????? 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用管式加熱爐,爐型有多種,但其一般由四個(gè)部分構(gòu)成,分別是輻射室、對(duì)流室、煙囪和燃燒器。在輻射室和對(duì)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。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(duì)流室爐管和輻射室爐管,在爐膛內(nèi)吸熱升溫,出加熱爐時(shí)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(chǎng)合的爐型往往更為復(fù)雜,爐管往往采用異形管,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(shí)無(wú)火焰,稱為無(wú)焰燃燒爐,是一種較先進(jìn)的加熱爐。
??? 二、火災(zāi)危險(xiǎn)性分析
??? 管壁常由于熱交換面局部溫度過(guò)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(guò)熱經(jīng)常發(fā)生在有各種積垢(焦炭、鹽類等)或其他傳熱差的外來(lái)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(huì)受到流動(dòng)物料的機(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。物料外泄的情況有: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。
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??? 3.爐膛發(fā)生爆炸
??? 燃?xì)?、燃油的加熱設(shè)備,其爐膛空間可能發(fā)生爆炸。發(fā)生爆炸有兩種情況:一是發(fā)生在點(diǎn)火開(kāi)工階段,若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繼續(xù)供應(yīng)時(shí)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(shí)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。
??? 4.煙道發(fā)生爆炸
??? 當(dāng)空氣不足,不能保證燃料完全燃燒的情況下,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(guò)程處于不正常狀態(tài)也會(huì)發(fā)生不完全燃燒。通過(guò)砌爐不嚴(yán)密處空氣能夠被入煙道。
??? 5.結(jié)焦引起危險(xiǎn)
??? 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(shí)間爐管壁溫過(guò)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(guò)熱,管壁溫度升高,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致?tīng)t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。
??? 6.操作不當(dāng)引起事故
??? 加熱爐是采用明火對(duì)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)料流量不均勻,偏低,物料黏度無(wú)窮大,燃料油、氣壓力無(wú)窮大,燃燒器火嘴燃料壓力過(guò)大,爐膛和爐管溫度過(guò)高,加熱爐出口溫度過(guò)高,爐膛產(chǎn)生負(fù)壓等,都有可能導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。
??? 7火焰會(huì)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3~6小時(shí),因此,即使燃燒器熄火之后,加熱爐仍可能成為引火源。
??? 三、防火防爆安全措施
??? 1.安全合理布置
??? 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(xiǎn)的露天裝置之間可布置封閉型的無(wú)危險(xiǎn)的工藝生產(chǎn)的房間,這樣的建筑物是一種特殊的保護(hù)屏障。