从导热油着火案例看导热油系统的安全运行

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1、1 从导热油着火案例看导热油系统的安全运行从导热油着火案例看导热油系统的安全运行 近年来，随着我国科学技术的发展，随着我国工业的进步， 导热油在各行各业的使用更加频繁， 有些用户对导热油还不甚了 解， 致使导热油在不当使用中频频发生着火事件， ”导热油” 这 个生疏的名词已经进入了人们的视线， 导热油安全也越来越被业 内人士所关注。 导热油加热系统作为输送和传递热量的运行系统， 与导热油 着火事故有着密不可分的关联关系。本文以导热油着火为主线， 通过分析案例，寻找原因，找到解决导热油系统安全运行的可行 方案和注意事项。 一、导热油着火案例一、导热油着火案例 近年来，我国导热油系统着火事件多有发

2、生。据统计，国内 导热油加热系统发生各类火灾事故达上百起，严重者烧毁厂房、 烧毁装置，造成人员伤亡等事故。究竟是什么原因引发导热油着 火？怎样预防和处理火灾事故？下面，我们通过两个案例来分 析，寻找答案。 案例一案例一无锡市某皮革厂导热油管漏油引燃皮革无锡市某皮革厂导热油管漏油引燃皮革 2012 年 12 月 2 日中午 11 时 50 分，无锡市惠山区前洲镇前 洲工业园区一皮革有限公司生产车间发生火灾。 无锡市 119 指挥 2 中心接到群众报警后迅速调派惠育路中队出动 4 辆消防车、14 名消防队员前往现场处置。 现场燃烧猛烈，火势很大，烟雾滚滚。消防队员经过一个小 时的紧张扑救，火势得到

3、有效控制，在确定没有复燃可能后，消 防队员撤离现场。 据现场知情人告知：引起火灾原因可能是因为导热油管漏 油，油滴到管下皮革，引燃附近易燃物引起着火。 案例二案例二导热油管泄漏塑胶厂起火导热油管泄漏塑胶厂起火 2011 年 12 月 15 日上午 9 时 30 分许，高明大道仙村红绿灯 3 附近一家塑胶厂因导热油管泄漏引起火灾。 正在富湾进行应急演 练的消防官兵，接警后火速赶到现场，20 分钟内将大火扑灭。 由于扑救及时，事故未造成人员伤亡。 这家工厂主要生产灯箱膜，用于加热的导热油温度高达 200以上。 火灾发生原因：据有关人士对现场情况分析后认为，着火是 导热油管焊接点渗漏，使得油管外的保

4、温层冒烟并最终引起明 火。 二、导热油着火案例原因分析：二、导热油着火案例原因分析： 上面两个案例的着火原因：一个是导热油管漏油，油滴到管 下皮革，引燃附近易燃物引起着火。另一例是导热油管焊接点渗 漏，使得油管外的保温层冒烟并最终引起明火。也就是这两例的 着火原因都不是由于有明火点燃而起火， 而是由于导热油等物质 产生自燃引起的火灾事故。 现场导热油温度在 200以上，而导热油自燃点温度都 在 320以上，那么为什么导热油还会产生自燃呢？ (一) 在解释导热油着火原因时引入几个概念： 1、导热油自燃点的定义： 自燃点是指物质在没有火焰、电火花等明火火源的作用下， 在空气或氧气中被加热而引起燃烧

5、、爆炸的最低温度。 4 自燃点又称发火点或发火温度，对爆炸物质来说，习惯上成 为爆发点。 加热方式可以是环境供热，也可以是自身发热的蓄积。 2、导热油自燃点的物理意义： 可燃物质自发反应放出的热量等于向环境散失热量的速率 时的温度。 3、导热油自燃点燃烧过程： t T 初温 氧化 自燃 自燃 燃烧 诱导期 氧化生成热大于向 外界散失的热量 自燃点的燃烧过程 4、导热油自燃点的影响因素： 有热载体结构对其自燃点的影响： 同系物中，随碳原子增多自燃点降低； 饱和烃的自燃点高于同碳数不饱和烃； 芳香烃自燃点高于同碳数脂肪烃； 5 正构体的自燃点低于异构体，正构烷烃比异构烷烃、环烷烃 容易氧化； 矿物

