鐘金華

（福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院龍巖分院 ,福建 龍巖 364000）

1 引言

導(dǎo)熱油鍋爐是以煤、油、氣為燃料，以導(dǎo)熱油為循環(huán)介質(zhì)供熱的新型熱能設(shè)備，采用高溫循環(huán)泵強(qiáng)制導(dǎo)熱油進(jìn)行閉路循環(huán)，在將熱能供用熱設(shè)備后重新返回鍋爐中加熱的工藝流程。由于它具有高溫、低壓的優(yōu)點，且其供熱溫度可精確控制，因安全高效正在石油、化工、印染、食品、化纖、塑膠、涂料、建材等工業(yè)企業(yè)中快速普及使用。

如果導(dǎo)熱油選用不當(dāng)，或者運行中發(fā)生過熱、氧化等導(dǎo)致有機(jī)熱載體劣化，將會管路積炭、結(jié)焦，不僅大幅降低導(dǎo)熱油鍋爐的傳熱效率，使能耗成本大幅增加，而且能引發(fā)導(dǎo)熱油鍋爐金屬高溫腐蝕和垢下腐蝕損傷，使?fàn)t管金屬產(chǎn)生損傷裂紋或腐蝕孔，嚴(yán)重時可燒毀爐管，導(dǎo)熱油泄漏引發(fā)火災(zāi)和人身傷亡等重大事故。

2 鍋爐情況概述

某林化廠鍋爐DRL-160ML，制造日期1997年7月1日，并與同年9月投入使用，2006年7月該鍋爐隨廠搬遷至工業(yè)園區(qū)，2013年2月鍋爐檢驗時發(fā)現(xiàn): 從下往上第六排（爐門正對面）盤管爆管滲漏。對有機(jī)熱載體油取樣進(jìn)行多次的檢測，檢測結(jié)果見表1。

3 使用情況調(diào)查

該鍋爐在1999年9月至2006年7月使用期間的介質(zhì)為L-QB280型礦物油，期間導(dǎo)熱油未化驗。2006年搬遷至公園區(qū)時，使用的有機(jī)熱載體是由德國朗盛化學(xué)公司生產(chǎn)的DIPHYL DL牌的L-QC合成油，系統(tǒng)油量約16噸，開式系統(tǒng)運行。導(dǎo)熱油最高允許使用溫度為310℃，有機(jī)熱載體用于加熱樹脂，生產(chǎn)工藝要求溫度為270℃～285℃，鍋爐運行出口有機(jī)熱載體油溫295℃～310℃，回油溫度在260℃～280℃，回油的壓力在0.46 MPa。

4 原因分析

現(xiàn)在從三方面對該事故進(jìn)行分析。

圖1 盤管爆管

表1 導(dǎo)熱油化驗數(shù)據(jù)

4.1 有機(jī)熱載體選型錯誤

該起事故的主要原因是由于導(dǎo)熱油選型錯誤，超溫使用造成有機(jī)熱載體的劣化，進(jìn)而使受熱面結(jié)焦、結(jié)炭，導(dǎo)致盤管的過熱而破裂。從兩方面闡述該公司選擇的油品錯誤。

4.1.1 從最高使用溫度方面

中國特種設(shè)備檢測研究院關(guān)于德國朗盛導(dǎo)熱油型式試驗報告最高溫度為310℃，根據(jù)《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第11.1.4最高工作溫度的規(guī)定：燃煤有機(jī)熱載體的最高工作溫度應(yīng)當(dāng)?shù)陀谄渥罡咴试S溫度的20℃，據(jù)調(diào)查：鍋爐運行出口有機(jī)熱載體油溫295℃～310℃，導(dǎo)熱油長期在高溫下運行，分子內(nèi)碳鏈發(fā)生斷裂，導(dǎo)致化合物分解成氣體、低分子化合物及自由基，而自由基又極易與其他分子發(fā)生聚合而生產(chǎn)高分子聚合物，而裂解或聚合產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性、閃點、運動黏度等物理和化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了變化，影響有機(jī)熱載體的使用性能。油質(zhì)劣化使受熱面結(jié)焦、結(jié)炭，鍋爐的熱效率降低，必須通過提高爐膛溫度的形式才可達(dá)到生產(chǎn)工藝溫度的要求，進(jìn)一步加劇了導(dǎo)熱油在超溫下運行。

