导热油炉和供热系统的泄漏原因及处置方法

发布时间：2022-02-25

　　摘 要：分析了导热油炉的炉内漏油和炉外漏油的失效原因及处置方法，研究了供热系统内漏水和用热设备内漏水的失效原因及处置方法，并探讨了漏油和漏水发生后可能会引起的着火燃烧、爆炸事故、高位膨胀槽喷油等恶性事故，最后给出了导热油炉和供热系统的定期停炉检验方法和检验内容，从而可避免发生导热油炉和供热系统的各种泄漏事故。

　　关键词：导热油炉;供热系统;漏油;漏水;失效原因;处置方法

　　导热油炉的泄漏分为炉内泄漏和炉外泄漏两种类型。 炉内泄漏属于炉管小孔漏油，因此几乎不影响导热油炉的出口油压力;当炉内漏油量较大时，炉膛火焰可能会向外喷燃，烟囱内会冒黑烟，且排烟温度会升高。 而炉外泄漏是泄漏点有导热油滴的渗出，当炉外漏油遇到明火时，会引起着火现象。

　　供热系统的泄漏分为导热油加热工业用水系统内漏水和用热设备内漏水两种类型。 加热工业用水系统的漏水通常是因为油/水热交换器或油/水冷却器的换热管腐蚀造成了穿孔; 或者是由于部分管子与管板的焊缝腐蚀开裂。 而用热设备内漏水是因为用热设备的水侧管壁容易腐蚀穿孔。 所以，如果供热系统内漏水或用热设备内漏水， 将会产生导热油从高位膨胀槽喷油的事故[1]，甚至会发生导热油炉的超压爆炸事故。

　　1 导热油炉内泄漏原因及处置方法

　　1.1 导热油炉内泄漏原因

　　如果导热油炉的炉管焊缝处有夹渣、气孔，并且长时间被烟灰磨损后，炉管就会被烟灰最终磨穿。 而在炉管制造时如果留下了损伤，如在弯管时轧伤、电弧擦伤等部位，就可能在使用中加速烟灰腐蚀穿孔。

　　导热油炉的炉体盘管在靠近火焰部位的漏油失效，除因焊接质量低劣外，更主要的原因是超温。 因为当导热油循环中断时，油温高达 340 ℃，而炉管材质是碳钢在 450 ℃以上时，会发生变形，并且随着时间而逐渐增大。 另外如果炉体盘管的几何结构不合理，也是引起炉管泄漏导热油的原因[2]。 所以，由于多次超温和频繁开停， 炉管的强度薄弱处将会逐渐产生裂纹，最终会发生炉管破裂泄漏导热油的事故。

　　1.2 导热油炉内泄漏的处置方法

　　当发生导热油炉内泄漏时， 应适当降低供热负荷，然后采用停炉措施将导热油炉关停下来。 并关闭导热油进出口阀门， 将炉内残存的导热油放入低位贮油槽内。 待炉膛降温冷却以后，检修人员进入导热油炉的炉膛内，确定炉内泄漏点的位置，采用补焊的方法或者切换炉管损坏部位的方法， 然后焊接上新炉管段。 在补焊、切换炉管段完成之后，应做水压试验，炉管段焊缝应进行射线探伤。

　　如果炉管是紧密排列的盘管式导热油炉[3]，无法对泄漏点进行补焊时，需要将整圈盘管更换掉，以便彻底消除导热油炉内泄漏。 另外在焊接切割之前应特别注意，炉管内需要进行化学清洗，并且要进行空气吹干， 不得在残油未处理干净的情况下直接动火加工切割，以防止着火燃烧现象。 另外焊接施工人员在进入炉膛之前， 炉膛内部应进行强制通风 5 min 以上，以保证炉膛内部的空气充足。

　　2 导热油炉外泄漏原因及处置方法

　　2.1 导热油炉外泄漏原因

　　在导热油循环供热系统的管道安装过程中，如果膨胀补偿没有做好， 管道膨胀受阻后开裂将会导致泄漏; 或者如果管道焊接质量不好， 有严重的咬边、未焊透等缺陷，在使用运行以后缺陷会进一步发展开裂导致泄漏。

