导热油锅炉的火灾危险性及对策

梁清泉　邓修邦

（河南省商丘市公安消防支队，河南　商丘）

摘要：在工业生产中导热油常用来输送热能，但由于导热油炉系统存在一定的火灾危险性，对导热油及导热油炉系统的消防安全进行评价，针对其火灾危险制定相应的防护对策有现实意义。

关键词：导热油；火灾危险；消防安全；对策

1　引言

导热油锅炉是以煤、油、气体、电为燃料，以导热油为介质，利用循环油泵，强制导热油进行液相循环，将热能输送给用热设备后，再返回加热炉重新加热的有机载炉，具有低压（常压下或较低压力）、高温（300℃左右）、安全、高效、节能的特点，可以精密地控制工作温度，无需水处理设备，系统中热的利用率高，运行和维修方便，被广泛应用于化工、纺织、轻工、印染、造纸、建材等行业。近年来，因导热油锅炉在设计、制造、使用中的问题，引起的火灾事故时有发生。

2　导热油概述

导热油属于有机热载体，是一种可将燃料燃烧产生的热量间接传递给用热设备、本身常压、沸点较高且可以循环使用的有机介质。其属于烃类有机物，根据成分及制造过程，导热油可以分为合成导热油和天然导热油。天然导热油是石油精制过程某一馏程产物，其主要成分随基础油的成分不同，一般为长链烷烃和环烷烃的混合物。具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快，热稳定性好。导热油作为传热介质具有以下特点：在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度，大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性；可以在更宽的温度范围内满足不同温度加热、冷却的工艺需求，或在同一个系统中用同一种导热油同时实现高温加热和低温冷却的工艺要求，降低系统和操作的复杂性；省略了水处理系统和设备，提高了系统热效率，减少了设备和管线的维护工作量；化学性质较稳定，不像轻质油那么容易着火燃烧。

3　导热油在使用中的火灾危险性

3.1　导热油过热发生热裂解

导热油在使用过程中由于加热系统的局部过热，其运行温度超过最高使用温度时，就会出现热分解和聚合反应，析出碳，闪点下降，颜色变深，黏度增大，残碳含量升高，传热效率下降，结焦老化。

3.2　氧化

导热油与空气中的氧气接触发生氧化反应，生成有机酸并缩聚成胶泥，使黏度增加，不仅降低导热油的使用寿命，而且造成系统酸性腐蚀，影响安全运行。导热油的氧化速度与温度有关，在70℃以下，氧化不明显，超过100℃时，随着温度的升高，导热油氧化速度加快，并迅速失效，堵塞管路，增加系统运行泄漏的风险。

3.3　导热油使用中被污染

在长期使用过程中，导热油作为间接加热的热媒在换热器中与工艺介质进行换热，若换热器管壁破损就会发生液体泄露，水或其他工艺介质混入导热油系统，其中的水分会迅速汽化，导热管内的压力急剧上升，引发安全事故。

4　导热油加热炉在使用中的火灾危险性

4.1　质量问题

部分导热油炉厂家无锅炉制造许可证或者无压力容器制造许可证，不具有生产资格，因此会引发有导热油炉的质量问题，如焊接质量不合格、结构不合理、强度不足、安全附件存在问题等，从而产生了一些不必要的事故。

4.2　循环泵不配套

导热油系统采用的循环泵小，导致导热油的流速出降低，影响传热。再者，循环泵的磨损造成理论的泵输送量降低，也减少了导热油的循环速度。

4.3　超压

在启动过程中，随着导热油的加热，溶解在其中的其他气体或水分逐渐分离出来，水分迅速气化，可造成超压和爆沸事故。导热油中水分大量蒸发而造成油路气塞、循环不畅，引起爆沸事故。

4.4　安全附件缺无、不齐、失灵

有的导热油炉没有按规定安装安全阀、液面计、自动保护装置，或已经按规定安装安全附件，但没有定期检验和检查，处于失灵状态，由此也会酿成爆炸和泄漏火灾事故。

5　导热油在使用中的防护

5.1　避免导热油的氧化

由于导热油在高温运行的情况下易于发生氧化反应，造成导热油的劣化变质，所以通常对设置的高温膨胀槽进行充氮保护，确保导热油炉系统的封闭，避免导热油与空气接触，延长导热油的使用寿命。

