有机热载体炉安全技术监察规程有关条款说明

有机热载体炉安全技术监察规程有关条款说明

第一

适用范围

本规程的适用范围是固定式有机热载体的气相炉和液相炉，气相炉主要是以联苯混合物（联苯26.%，联苯醚73.5%的，常压下沸点为258℃，凝固点为12.3℃，最高允许使用温度为370℃）为介质。气相炉内的热载体是靠气相炉的压力向外输送，气相炉的压力是因有机热载体汽化而形成的。因此，有机热载体气相炉是承压的。

第二

规程的内容和格式安排

有机热载体分为两大类，一类是矿物型有机热载体，如目前我国生产、使用的YD型和HD型等导热油；另一种是合成型的有机热载体，如联苯混合物等。有机热载体与水在物理性质和化学性质有较大的差别，如有机热载体有毒、易燃、而且渗透性极强，一旦泄漏易引起火灾事故。因此，根据有机热载体特性，本规程规定了与以水为介质锅炉不同的特殊要求。虽然有机热载体与水物理，化学性质有较大的差别，但在锅炉的结构特性，制造方法、安装要求基本是一样的。因此，有机热载体炉的设计、制造、安装、使用等环节的安全监察除应符合《锅炉压力容器安全监察暂行条例》和本规程外，还应符合蒸汽锅炉规程或热水锅炉规程的有关规定。本规程的内容和这种格式的安排，既可以达到减少事故发生几率的目的，又可以尽快颁发此规程，以解决有机热载体炉的设计、制造、安装、使用等环节无法可依的矛盾，整顿设计、制造混乱局面，提高制造质量和运行管理水平。在征求意见过程中，有的单位建议，将有机热载体炉的规程按照蒸汽锅炉和热水锅炉规程的格式进行编写，形成一本独立的规程。我们认为这种编写格式有一定的优点，如使用方便，但重复性大，编写时间长，影响目前实际工作的急需。

第三

有机热载体炉生产资格

本规程规定，持有有机热载体炉专用制造许可证的单位才能制造有机热载体炉。

第四

有机热载体炉的强度计算

所有气相炉均是承压的，而液相炉则分为承压（注入式）与不承压（抽吸式）两种型式。有机热载体炉主要问题是防止泄漏，以免发生火灾。因此，本规程规定有机热载体炉的元件不论受压与否，均应按我国现行锅炉强度计算标准进行计算。原西德标准DIN4754也明确规定，无论是否属于压力容器规范管辖范围。其设计、制造均应按压力容器对待，设计压力不得低于10巴（10.2kg.f/cm2）。

第五

有机热载体炉的焊接

1．管子与锅筒、集箱、管道的连接方式，应采用焊接而不准采用其他方式，如胀接或螺纹连接。胀接或螺纹连接，由于结构上存在缝隙，其密封性不如焊接好。这一要求是由于有机热载体的易渗漏、易燃烧特性所决定的。在征求意见稿中，曾对烛接接头的结构型做出了规定，即开坡口以利于焊透。这一规定来源于标准HB2104《QX系列有机热载体加热炉》。在审定会上，该标准起草单位提出，该标准这一规定因在执行中有困难，已经做了修改。因此，本规程定稿时也删去这一规定。

第六

焊接接头探伤与检验

关于焊接接头的探伤要求是在听取有关单位意见基础上，参照国外有关规范的规定而做出的。本规程没有按气相炉和液相炉探伤分别提出要求，而是根据不同受压元件提出了不同要求。

第七

法兰连接

受压元件之间的连接应尽量采用焊接，以防止泄露。必须采用法兰连接时，本规程对法兰的型式、参数和密封做出了规定。法兰连接处的密封至关重要。为了保证法兰连接处的严密性，应采用榫槽式法兰或平焊钢法兰，而且公称压力（PN）不低于1.6MPa。对法兰公称压力的要求实际上是对法兰使用温度的要求。公称压力PN1.6的法兰，其使用温度为300℃，基本可以满足要求。如果有机热载体温度超过300℃时，应选用公称压力高一档的法兰。目前，我国液相炉使用的有机热载体多为YD型和HD型导热油。这两种有机热载体渗透性极强。防止泄漏是一个极为重要问题，除对法兰型式和参数提出要求外，还对密封填料做了规定。一般石棉制品垫片防漏效果很差。本规程第23条明确规定，有机热载体炉所非焊接连接处的密封填料不准采用石棉制品。因此，法兰垫片要求用金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片。前苏联89年锅炉规程、西德DIN4754以及国内有关规范也有类似的规定。

第八

有机热载体炉采用的材料

本规程明确规定，有机热载体炉受压元件及管道附件不准采用铸铁和有色金属制造。铸铁是属于脆性材料，而脆性材料不能用于受压元件，有色金属与有机热载体接触时，有色金属中的分子会自行向有机热载体中扩散，加速有机热载体的老化变质，不但缩短有机热载体使用寿命，也易造成受热面过热，影响有机热载体炉运行安全。另外，联苯对有色金属有腐蚀作用。所以，国内外有关规范均明确规定有机热载体炉的受压元件不准采用铸铁和有色金属制造。

第九

液相炉中有机热载体的流速

有机热载体在管内流动时会形成一个边界层。边界层的厚度直接影响边界层的介质温度。边界层越厚，边界层温度比有机热载体主流温度高的多，将使边界层超温，导致有机热载体分解、聚合成胶质，形成残碳沉集于管壁，进一步影响传热。如此恶性循环，不但造成管壁过热，而且也会加速有机热载体老化、失效。边界层的厚薄与流体在管内流动状态有关。流体力学理论认为，雷诺数R≤2230时，流体在管内呈层流状态；当雷诺数R≥4000时，流体在管内呈湍流状态。只有形成湍流状态，才能获得较薄的边界层。实践证明，当管内有机热载体的流速达到1.5-3.0m/s时，就可以得到较薄的边界层，达到强化传热，降低边界层温度。