　　各种导热油阀门泄漏的原因是： 由于阀门质量不好以及垫片材料不良， 阀芯和阀座磨损会造成阀门泄漏。 另外由于导热油阀门开、关多次使用以后，阀杆与阀盖间的填料松动也会引起阀门泄漏。

　　法兰接触处泄漏导热油的原因是： 因为导热油对垫片材料有其特殊的要求[4]，如果垫片材料质量不太好，或者法兰面偏斜、接触面不平整，又或者法兰间螺栓数量不够、 法兰接触面处螺栓没有拧紧等原因，都将会造成法兰接触处泄漏;另外如果法兰接触面的垫圈未安装好， 或者垫圈已经失效也将引起法兰接触面的泄漏。

　　2.2 导热油炉外泄漏的处置方法

　　导热油炉如果发生了炉外泄漏将会引起着火事故，所以应立即采取灭火措施，防止火势蔓延。 而气相导热油炉如果发生了炉外泄漏时， 应迅速采取紧急停炉措施，并立即通风排气。 因为联苯的爆炸极限范围很小， 在空气中体积比达到 1.35%～2.5%时，在此范围内就会形成爆炸性混合物。

　　对于液相导热油炉，如果发生了炉外泄漏而未引起着火时，应立即采取措施，清除泄漏点周围一切可能发生的火源， 将泄漏的导热油接入铁制容器内、避免漫溢，然后迅速消除泄漏现象。 如果无法在运行中将导热油泄漏消除，则应尽快做好停炉检修的准备。

　　3 供热系统漏水原因及处置方法

　　3.1 供热系统漏水原因

　　导热油供热系统内漏进水将会造成如下事故：供热系统油压力急剧波动;循环油泵产生“汽蚀”现象，不能正常进行工作;高位膨胀槽排气管内出现冒汽现象、严重时甚至连同导热油一起喷出，这时只好采取紧急停炉的措施，将导热油供热系统迅速降温[5]。 然后找出漏进水的原因、并采取检修措施予以排除之后，还要对供热系统中的导热油进行脱水操作， 方能重新投入运行使用。 这个过程有时需要好几天的时间，这样将会严重耽误企业生产、造成很大的经济损失。

　　导热油供热系统内大量漏进水的原因， 通常是由于油/水换热器或者油/水冷却器漏水产生的。一般情况下油/水换热器在使用了 2～3 年以后，就会频繁地发生漏水现象。 而油/水换热器漏水的原因是：工业用水对碳钢的腐蚀速度为 0.1～0.5 mm/a， 自来水对碳钢的腐蚀速度为 0.2～0.5 mm/a， 未经化学处理的经过冷却塔以后的冷却工业循环水对碳钢腐蚀速度为 0.5～1 mm/a，这样油/水换热器在使用了几年以后，换热管就会局部腐蚀造成穿孔现象，或者部分管子与管板的焊缝被腐蚀开裂而造成漏水。 这样将会发生导热油供热系统内大量漏进水， 并会导致导热油从高位膨胀槽喷出而引起火灾事故。

　　3.2 供热系统漏水的处置方法

　　为了延长油/水换热器或者油/水冷却器的使用寿命，防止漏水事故的发生，可以采用下列几种方法：

　　(1)对工业循环水进行化学处理

　　按一定比例 往工 业 循 环 水 内 加 入 少 量 化 学 药剂， 一般维持浓度为 10～20 g/t， 从而可达到减缓腐蚀，抑制结垢及控制微生物危害的目的。 经过化学处理的工业循环水对碳钢的腐蚀速度可降到 0.1 mm/a 左右。

　　(2)采用不锈钢换热器

　　油/水换热器或者油/水冷却器的材质采用不锈钢材料，或者将换热管和管板选用不锈钢材料。

　　(3)使用热管型换热器

　　使用热管型换热器，导热油在热管的一侧，冷却水在热管的另一侧， 通过热管将导热油的热量传递给冷却水，起到冷却的目的。 即使热管冷凝段被冷却水腐蚀坏了以后，冷却水也不能直接漏入导热油中，因为热管的另一端还是好的。 这样通过定期检查，可以发现损坏的热管，并采取相应补救措施处理，从而可避免冷却水进入导热油中。

