一起导热油油质快速裂化的原因分析及对策

钟金华（1 福州大学，福建 福州 350116）（2 福建省特种设备检验研究院龙岩分院，福建 龙岩 364000）

一起导热油油质快速裂化的原因分析及对策

钟金华1，2
（1 福州大学，福建 福州 350116）
（2 福建省特种设备检验研究院龙岩分院，福建 龙岩 364000）

文中通过分析一起导热油锅炉迅速劣化的原因，提出了导热油在油品选型及使用上的注意事项，减少有机热载体锅炉事故，确保锅炉经济安全运行。

导热油；裂化；超温；操作；对策

福建省龙岩市中小企业众多，尤以印染、轻纺和化工等行业为主，由于导热油锅炉具有高温、低压、供热温度可精确控制等优点，被广泛应用，至2014年11月，龙岩市在用导热油锅炉86台，占龙岩市质量技术监督局监控锅炉总量的15%，随着经济的发展，导热油锅炉比例还会有所增多。因导热油易渗漏、易燃烧的特性，若对其介质特殊性和操作安全性认识不够，在运行中易发生泄漏和火灾、爆炸等事故，也给企业带来了一些安全隐患[1]。导热油锅炉的出现相对较晚，虽然监察机构、检验技术机构经过大量工作，但使用单位在运行中因管理或操作不当而酿成的事故时有发生。

1 锅炉概述

龙岩市某油脂有限公司有一台承压有机热载体液相锅炉，锅炉型号为YGL-700S，额定工作压力0.8MPa，额定出口温度300℃，使用的导热油是由中油昆仑公司生产的30#L-QB矿物油，系统油量约5吨，开式系统运行，导热油最高允许使用温度为300℃。车间生产工艺要求温度为280℃～285℃，锅炉运行出口有机热载体油温为280℃～290℃，回油温度在260℃～265℃。设备2012年6月开始安装，2012年12月投入使用。该企业产品为山茶油，季节性生产，2012年12月开始投入使用，至2013年12月锅炉外部检验，锅炉仅使用一个半月。

2 现场情况调查

2013年12月对锅炉进行外部检验时，发现以下几个问题：1、膨胀槽有超温迹象（膨胀槽外表面油漆脱落，锈迹斑斑，低位槽油漆完好，见图1），用红外线测温仪对膨胀槽进行测温，筒体外壁约有180℃，对辅助排气阀检查，发现辅助排气阀未关闭；2、操作工未持司炉证，属无证操作；3、现场查看运行记录，锅炉出口温度最高299℃。对导热油进行取样分析，化验结果见表1。

表1 在用油化验结果

图1 膨胀槽油漆脱落

3 原因分析

根据现场调查，造成导热油快速裂化的原因主要有以下三点：

（1）运行管理不规范导致膨胀槽超温。

造成这次事故最主要的原因是司炉工未持证上岗，辅助排气阀未关闭，造成膨胀槽油温过高。《有机热载体锅炉》规定膨胀槽内的有机热载体的表面温度不应当超过70℃[2]，其目的就是为了防止有机热载体因超温而氧化失效，形成污垢沉积于管壁，恶化传热效果，使受热面管过热失效[3]。

该企业导热油系统采取开式运行，辅助排气阀未关闭导致膨胀槽内导热油温度超标（超过70℃），高温导热油与空气中的氧气接触，发生氧化反应，形成氧化降解产物（包括有机酸）及具有更高相对分子质量的所聚产物，生成的有机酸缩聚成胶泥，使导热油密度变大，闪点降低，粘度增大，残碳升高，油品快速变质，油的颜色也由淡黄色到茶褐色，最后变为黑色（见图2），降低介质的使用寿命，不仅影响安全运行，而且使锅炉热效率降低，浪费能源。

图2 系统内的导热油呈黑色

（2）超过导热油最高使用温度。

该企业车间生产工艺要求温度为280℃～285℃，锅炉运行出口有机热载体油温为280℃～290℃，选择的导热油生产厂商为中油昆仑公司生产的30#L-QB矿物型导热油，出厂合格证标明其最高使用温度为300℃（无型式试验报告）。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℃[4]。且有数据表明：实际使用中，有机热载体开始发生热裂解的温度是其最高允许使用温度以下约50℃。从调查的资料显示，该导热油已超温使用。

