大超標，運行中這些物質沉積在鍋爐管壁上，使之過熱。

3.1.5 導熱油在加熱運行過程中仍會發生一些化學變化而生成少量高聚合物，同時也會因局部過熱生成焦炭，這些高聚合物和殘炭不溶于油而懸浮在油中，運行中這些物質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。

3.2 排除方法

應中斷燃燒，關閉鼓、引風機和燃燒裝置，找出原因并采取措施。

3.3 防范措施

3.3.1 控制流速：流速過低會造成受熱面中的大部或局部管內壁溫度高于允許油膜溫度而縮短導熱油的正常使用壽命，甚至會影響安全。輻射受熱面管子內導熱油流速不低于2m/s，對流受熱管子內導熱油流速不低于1. 5m/s。

3.3.2 控制使用溫度：加熱爐的最高出口油溫應比導熱油的最高工作溫度低約30℃，以防止油在使用過程中過熱分解變質，產生殘炭、堵塞管道、造成管壁過熱等事故。

3.3.3 定期對導熱油取樣分析，及時掌握導熱油的品質變化情況，分析變化原因。定期適當補充新導熱油，使其殘炭量基本得到控制，加入加熱爐中的導熱油必須先脫水，否則將會因油中水分大量蒸發而造成油路氣塞、循環不暢而影響安全運行。

4 泄露

4.1 故障分析

4.1.1 由于導熱油滲透性較強，法蘭墊片處泄露的可能性較為嚴重。

4.1.2 由于焊接質量問題，熱油輸送主管焊縫部分脫焊。致使大量導熱油外漏。

4.1.3 超溫情況下大量氣化，引起管道振動甚至損壞而泄漏。

4.2 排除方法

導熱油畢竟是可燃物，一旦發生事故出現管壁滲漏現象，除了采取緊急停爐外，最主要的辦法是把火焰和導熱油管立即分隔開，當不設置爐膛輻射受熱面的導熱油鍋爐只要將在爐膛上部的旁通煙道打開即可。

4.3 防范措施

4.3.1 導熱油在高溫時滲透性較強，因此管道連接以焊接為好，適當輔以法蘭連接，不得采用螺紋連接，法蘭連接時應采用耐油、耐壓、耐高溫的金屬石墨制品做密封墊片。

4.3.2 所有與導熱油接觸的附件不得采用有色金屬和鑄鐵制造。鋼管應采用20號鋼無縫管，緊固件尤其主回路上的連接螺栓采用35號鋼較為妥當。

4.3.3 加熱爐點火前，導熱油在系統管路中循環不應少于60分鐘；同時對系統進行一次無泄漏檢查，確認一切正常之后，方可開始點火。

5 緊急停電

5.1 排除方法

突然停電時，要緊急停爐，打開所有爐門，立即清除爐內剩余的燃煤，讓大量冷風竄進爐膛里，迅速降低爐溫，消除熱源，同步打開冷油置換閥門，將高溫油緩緩放入儲油槽，并讓膨脹油槽中的冷油慢慢流入爐管，及時帶走熱量，從而防止停電后短時間內油溫超高而造成結焦，以致釀成事故。

5.2 防范措施

5.2.1 有條件的企業可設置雙路電源。設置小型柴油發電機，其電路與基本循環油泵電路互為切換。當發生緊急停電事故時，很快啟動小型柴油發電機組，接通切換開關，使基本循環油泵繼續工作。

5.2.2 設置儲油槽、膨脹槽。當發生緊急停電時，打開鍋爐放油閥門，將高溫油緩慢放入儲油槽，并讓膨脹槽中冷油慢慢流入爐管，及時帶走熱量，防止停電后短時間內油溫超高造成事故。

6 循環系統故障分析與排除方法

見表一。

表一

[1]鹿道智.工業鍋爐司爐教程.北京：航空工業出版社.2001

[2]無錫錫能加熱爐有限公司.鍋爐技術文件

[3]常州能源設備總廠.有機熱載體爐培訓教程

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