液相有机热载体锅炉运行中的常见问题

摘要:文章通过对液相有机热载体锅炉运行中的常见问题进行分析,指出空气和水分、自动控制系统、导热油的性能、管道泄漏对锅炉系统管道安全的影响。

关键词:液相有机热载体锅炉;安全运行;导热油;管道泄漏

中图分类号:TK227文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)21-0071-02

近年来,随着我国经济和科学技术的发展,液相有机热载体锅炉广泛应用于石油、化工、制药、纺织印染、轻工、建材等工业领域,使用数量和规格也越来越多。其具有高温、低压、安全、高效节能、无需水处理设备等特点,但炉内热传导液温度高且又可燃的特性,一旦在运行中发生泄漏,将会引起火灾、爆炸等事故,甚至造成人员伤亡和财产损失。因此,对液相有机热载体炉的安全运行和管理,必须高度重视,一些用户对液相有机热载体锅炉的安全运行管理上的不规范,致使事故与我们那么近,常有液相有机热载体炉发生事故的报道。笔者在对液相有机热载体炉长期的检验过程中对其几个常见的问题提出一点见解,供大家参考。

1 空气和水分的进入是威胁液相有机热载体炉安全运行的重要敌人

液相有机热载体炉常用于温度较高的场合,经常有机热载体温度高达300℃以上,正常运行由于其相对稳定、膨胀系数低、升温快、降温慢、温度控制精确、受热相对均匀的特点,传热介质能有锅炉、闭环管路和膨胀槽中平稳运行。但在新加油、换油和维修过程中易进入空气和水分,在加温过程这些空气膨胀、水分蒸发,其体积的变化远远超过了有机热载体自身的受热膨胀(相对压力为零时,水蒸发体积膨胀约1654倍,空气在升温270℃的情况下约膨胀5倍)。这些空气和水分如果不能及时得到排放,必将引起运行压力提高、运行压力不稳,同时膨胀槽的温度将上升,大量介质会进入膨胀槽和低位槽,严重威胁系统安全。近年发生的一起事故就是因为水分和空气的进入,使低位槽进入大量热油,发生水蒸汽与空气夹着高温导热油喷溅,致使人员伤亡的惨剧。

2 自动控制系统常失效,使司炉工不能判断运行状况,影响安全操作

目前液相有机热载体炉常用的自动控制系统有:膨胀槽液位示控及联锁装置、超温报警及联锁装置、超(差)压报警及联锁装置、循环泵停运联锁装置。这些自动控制系统组成的保障液相有机热载体炉安全的有效屏障,只要不突破这些设定好的关卡,安全就能得到保障。而往往就是这些救命的关卡,在实际运行中常由于经济方面的原因或安全意识的薄弱在失效的情况下被无视。在本人长期的检验过程中最常发现的是膨胀槽液位示控及联锁装置、循环泵停运联锁装置的失灵。如膨胀槽液位示控及联锁装置失灵,如果导热油在锅炉和管路内发生泄漏,膨胀槽液位就会下降,到低位时应报警,如不能报警且司炉工也未察觉,液位将继续下降,空气被带入系统,使运行不稳定,同时泄漏处可能发生火灾等事故。还有目前导热油的价格均较高,好的一吨一般都在一万元以上,这方面的损失也不能忽视。循环泵停运联锁装置如不能正常运行,很容易使炉管和导热油温度迅速升高,炉管在不能及时得到冷却的情况下,极易发生爆管事故。

3 严格控制导热油的性能指标,使其能高效、稳定地动作

液相强制循环热载体炉最容易发生导热油过早变质问题,甚至仅使用一两年就变质老化,不仅造成重大经济损失,还会导致锅炉受热面过热、爆管,进而引起火灾。造成导热油变质的原因如下:(1)局部过热发生热裂解。导热油超过其规定的最高使用温度便会局部过热,产生热分解和缩聚,析出碳,闪点下降,颜色变深,粘度增大,残碳含量升高,传热效率下降,结焦老化。(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,使粘度增加,不仅降低介质的使用寿命,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。导热油使用多年后,由于受热分解、碳聚合形成炉管结焦,使管内径缩小而造成导热油流量降低,循环泵克服的阻力增大,严重时会导致堵塞炉管;另一方面生成的大分子缩合物使导热油的粘度增高,炉管结焦,热阻增大会导致炉管寿命降低。避免导热油变质的措施主要是保证导热油质量,定期对粘度、闪点、残碳、酸值等性能指标检测并严格控制;控制导热油的流速,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;控制导热油的温度,保证热油炉出口处导热油的温度不得超过最高使用温度,热油炉的最高膜温应小于允许油膜温度,膜温与导热油主流体温度应始终存在一个温度差(一般20℃～30℃左右);定期适当补充新导热油可以使系统中的残油量基本保持稳定。

4 定期检查地法兰间的泄漏情况是十分必要的安全措施

首先,安装时为了保证法兰连接处的严密性,应采用榫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,密封填料采用金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片。安装竣工时应对所有管路进行严格的压力试验,这时也是重点检查法兰间的密封性能。停用到运行过程中,由于温度变化大,法兰间易松动,常见渗漏现象,这时应引起重视,注意检查法兰和紧固件的完好状况,如有紧固件损坏的应及时更换,以免发生喷射。

上述问题只是液相有机热载体炉安全运行中应注意的几个方面,要避免安全事故的发生,应摒弃以往的一些错误操作和错误观念,认真学习,严格遵守法律法规进行操作,才能充分发挥液相有机热载体炉高效、经济的优点,为国家和经济建设服务。

作者简介:张友健(1975-),男,福建宁德人,供职于福建省锅炉压力容器检验所宁德市检验站,研究方向:特种设备。