生產(chǎn)的加熱爐石油化工火災(zāi)危險性分析及其預(yù)防

1、生產(chǎn)的加熱爐石油化工火災(zāi)危險性分析及其預(yù)防 加熱爐是石油化工生產(chǎn)中的主要設(shè)備之一，在石油煉制和石油化工生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，它利用直接火焰加熱物料，可將物料加熱到很高的溫度10001100，亦可作為反應(yīng)器使用。然而，由于所處理的物料易燃易爆，加上明火作業(yè)，危險性很大，一向是石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中防火防爆的重點(diǎn)部位。     一、石油化工生產(chǎn)的加熱爐     石油化工生產(chǎn)中所使用的加熱爐常采納管式加熱爐，爐型有多種，但其一般由四個部分構(gòu)成，分別是輻射室、對流室、煙囪和燃燒器。在輻射室和對流室內(nèi)裝有爐管；在輻射室的底部、側(cè)部或頂部裝有燃燒器

2、。先進(jìn)的加熱爐還有煙氣熱量回收系統(tǒng)，空氣和比的控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中，低溫物料經(jīng)對流室爐管和輻射室爐管，在爐膛內(nèi)吸熱升溫，出加熱爐時達(dá)到所需的工藝要求。     管式加熱爐也可以作為反應(yīng)器使用，如烴類裂解反應(yīng)器等。在這種場合的爐型往往更為復(fù)雜，爐管往往采納異形管，但基本原理不變。     加熱爐所使用的燃料主要是液體和氣體燃料，有燃料油、液化石油氣、天然氣等。如果將燃料與空氣混合后再經(jīng)燃燒器噴嘴進(jìn)入輻射室燃燒，其燃燒速度快，燃燒完全，熱效率高，加熱均勻，爐管不易結(jié)焦與破裂。這種爐子燃燒時無火焰，稱為無焰燃燒爐，是一種較先進(jìn)的加熱

3、爐。     二、火災(zāi)危險性分析         加熱爐爐管損壞，管內(nèi)物料漏入爐膛發(fā)生火災(zāi)。爐管破裂的原因有：管壁燒穿，管材腐蝕和磨損，爐管壓力高于規(guī)定壓力等。管壁常由于熱交換面局部溫度過高、材料的機(jī)械強(qiáng)度降低、金屬出現(xiàn)屈服和不可恢復(fù)的變形、管壁變薄，導(dǎo)致管壁破裂或洞穿；爐管過熱常常發(fā)生在有各種積垢焦炭、鹽類等或其他傳熱差的外來雜技的管段。爐管外表面受到空氣中氧的作用和燃燒產(chǎn)物中硫化物的作用而腐蝕，且腐蝕速度隨空氣供給系數(shù)和管表面溫度的升高而升高；爐管內(nèi)表面受到高溫物料及其所含雜技的腐蝕，還會受到 流動物

4、料的機(jī)械磨蝕。物料壓力增設(shè)的原因主要是由于管內(nèi)結(jié)焦和鹽的積垢，使系統(tǒng)流體阻力增加的結(jié)果。     管式加熱爐的回彎頭也是容易發(fā)生泄漏之外。物料外泄的狀況有：管子和回彎頭連接不嚴(yán)密；回彎頭受到損壞；塞在回彎頭殼體的塞子貼得不嚴(yán)密；塞子脫落等。         燃料管線由于法蘭接頭、開關(guān)、閥門出現(xiàn)故障或管道受損，流淌出來的液體以及燃料管線泄漏出氣體或蒸氣會被燃燒器的火焰引燃而著火。         燃?xì)?、燃油的加熱設(shè)備，其爐膛空間可能發(fā)生爆炸。發(fā)生爆

5、炸有兩種狀況：一是發(fā)生在點(diǎn)火開工階段，假設(shè)供燃料管道的燃料或管式加熱爐爐管內(nèi)的可燃物料漏進(jìn)爐膛，可能與空氣形成混合物；二是燃燒器或噴嘴的火焰突然熄滅而燃料持續(xù)供應(yīng)時發(fā)生爆炸，烽火的原因有多種，如水進(jìn)入液體燃料而形成“水塞，或者氣體燃料管中產(chǎn)生了凝結(jié)水，臨時中斷進(jìn)料，也可能發(fā)生烽火現(xiàn)象，熄火后，進(jìn)入爐膛的燃料蒸發(fā)，其蒸氣和空氣可形成爆炸性混合物。         當(dāng)空氣不夠，不能保證燃料完全燃燒的狀況下，加熱爐的煙道內(nèi)可能發(fā)生爆炸。燃料不完全燃燒的產(chǎn)物含有的燃?xì)?，特別是氫、一氧化碳，和空氣混合能發(fā)生燃燒爆炸。燃燒過程處于不正常狀態(tài)也會發(fā)