5.2　避免导热油的结焦

导热油在运行温度超过最高使用温度时，在导油管壁会出现结焦现象，随着结焦层的增厚，导油管壁温偏高又促使黏附结焦，不断增厚的管壁温度进一步提高，随着管壁的不断增厚传热性能恶化，随时可能发生爆管事故。因此，严格控制热载体出口处导热油的温度不得超过最高使用温度。

5.3　定期排查泄漏点加强现场监控

要确保导热油炉系统完好不漏，定期排查设备的腐蚀渗漏情况，发现渗漏及时检修。因此，导热油炉系统要合理设计，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。

5.4　防止导热油内混入水及其他杂质

随着导热油的加热，溶解在其中的水分迅速汽化，导热管内的压力急剧上升而导致无法控制的程度，引发事故。所以，导热油在投入使用前应先缓慢升温，脱除导热油中的水和其他轻组分杂质。

5.5　定期化验导热油指标

定期测定和分析导热油的残碳、酸值、黏度、闪点、熔点等理化指标，及时掌握其品质变化情况，分析变化原因。定期适当补充新的导热油，使系统中的残碳量基本保持稳定。

5.6　控制导热油的流速

导热油在热油炉中的流动应为稳定状态，并具有一定的流速。流速越慢，边界层越厚，该处介质温度与主流温度之差越大，就会造成管壁超温，加速导热油变质、失效。为循环油泵的流量与杨程应保证导热油在热油炉中必要的流速。热油炉运行中，循环油泵不允许停止，泵应定期维护保养。

5.7　定期化验

应定期测定和分析导热油理化指标，及时掌握油的品质变化情况，分析变化原因。导热油在使用过程中每项性能指标值超过一定范围，必须更新或补充，否则不能再继续使用，补充的导热油应为同一厂家生产的同一牌号产品，不同的导热油不宜混合使用，加入锅炉中的导热油必须预先煮过以排除水分。

6　导热油加热炉在使用中的防护

导热油加热炉及系统中的压力是循环泵的压头形成的，锅炉本身并不承受压。导热油加热炉仍属于受监察设备，这种设备的危险性在于爆炸和泄漏引起火灾事故。

6.1　确保导热油加热炉产品质量

导热油加热炉生产厂家必须具有制造许可证，使用厂家也必须购买具有生产资质的厂家生产的产品。导热油加热炉的元件不论承压与否，均应按现行锅炉强度计算标准进行计算。结构设计、产品焊缝机械性能试验必须满足有关国家或行业标准的要求。导热油加热炉在制造单位组装后以及在使用单位安装、修理后均进行压力试验。

6.2　严格控制焊接质量

由于导热油易渗漏、易燃烧，对导热油加热炉焊接要求比以水为介质锅炉要求高，应严格控制焊接质量，焊接要求和无损探伤必须满足国家有关规程的要求。

6.3　安全装置要齐全、灵敏、可靠

确保法兰连接密封性能好。为了保证法兰连接处的严密性，应采用槽式法兰或平焊钢法兰，而且公称压力不低于1.6MPa。如果有机热载体使用温度超过300℃时，应选用公称压力高一档的法兰。所有非焊接连接部件的密封填料不准采用石棉制品，推荐采用金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片。导热油加热炉在启动中要反复打开排气阀，用来清除炉中的空气、水与导热油混合蒸汽。

6.4　停炉保护

正常停炉时，循环泵要继续运转一段时间，打开旁路，以使导热油继续流动，停止送风、引风，待油温降至100℃以下时，循环油泵方可停转。

6.5　导热油炉的清洗

导热油炉应定期清灰，在循环泵人口处应装过滤器，滤芯材料应能滤去悬浮状态的聚合物。对导热油系统进行彻底清洗，清除管壁内的积炭，以降低炉管阻力。

6.6　停电　保护

突然停电时，必须采取有效的安全防护措施，避免导热油超温、受热面金属发生过热，主要措施如下。①打开所有炉门，迅速将炉膛内的燃料取出，使大量冷风进入炉膛，迅速降低炉温。同时迅速关闭出油总阀，打开放油阀门，将高温油缓慢放入储油槽，并让膨胀油槽中的冷油慢慢流入锅炉，及时带走热量。②配置备用电源或汽油机带动的备用油泵，一旦停电立即起动。

参考文献

［1］　张桁.浅谈在役导热油泄露火灾的调查.消防科技与工程学术会议论文集，2014.

［2］　张勇.导热油炉危险性分析.安全科学，2009，8.