4.1.2 5%低沸物的餾出溫度方面

有機(jī)熱載體的低沸物通常是其裂解的產(chǎn)物，定義為：在有機(jī)熱載體中餾出溫度低于未使用時初餾點的物質(zhì)，其測定的意義：以5%低沸物餾出溫度作為判斷和控制低沸物對系統(tǒng)運行安全性影響的判定指標(biāo)，可防止過多的低沸物以氣體型式存在于系統(tǒng)中，確保鍋爐及傳熱系統(tǒng)的安全運行。在最高工作溫度高于未使用有機(jī)熱載體初餾點的條件下，5%低沸物的餾出溫度小于等于未使用有機(jī)熱載體的2%餾出溫度（275.2℃）為安全警告質(zhì)量指標(biāo)；當(dāng)5%低沸物的餾出溫度小于等于有機(jī)熱載體系統(tǒng)的回流溫度時，為停止使用質(zhì)量指標(biāo)，即新購導(dǎo)熱油已經(jīng)不適用與該生產(chǎn)系統(tǒng)。

4.2 開式系統(tǒng)缺陷導(dǎo)致油品氧化

中國特種設(shè)備檢測研究院關(guān)于德國朗盛導(dǎo)熱油型式試驗報告中注明，該油品必須在閉式系統(tǒng)中使用。開式系統(tǒng)導(dǎo)致導(dǎo)熱油與空氣中的氧接觸，會氧化生產(chǎn)有機(jī)酸，有機(jī)酸可進(jìn)一步促進(jìn)聚合反應(yīng)，隨著溫度的上升，聚合反應(yīng)的速度也會加快，其結(jié)果可導(dǎo)致黏度的增加，而且所生產(chǎn)的有機(jī)酸遇水后會對設(shè)備有腐蝕作用。

4.3 導(dǎo)熱油換油前未清洗

據(jù)調(diào)查，該爐在搬遷至公園區(qū)前使用的是礦物油，而搬遷至工業(yè)園區(qū)后更換為德國朗盛化學(xué)公司生產(chǎn)的DIPHYL DL牌的L-QC合成油，搬遷后未對高位槽、低位槽、盤管等進(jìn)行清洗，造成導(dǎo)熱油系統(tǒng)里殘余的礦物油與新購買的合成油混用在一起。合成型液相有機(jī)熱載體與礦物型有機(jī)熱載體不宜混用。舊系統(tǒng)管壁上粘附較多的已劣化的導(dǎo)熱油，換油后殘留的劣化的有機(jī)熱載體或污染物對新注入的有機(jī)熱載體產(chǎn)生促進(jìn)作用，促使其加速劣化。

導(dǎo)熱油鍋爐雖能在較低的運行壓力下獲得較高的工作溫度，但如果設(shè)計選型不當(dāng)，或者運行中發(fā)生過熱、氧化等原因造成導(dǎo)熱油品質(zhì)劣化，受熱面結(jié)焦、積炭，不僅影響傳熱，浪費能源，而且易燒損爐管，導(dǎo)致爆管或?qū)嵊托孤?、引發(fā)火災(zāi)等安全事故，應(yīng)該從導(dǎo)熱油選型和使用兩方面預(yù)防。

5 結(jié)語

通過分析該起導(dǎo)熱油爆管事故，提出了導(dǎo)熱油在選型和使用中應(yīng)該注意的事項，避免此類事故的發(fā)生，確保鍋爐在安全、節(jié)能條件下運行。

[1]羅斌華，李艷莉，鐘理.導(dǎo)熱油油垢清洗研究[J].清洗世界，2004,20（1）:29-30.

[2]姜韜.導(dǎo)熱油爐運行中應(yīng)注意的幾個問題[J].木材工業(yè)，2000,14（5）:31-32.

[3]TSG G0001-2012 鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程.中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布.