6、生不完全燃燒。通過砌爐不嚴(yán)密處空氣能夠被入煙道。         石油化工生產(chǎn)的加熱爐操作溫度較高，物料黏度又較大。如果物料在爐管中流量較低，停留時間爐管壁溫過高，極易在爐管內(nèi)結(jié)焦。結(jié)焦一方面使?fàn)t管導(dǎo)熱不良，引起局部過熱，管壁溫度升高，嚴(yán)重時導(dǎo)致爐管燒穿，介質(zhì)大量泄漏，引起燃燒爆炸事故；另一方面使?fàn)t管內(nèi)徑變小，阻力增大，引起進(jìn)料壓力增加，同樣引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。       加熱爐是采納明火對爐管內(nèi)的原料進(jìn)行加熱，爐管內(nèi)充滿高溫、高壓物料，要求工藝系統(tǒng)必須穩(wěn)定操作。如果工藝參數(shù)控制不當(dāng)，如爐管進(jìn)料

7、流量不均勻，偏低，物料黏度無窮大，燃料油、氣壓力無窮大，燃燒器火嘴燃料壓力過大，爐膛和爐管溫度過高，加熱爐出口溫度過高，爐膛產(chǎn)生負(fù)壓等，都有可能導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。         加熱爐明火、加熱爐高溫表面、高溫物料輸送管線都可成為可燃物的引火源。鄰近工藝設(shè)備發(fā)生了事故，產(chǎn)生的蒸氣或氣體與空氣形成可燃性混合物與爐子的高溫部件接觸，即可發(fā)生燃燒或爆炸，火焰會很快沿著可燃性混合物向事故發(fā)生地蔓延；可燃性混合物還可能被吸入爐膛，在爐膛內(nèi)著火，并向事故發(fā)生地傳播。管式加熱爐管冷卻速度較慢，從1000冷卻至250需36小時，因此，即使燃燒器熄火

8、之后，加熱爐仍可能成為引火源。     三、防火防爆安全措施         加熱爐宜集中布置在裝置的邊緣，并且位于可燃?xì)怏w、液化烴、易燃液體設(shè)備的全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。加熱爐和相鄰設(shè)備裝置之間要留有不小于規(guī)范要求的防火間距。爐子和具有火災(zāi)爆炸危險的露天裝置之間可布置封閉型的無危險的工藝生產(chǎn)的房間，這樣的建筑物是一種特別的保護(hù)屏障。     加熱設(shè)備的房間應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，其建筑應(yīng)為一、二級耐火等級。房間的門應(yīng)防火門，如確定生產(chǎn)需要設(shè)在廠房內(nèi)，房間門應(yīng)直通室外，并且應(yīng)用磚墻與車

9、間其它崗位隔開。         石油化工生產(chǎn)的加熱爐只*一般的測量儀表、搬運(yùn)調(diào)節(jié)或單回路自動調(diào)節(jié)不能滿足安全的要求，宜采納計算機(jī)來控制生產(chǎn)，測量生產(chǎn)過程的參數(shù)，進(jìn)行二次分析、綜合、判斷和數(shù)據(jù)處理，并按照預(yù)先給定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算，依據(jù)運(yùn)算結(jié)果，高速常規(guī)調(diào)節(jié)器的給定值，實(shí)現(xiàn)過程的閉環(huán)控制。計算機(jī)控制方案是對加熱爐的反應(yīng)溫度、物料稀釋比、運(yùn)轉(zhuǎn)周期等進(jìn)行控制。除配備工藝參數(shù)測溫柔報警系統(tǒng)外，還必須設(shè)置有關(guān)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要有：原料溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)；燃料油、氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)；爐頂火嘴、側(cè)壁火中級用的燃料壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)；爐管進(jìn)料流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)；爐管物料稀

10、釋劑注入流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)；爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)；加熱爐出口溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。生產(chǎn)中要保證測量食品、儀表、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、自動報警系統(tǒng)靈敏好用。     應(yīng)嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程操作，嚴(yán)格控制溫度、壓力、流量等工藝參數(shù)，尤其要防止出現(xiàn)溢料、噴料，嚴(yán)禁超負(fù)荷帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。         加熱爐的制定要合理，選票制造要嚴(yán)格，工藝要嚴(yán)謹(jǐn)，使用中要定期檢測設(shè)備壁厚和耐壓強(qiáng)度，并在設(shè)備和管道上加裝壓力計、安全閥和放空管，保證加熱設(shè)備完好不漏。     采用防腐措施，清除加熱設(shè)備中的腐蝕性雜質(zhì)，向物料中加進(jìn)

11、腐蝕抵制劑；清除加熱物料中的硬性雜質(zhì)以減少管材機(jī)械磨損。     管式加熱爐的回彎頭塞子應(yīng)按孔洞磨合好；檢查回彎頭的制造質(zhì)量； 爐管有過熱、變形、鼓脹等管段時要及時改換；對爐管進(jìn)行水壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在缺陷和故障及時修理。     防止燃料管泄漏的措施有：查看燃料系統(tǒng)的狀況，防止出現(xiàn)不嚴(yán)密的損壞現(xiàn)象；清除流水的燃料；在離加熱爐10m處的燃料管上安裝附加閘閥，以便快速地斷料停爐。         加熱爐和高溫物料管道應(yīng)與可燃物隔離，加熱爐的外部高溫部件應(yīng)用隔熱材料保護(hù)，防止可燃物或可