导热油是能够载热并能传递热量的有机物，有机物在高温下都会发生化学反应，在一个确定的温度之上，所有的导热油都会不同程度地被热裂解。只要导热油的使用温度超出其最高使用温度，导热油将发生严重的热裂解，形成裂解产物。裂解产物从导热油中游离出来，因锅炉受热面管壁的边界层区域流体的流速较低，悬浮在导热油中的碳粒和游离出来的聚合物将咐着在管壁上，形成含碳量极高的垢状物，造成传热恶化，锅炉的热效率降低，而使用单位又要维持相应的出力，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，这进一步加剧了导热油在超温下运行。

（3）使用劣质导热油。

该企业提供了一份中油昆仑公司提供的产品质量合格证，出厂日期为2011年12月29日。产品质量符合“RH 03NB.0007-2003标准”，该标准为企业标准，参照石油化工行业标准SH/T 0677-1999《热传导液》。国家强制标准GB 23971-2009《有机热载体》，早于2009年6月12日发布，并于2010年1月1日实施，明文规定新标准实施之日起，石油化工行业标准SH/T 0677-1999《热传导液》同时废止。而作为知名企业的中油昆仑公司理应执行新国家标准，然而在2011年12月29日出厂的导热油，油品残炭质量分数指标为0.32%，GB 24747-2009未使用有机热载体残炭≤0.05%[6]，残炭值超过现行国标6.4倍，表明该批产品出厂就不合格。

使用品质不符合国家标准的劣质油或再生油，油中残碳、酸值指标大大超标。导热油在加热运行过程中，会发生一些化学变化，生成高聚合物，同时也会因局部过热生成焦炭，这些高聚合物和残炭不溶于油，而悬浮在油中，运行中这些物质可能会沉积在锅筒底部而过热鼓包，或沉积在管壁上而过热爆管[7]。

4 事故预防

导热油锅炉的优点与特性必须是在保证安全、经济运行的前提下才能得到充分发挥。因此，导热油锅炉在运行管理与油质选用方面，要注意以下2点：

（1）导热油合理选型

首先，选择的油品型号必须符合《锅炉安全技术监察规程》第11.1.1规定：有机热载体产品质量应当符合GB 23971规定，并且通过型式试验。

其次，企业应根据结合的生产工艺，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℃ ，同时，结合实际使用中有机热载体开始发生热裂解的温度是其最高允许使用温度以下约50℃，合理选择导热油类型，以利于长期安全运行。

（2）加强运行管理

应提高思想认识和观念，强化企业的主体意识，加强对管理人员和操作人员的专业知识培训，做到真正熟悉有机热载体锅炉特点，特别需要注意的是，不要盲目地把蒸汽锅炉的运行经验和操作习惯套用到有机热载体锅炉上；制订详细的操作规程，严格管理，严格执行操作规程。

为了及时掌握导热油品质变化情况，分析变化原因，应对其实行定期监测，确保使用中的油品在合格范围内。因导热油每年都会有不同程度的损失，所以为了使系统油量基本得到稳定，必须定期补充新导热油量。当然，加入系统新的导热油，必须预先进行脱水脱气操作，以排除水分。如果发现系统残炭超标，锅炉热效率下降，应进行彻底清洗，清除管壁内的积碳，以降低炉管阻力。

5 结语

通过分析该起导热油快速裂化事故，提出了导热油在选型和运行操作中的注意事项，避免此类事故的发生，确保锅炉在安全、节能条件下运行，保障人民群众的生命和财产安全。

[1]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.

[2]有机热载体炉 GB/T 17410-2008[S]．北京，中国标准出版社：1998.

[3]李君平，刘振南等．有机热载体炉常见事故产生的原因及对策[J]．装备制造技术，2006，(3)：90-91.

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

[5]沈燕．浅析控制导热油品质对导热油锅炉安全运行的重要性[J]．化学工程与装备，2009，(9)：115-117.

[6]GB 23971-2009 有机热载体[S]．中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会.

[7]GB 24747-2009 有机热载体安全技术条件[S]．中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.

Reason Analysis and Countermeasures of Heat Conducting Oil Together Fast Cracking

ZHONG Jin-Hua1, 2
(1 Fuzhou University , Fuzhou 350116, Fujian, China)
(2 Fujian Special Equipment and Research Institute, Fuzhou 350003, Fujian, China)

By analysis of heat conduction oil boiler rapid deterioration reasons, this paper puts forward some matters needing attention in the selection and use of oil heat conducting oil, it reduces the organic heat carrier boiler accidents to ensure the economic and safe operation of the boiler.

Heat conducting oil; Cracking; Ultra-high temperature; Operation; Countermeasures

2014-12-03

钟金华，男，福建省特种设备检验研究院龙岩分院，检验师，工程师