6、型导热油的密度越小，自燃点越高； （闪点越低） 自然点与油品的氧化性有关。重馏分分子大、沸点高，不易 蒸发，所以闪点和燃点就高，其馏分越重越易氧化，所以自燃点 就低。 烷烃导热油容易氧化，所以含烷烃多的油品自燃点较低。 同种烷烃类导热油分子量越小越不易氧化。 一般地，液体密度越小，闪点越低，自燃点越高，液体密度 越大，闪点越高，自燃点越低。 （二）导热油自燃着火原因解析（二）导热油自燃着火原因解析 任何一种有机物具备自燃着火的基本条件就是它必须具备 足够的活化能量。根据化学反应速率的阿累尼乌斯公式： lnln E kA RT 阿累尼乌斯公式阿累尼乌斯公式阿累尼乌斯公式阿累尼乌斯公式： /E R

7、T kAe log 2.303 E kB RT 2 lndkE dTRT 其中 E 活化能 (activation energy) 导热油在正常运转中泄漏时如何能够获取足够的活化能 呢？ 6 导热油有两个途径可以获得足够的能量使其自身的温度升 高到自燃点以上，即导热油本身着火的必要条件是：可燃物（导 热油）+ 空气 + 温度（氧化反应放出的热量高于导热油自燃点 的能量） 。 1、导热油获取能量之一：氧化反应放出的热量 导热油在高温运转中其本身的结构发生了一定变化， 即在高 温下产生了脱氢反应，形成了很多双键（即不饱和双键） ，不饱 和双键能很快与氧发生氧化反应生成过氧化物（最后形成羧基） 而放

8、出热量。 导热油在高温下生成不饱和双键是正常现象， 而且双键的生 成量大约是新鲜导热油所含双键的 7.5 倍以上，这在华东化工大 学金寄春教授撰写的 “用波谱法对导热油连续加热结构变化的研 究”一文里论述的非常清楚。 在线高温导热油存在不饱和双键没有什么坏处， 反而会助力 于导热油的高温热性能。研究表明，在高温下的密封导热油系统 里破坏双键所需的能量远远要大于破坏一个单键所需要的能量， 即高温下双键比单键稳定（见表一） 。但是，一旦高温导热油离 开密封系统，与空气接触就表现得相当不稳定，很快就被空气氧 化而生成含酸化合物。当然，高温下单键遇氧也会被氧化，但速 度和程度要比双键低得多。 7 所以

9、，保护导热油的最好方法就是让高温导热油隔绝空气。 2、导热油获取能量之二：导热油遇氧进一步反应生成大分 子化合物而放热 在高位膨胀罐壁上我们经常见到长久积聚在罐壁上的胶 质和沥青质等大分子化合物， 同时我们在有渗漏导热油的法兰上 也可以看到粘稠的黑色物质， 这也是导热油与空气亲密接触的聚 合物。 3、德国科学家在研究导热油时也发现，喷出的导热油，只 要超过200就会有着火现象发生， 而且喷出的导热油雾化越好， 氧化着火的速度就越快。 这同样验证了高温导热油与空气接触发 生氧化反应的危害性。 8 三、怎样预防导热油加热系统火灾事故的发生 （一） 、火灾发生位置： 研究者发现，火灾大多发生在如下位