12、燃構(gòu)件與之接觸而發(fā)生受熱自燃。應(yīng)常常清除高溫表面上的污垢和物料，防止因高溫表面引起物料自燃分解。     設(shè)置爐外水蒸氣幕，以便 把爐子和相鄰設(shè)備發(fā)生事故時產(chǎn)生的蒸氣支隔離開來，防止相鄰工藝設(shè)備發(fā)生事故時產(chǎn)生可燃?xì)怏w或蒸氣流入加熱爐。運(yùn)用外部水蒸氣幕的方案有兩種：一種是連續(xù)的蒸汽幕，可從一面、三面或四面保護(hù)單個爐子或一組爐子；另一種是局部的起鈍化作用的蒸汽幕，用以保護(hù)爐子有引火源危險的各別區(qū)域或部件。       調(diào)節(jié)燃燒器火嘴的火焰，盡量避免火焰直接接觸爐管，或采納火焰輻射加熱方式，甚至必勝熱煙氣加熱方式，以減弱爐管局部受

13、熱過度產(chǎn)生結(jié)焦。管道、燃燒器和輻射盤要合理布置，以保證整個爐管長均衡受熱。操作中要保證物料沿爐管高速運(yùn)動23m/s，或向爐管內(nèi)注入稀釋劑以增大管內(nèi)物料流速。近年來研究了抵制結(jié)焦的添加劑，它們是某些含硫化合物，如C4H92SO2、噻吩、Na2S水溶液、NH42S等，少量加入到物料中，能起到抵制結(jié)焦的作用。但這種添加劑添加入量過多，會腐蝕爐管；在高溫如850操作條件下，不起抵制作用。     爐管結(jié)焦時一般出現(xiàn)如下狀況：爐管進(jìn)料量不變的狀況下，進(jìn)口壓力增大，壓差增大；從觀察孔可看到輻射室爐管管壁上某些地方因過熱出現(xiàn)光亮點(diǎn)；投料量不變及管出口溫度不變但燃燒耗增加，管壁及

14、爐膛溫度升高。     上述現(xiàn)象分別或同時出現(xiàn)時，說明爐管內(nèi)有結(jié)焦，必須及時清焦。清焦方法有不停爐清焦和停爐清焦法。不停爐清焦是在加熱爐操作一段時間后有較多的焦需要清焦時，切換輕質(zhì)原料，并加入大量水蒸氣，當(dāng)壓力減小后焦已被大部分清除，再切換為原來的物料。停爐清焦法是將進(jìn)料及出料切斷后，用惰性氣體和水蒸氣清掃管線，逐漸降低爐溫，然后通往空氣和水氣燒焦。燒焦期間，不斷檢查出口尾氣的二氧化碳含量，當(dāng)二氧化碳濃度低至0.2干基以下時，可以認(rèn)為在此溫度下燒焦結(jié)束。煤焦過程中爐管出口溫度必須嚴(yán)格控制，不能超過750，以防燒壞爐管。堅硬的焦塊有時需用機(jī)械方法除去，如用氣動渦輪旋

15、轉(zhuǎn)管中錘頭去焦。         對燃油、燃?xì)獾募訜釥t，在爐子點(diǎn)火前，應(yīng)檢查供油供氣閥門的關(guān)閉狀態(tài)，用蒸汽吹掃爐膛，排除其中可能積存的爆炸混合氣體，以免點(diǎn)火時發(fā)生爆炸。在爐膛內(nèi)應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w濃度檢測報警裝置和自動安全點(diǎn)火控制裝置。     燃料氣應(yīng)不帶水，并除去燃料中的機(jī)械雜質(zhì)，定期清洗噴嘴，燃料供應(yīng)要可*，防止操作中中斷熄火，熄火時要利用燃料線的自動切斷系統(tǒng)。     為了防止燃燒室或加熱爐發(fā)生爆炸或爆炸時設(shè)備遭到破壞，在燃燒室爐墻壁的四周安裝防爆門，容積較大的燃燒室可安裝

16、數(shù)個防爆門，泄壓面積按燃燒室內(nèi)部凈容積的250cm2/m3制定。         燃料燃燒時，要堅持最正確的空氣供給系數(shù)，以保證正確的燃燒過程。采納氣體分析儀進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)爐膛氣中二氧化碳含量最多，而沒有一氧化碳和氫氣時為最正確狀態(tài)。注意磚砌墻的完整嚴(yán)密性，及時檢修，不同意空氣被吸進(jìn)煙道。安裝防爆片，一旦發(fā)生爆炸能保護(hù)煙道。         關(guān)于有增壓危險的加熱設(shè)備，要設(shè)置溫度、壓力、液位等報警和安全泄放裝置；容量較大的加熱設(shè)備應(yīng)備有事故排放罐，設(shè)備發(fā)生沸溢和漏料的緊急狀態(tài)下，應(yīng)將設(shè)備內(nèi)物料及時排放事故排放