　　4 用热设备内泄漏原因及处置方法

　　当用热设备内漏入水以后， 且用热设备内工作压力又高于导热油炉的油压力， 这样由于用热设备有泄漏现象， 水会随着循环的导热油进入加热炉的炉管内，并且迅速汽化，从而压力骤增，这样将导致导热油炉的超压爆炸事故。 所以，对于有水介质的被加热设备，如夹套压力容器、蒸汽发生器等要加强进行定期检验和运行状态下检验， 以防止水渗入回流进入导热油炉中。 而对于用导热油加热的蒸汽发生器[6]，如果工艺上是蒸汽压力高于导热油炉的运行压力，考虑到水侧管壁容易被腐蚀穿孔，从而使水气泄漏进入导热油炉内。 因此，需要加强对这类设备的监测与检验， 同时要保证安全阀和连锁保护装置的灵敏与可靠。

　　5 停炉检验方法

　　导热油炉的停炉检验方法是以进入炉膛内部宏观检测为主，并辅于炉管壁厚测定、硬度测定、表面探伤、射线探伤、超声波探伤及金相检验等。 对于炉管和承压部件如果怀疑有裂纹性缺陷时， 应首先进行表面探伤;必要时进行射线探伤或超声波探伤;而对于炉管和承压部件严重腐蚀、磨损的部位，应进行壁厚测定; 并且对于炉管和承压部件有高温过热的部位，应作硬度测定，必要时作金相分析。

　　通过进行停炉检验就可以及时发现炉管和承压部件是否在运行中出 现裂纹、起槽、过热、变形、泄漏、腐蚀、磨损等影响安全的缺陷，把握缺陷的发展情况， 使缺陷尚未发展到危险程度就按要求进行及时修复， 保证一个工作周期内导热油炉和供热系统以及用热设备的安全运行。

　　6 结语

　　导热油炉和供热系统在设计、制造、安装、使用等各个环节中会留下一些缺陷，如结构设计不合理、制造质量比较低劣、安装位置不正确、使用运行不符合规范等，有些缺陷刚开始是不易被发现的，要经过一段时间的运行使用之后才开始暴露出来， 例如炉管焊接时有气孔、 未熔合等缺陷， 经过运行使用以后，由于热胀冷缩会导致炉管内导热油渗漏现象;又如阀门中填料的松动、 法兰垫圈的失效等导致漏油现象。 而这些缺陷在未形成事故之前，不停炉进行仔细检查是很难发现的，所以需要进行定期停炉检验，就可以及时发现漏油、漏水、热变形、腐蚀等缺陷，并采取相应的处置方法及措施， 从而可以有效地防止恶性事故的发生。——论文作者：汪 琦 1 ，俞红啸 1 ，张慧芬 1 ，季炳奎 2 ，季 俊 2

　　参考文献：

　　[1] 汪琦，俞红啸，张慧芬，等.导热油循环加热系统供热管路的设计 [J].工业炉，2016，38(1)：33-36.

　　[2] 汪琦.浅析导热油炉的设 计[J].化工 装 备 技 术，2007，28(5)：49- 51.

　　[3] 汪琦，汪萍，俞红啸，等.载热体加热炉对流室中两层盘管之间的吹灰结构设计[J].工业加热，2015，44(3)：57-60.

　　[4] 汪琦，季炳奎，季俊.燃水煤桨导热油炉供热系统设计[J].工业炉， 2014，36(3)：35-37，40.

　　[5] 汪琦. 载热体加热系统的工艺流程 [J]. 化工装备技术，1994，15 (1)：8-10.

　　[6] 汪琦，俞红啸，张慧芬.熔盐和导热油蓄热储能技术在光热发电中的应用研究[J].工业炉，2016，38(3)：34-38，48.