10、置： 法兰、阀门等位置： 法兰螺栓拧偏了，阀门填料有问题，垫片材质不对等等 导致漏油。 焊口处及管道有沙眼的位置： 焊接不饱满，沙眼探伤没发现；管道选材不对，没有使 用耐高温材质的无缝钢管而致使渗油或漏油。 高位罐： 油温过高，液位过低，甚至没有液面；高温油气与空气 接触被氧化而产生着火甚至爆炸。 （二） 、如何防止导热油泄漏？ 最根本措施有三点： 1、隐患消除在设计和安装阶段： 设计院在设计和业主在购买材料中必须了解导热油的特 殊性，必须按照国家有关规定进行设计和采购，例如高位罐的容 积必须是使用温度下膨胀量的 1.3 倍，再如阀门选用波纹阀为最 好。 超过 300的导热油必须进行封闭设计

11、9 为保证高位罐里导热油低于 70，必须严格按照国家劳 动部发布的关于“有 机热载体炉安全技术监察规程”进行设计和安装，如膨胀管 线的尺寸，安装的角度和长短等。 2、业主在使用中必须严格操作与管理 严格开车规程，当开车导热油温度升温到 200时，必须对 法兰和阀门等螺栓进行热紧， 否则热冲击后的法兰阀门会在高温 下渗漏，造成潜在的火灾隐患。 严格巡检制度，及时发现漏点及时处理，不能处理的漏点不 能保温，高位罐液位要保持一定高度，不可液位为零，避免现场 着火。 表二 导热油与有机化合物自燃点随分子量变化表 序号品名自燃点自燃点 1汽油415 2煤油380 3柴油350 4天然气750-850 5

12、重油300 6苯562 10 3、保持导热油质量 研究发现，变质的导热油，特别是已经劣化的导热油会 产生大量小分子化合物（即低沸物） 。虽然小分子化合物的自燃 点的温度很高，但其闪点会降低很多，此时即便是低于 200的 导热油一旦泄漏，也会在较低温度下和有明火条件下被引燃着 火。 资料显示，小分子化合物自燃点高，而大分子化合物自燃点 低（见表二） 。 当导热油接触空气被氧化变成胶质和沥青质类大分子化合 物后，其自燃点温度会明显降低，所以在法兰发生渗漏情况下， 导热油更容易发生自燃现象，酿成火灾。 为此须做到如下各点： 、导热油须在密封系统里操作，杜绝与空气接触 7甲苯536 8二甲苯482 9

13、沥青250 10矿物型导热油320-340 11三环以上芳烃导热油430 以上 12联苯-联苯醚化合物615 11 国标规定，矿物型导热油（即 300以下）可以在开式系统 里操作，即高位罐可以不必封闭，可以与空气接触。但国家劳动 部在“有机热载体炉安全技术监 察规程”明确规定：高位罐内导热油的温度必须低于 70。 也就是说， 使用矿物型导热油可以在开式系统里操作的前提条件 是高位罐内导热油的温度必须低于 70，如果高位罐里导热油 温度高于 70，无论矿物型导热油或合成型导热油都照样被空 气氧化，而且温度越高，导热油变坏速度就越快（呈几何级数增 长） 。 如果使用温度超过 300，导热油必须在一

14、个闭式系统里操 作，也就是高位罐必须加以封闭，不管你采用氮气密封还是液体 密封，都必须把导热油与空气隔绝开来。特别是合成型导热油尤 为必要，如果反之操作，则就是世界上最好的导热油如导生-RP 或氢化三联苯及二苄基甲苯等也都会在几个月到一年时间内变 坏。 2） 、防止导热油在炉管里局部高温裂化变质 在导热油炉设计中规定，导热油在炉管里流速必须大于 2m/s，否则就会有可能产生局部高温而使导热油过热而裂解。导 热油高温裂解的结果就是使导热油质量变坏， 产生低分子化合物 12 和高分子化合物。 两种化合物都对导热油发生火灾事故有助力作 用，对防止火灾发生非常不利。 我国应用导热油已经有几十年了，随着科技进步和工业发 展，导热油的使用会更加发展，使用的领域会更加扩大。当务之 急普及导热油的使用知识， 宣传导热油使用安全意识显得尤为重 要。 让我们合理地使用导热油，科学地使用导热油，安全地使用 导热油。