一起导热油锅炉爆管的原因分析

钟金华

（福建省锅炉压力容器检验研究院龙岩分院 ,福建 龙岩 364000）

1 引言

导热油锅炉是以煤、油、气为燃料，以导热油为循环介质供热的新型热能设备，采用高温循环泵强制导热油进行闭路循环，在将热能供用热设备后重新返回锅炉中加热的工艺流程。由于它具有高温、低压的优点，且其供热温度可精确控制，因安全高效正在石油、化工、印染、食品、化纤、塑胶、涂料、建材等工业企业中快速普及使用。

如果导热油选用不当，或者运行中发生过热、氧化等导致有机热载体劣化，将会管路积炭、结焦，不仅大幅降低导热油锅炉的传热效率，使能耗成本大幅增加，而且能引发导热油锅炉金属高温腐蚀和垢下腐蚀损伤，使炉管金属产生损伤裂纹或腐蚀孔，严重时可烧毁炉管，导热油泄漏引发火灾和人身伤亡等重大事故。

2 锅炉情况概述

某林化厂锅炉DRL-160ML，制造日期1997年7月1日，并与同年9月投入使用，2006年7月该锅炉随厂搬迁至工业园区，2013年2月锅炉检验时发现: 从下往上第六排（炉门正对面）盘管爆管渗漏。对有机热载体油取样进行多次的检测，检测结果见表1。

3 使用情况调查

该锅炉在1999年9月至2006年7月使用期间的介质为L-QB280型矿物油，期间导热油未化验。2006年搬迁至公园区时，使用的有机热载体是由德国朗盛化学公司生产的DIPHYL DL牌的L-QC合成油，系统油量约16吨，开式系统运行。导热油最高允许使用温度为310℃，有机热载体用于加热树脂，生产工艺要求温度为270℃～285℃，锅炉运行出口有机热载体油温295℃～310℃，回油温度在260℃～280℃，回油的压力在0.46 MPa。

4 原因分析

现在从三方面对该事故进行分析。

图1 盘管爆管

表1 导热油化验数据

4.1 有机热载体选型错误

该起事故的主要原因是由于导热油选型错误，超温使用造成有机热载体的劣化，进而使受热面结焦、结炭，导致盘管的过热而破裂。从两方面阐述该公司选择的油品错误。

4.1.1 从最高使用温度方面

中国特种设备检测研究院关于德国朗盛导热油型式试验报告最高温度为310℃，根据《锅炉安全技术监察规程》第11.1.4最高工作温度的规定：燃煤有机热载体的最高工作温度应当低于其最高允许温度的20℃，据调查：锅炉运行出口有机热载体油温295℃～310℃，导热油长期在高温下运行，分子内碳链发生断裂，导致化合物分解成气体、低分子化合物及自由基，而自由基又极易与其他分子发生聚合而生产高分子聚合物，而裂解或聚合产物的热稳定性、导热性、闪点、运动黏度等物理和化学性质都发生了变化，影响有机热载体的使用性能。油质劣化使受热面结焦、结炭，锅炉的热效率降低，必须通过提高炉膛温度的形式才可达到生产工艺温度的要求，进一步加剧了导热油在超温下运行。

4.1.2 5%低沸物的馏出温度方面

有机热载体的低沸物通常是其裂解的产物，定义为：在有机热载体中馏出温度低于未使用时初馏点的物质，其测定的意义：以5%低沸物馏出温度作为判断和控制低沸物对系统运行安全性影响的判定指标，可防止过多的低沸物以气体型式存在于系统中，确保锅炉及传热系统的安全运行。在最高工作温度高于未使用有机热载体初馏点的条件下，5%低沸物的馏出温度小于等于未使用有机热载体的2%馏出温度（275.2℃）为安全警告质量指标；当5%低沸物的馏出温度小于等于有机热载体系统的回流温度时，为停止使用质量指标，即新购导热油已经不适用与该生产系统。

4.2 开式系统缺陷导致油品氧化

中国特种设备检测研究院关于德国朗盛导热油型式试验报告中注明，该油品必须在闭式系统中使用。开式系统导致导热油与空气中的氧接触，会氧化生产有机酸，有机酸可进一步促进聚合反应，随着温度的上升，聚合反应的速度也会加快，其结果可导致黏度的增加，而且所生产的有机酸遇水后会对设备有腐蚀作用。

4.3 导热油换油前未清洗

据调查，该炉在搬迁至公园区前使用的是矿物油，而搬迁至工业园区后更换为德国朗盛化学公司生产的DIPHYL DL牌的L-QC合成油，搬迁后未对高位槽、低位槽、盘管等进行清洗，造成导热油系统里残余的矿物油与新购买的合成油混用在一起。合成型液相有机热载体与矿物型有机热载体不宜混用。旧系统管壁上粘附较多的已劣化的导热油，换油后残留的劣化的有机热载体或污染物对新注入的有机热载体产生促进作用，促使其加速劣化。

导热油锅炉虽能在较低的运行压力下获得较高的工作温度，但如果设计选型不当，或者运行中发生过热、氧化等原因造成导热油品质劣化，受热面结焦、积炭，不仅影响传热，浪费能源，而且易烧损炉管，导致爆管或导热油泄露、引发火灾等安全事故，应该从导热油选型和使用两方面预防。

5 结语

通过分析该起导热油爆管事故，提出了导热油在选型和使用中应该注意的事项，避免此类事故的发生，确保锅炉在安全、节能条件下运行。

[1]罗斌华，李艳莉，钟理.导热油油垢清洗研究[J].清洗世界，2004,20（1）:29-30.

[2]姜韬.导热油炉运行中应注意的几个问题[J].木材工业，2000,14（5）:31-32.

[3]TSG G0001-2012 锅炉安全技术监察规程.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布.