第十

有机热载体性能的要求

有机热载体分为矿物油型和合成型两大类。矿物油型的有机热载体是石油进行高温裂解或催化裂化过程中，形成的馏分油做为原料精致而成。合成型有机热载体是以化工或石油做为原料经有机合成工艺而成，如联苯等。有机热载体的特性是遇火而燃烧，试验还证明，烷烃型有机热载体，当加热至280℃以上时，洒在水泥地上没有明火也会燃烧。但芳烃型有机热载体只有遇到明火才会燃烧。有机热载体的优点是在较低的压力下可以获得较高的温度，而且有较好的热稳定性。比如联苯混合物，在0.34MPa下的饱和温度为320℃，而要获得320℃的饱和水，则压力要达到11.5MPa。有机热载体这些特性与优点必须是在质量有保证的情况下才能得到。因此，有机热载体炉能否正常运行与有机热载体的质量关系极大。为了保证有机热载体正常使用，对其质量及性能指标，如最高使用温度、粘度、闪点、残碳、酸值等应做出规定。

第十一

安全阀

1．安全阀的数量。气相炉应安装两只不带手柄的弹簧式安全阀。安全阀与筒体连接短管上还应串联一只.片。液相炉本体可不装安全阀。

第十二

膨胀器的规定

膨胀器是强制循环的液相炉及系统中的重要安全装置。膨胀器有多种作用；储存液相炉及系统中的有机热载体受热膨胀量；向系统补充有机热载体；液相炉启动升温过程中排除液相炉和系统中的气体；突然停电时可以利用膨胀器中的冷介质置换液相炉中的热介质。

第十三

过滤器的要求

本规程规定，在循环泵入口处应装过滤器，以便滤去有机热载体在高温运行下形成的聚合物和残渣，既可以保护循环泵，又可以防止这些聚合物或残渣进入受热面，影响传热。过滤器的过滤效果很大程度上取决于过滤器元件材料的性能。目前，国内外常用的过滤器元件材料有金属丝网、滤布、金属烧结多孔材料、高分子聚合物、陶瓷烧结多孔材料。高分子聚合物、陶瓷多孔材料存在一些问题，如高分子聚合物不耐高温，陶瓷多孔材料再生性能差，因此一般多采用金属丝网和金属烧结多孔材料。金属烧结多孔材料过滤性能好，但阻力大，价格较贵；而金属丝网价格便宜，也有较好的过滤效果。在征求意见中，有的单位提出，对于采用合成型有机热载体的有机热载体炉应采用粉末冶金的过滤器，即金属烧结多孔材料。对此本规程未做硬性规定，由设计单位根据经济综合指标加以选取。过滤器的安装要考虑拆卸、更换方便，以便定期清理过滤器，去除存渣及杂质，保证过滤器的过滤性能。

第十四

有机热载体定期化验

有机热载体经过长时间使用或有机热载体主流温度超温，都会造成有机热载体性能指标的下降，主要表现在有机热载体的残碳、酸值、粘度、闪点的变化。所以，本规程规定，使用中的有机热载体每年应对其残碳、酸值、粘度、闪点进行一次分析。西德DIN4754规定，有机热载体在规定的温度下至少可用一年。一年后经化验无问题时可继续使用。

第十五

有机热载体炉启动中排气的要求

有机热载体炉在启动过程中，随着有机热载体的加热，含在其中的其他气体逐渐分离出来，如有机热载体含有水分，也会随着加热而汽化，应随时将这些气体排出，以利于有机热载体炉安全运行。对于气相炉来说，在点火升压过程中进行反复排气尤为重要。气相炉的介质以联苯为主。若联苯中含有水分，则是气相炉发生爆炸事故的主要原因之一。联苯中如有水分，在加热的情况下，联苯中的水分迅速汽化，气相炉内的压力急剧上升而达到无法控制的程度，从而引起气相炉爆炸。我国，已发生多起此类事故。一九七九年九月，上海油脂一厂练油车间联苯炉爆炸，死亡13人；一九八О年十月，上海染料九厂三车间联苯炉发生爆炸，死3个，伤2人；一九八О年，沈阳化工厂联苯炉发生爆炸，死1人，伤3人。这些爆炸事故均是由于联苯中混入水分而引起的，加热系统介质中的水分主要来自新补充介质内含有水分，或者设备安装、修理后水压残存水分等。因此，本规程规定，有机热载体炉在点火启动时要反复打开排气阀以排净有机执载体炉中的空气、水与有机热载体的混合蒸汽。对于气相炉来说，只有温度与压力符合对应关系后，才可进入正常运行。

第十六

不同有机热载体混用问题

不同的有机热载体能否混用问题，在我国存在两种不同的观点。一种观点认为，不同有机热载体不能混用，混用后热载体性能发生改变，影响使用，一旦发生事故难以进行原因分析；另一种观点认为，有机热载体本身就是一混合物，不能混用在科学道理是不存在的经试验证明，不同有机热载体混合后，各项性能指标无大的改变。在审定会上，专家们建议，规程不能硬性规定不同的有机热载体不准混合使用，规定不宜混合使用，如需要混合使用时，有机热载体生产单位要提供混合使用的条件和要求。两种不同热载体混用时，其混合热载体出口温度不得超过两种热载体中任何一种的最高允许使用温度。

第十七

压力试验

有机热载体炉在制造单位组装后以及在使用单位安装或重大修理后均要进行压力试验。