有機熱載體爐安全技術監察規程有關條款說明

第一

適用范圍

本規程的適用范圍是固定式有機熱載體的氣相爐和液相爐，氣相爐主要是以聯苯混合物（聯苯26.%，聯苯醚73.5%的，常壓下沸點為258℃，凝固點為12.3℃，最高允許使用溫度為370℃）為介質。氣相爐內的熱載體是靠氣相爐的壓力向外輸送，氣相爐的壓力是因有機熱載體汽化而形成的。因此，有機熱載體氣相爐是承壓的。

第二

規程的內容和格式安排

有機熱載體分為兩大類，一類是礦物型有機熱載體，如目前我國生產、使用的YD型和HD型等導熱油；另一種是合成型的有機熱載體，如聯苯混合物等。有機熱載體與水在物理性質和化學性質有較大的差別，如有機熱載體有毒、易燃、而且滲透性極強，一旦泄漏易引起火災事故。因此，根據有機熱載體特性，本規程規定了與以水為介質鍋爐不同的特殊要求。雖然有機熱載體與水物理，化學性質有較大的差別，但在鍋爐的結構特性，制造方法、安裝要求基本是一樣的。因此，有機熱載體爐的設計、制造、安裝、使用等環節的安全監察除應符合《鍋爐壓力容器安全監察暫行條例》和本規程外，還應符合蒸汽鍋爐規程或熱水鍋爐規程的有關規定。本規程的內容和這種格式的安排，既可以達到減少事故發生幾率的目的，又可以盡快頒發此規程，以解決有機熱載體爐的設計、制造、安裝、使用等環節無法可依的矛盾，整頓設計、制造混亂局面，提高制造質量和運行管理水平。在征求意見過程中，有的單位建議，將有機熱載體爐的規程按照蒸汽鍋爐和熱水鍋爐規程的格式進行編寫，形成一本獨立的規程。我們認為這種編寫格式有一定的優點，如使用方便，但重復性大，編寫時間長，影響目前實際工作的急需。

第三

有機熱載體爐生產資格

本規程規定，持有有機熱載體爐專用制造許可證的單位才能制造有機熱載體爐。

第四

有機熱載體爐的強度計算

所有氣相爐均是承壓的，而液相爐則分為承壓（注入式）與不承壓（抽吸式）兩種型式。有機熱載體爐主要問題是防止泄漏，以免發生火災。因此，本規程規定有機熱載體爐的元件不論受壓與否，均應按我國現行鍋爐強度計算標準進行計算。原西德標準DIN4754也明確規定，無論是否屬于壓力容器規范管轄范圍。其設計、制造均應按壓力容器對待，設計壓力不得低于10巴（10.2kg.f/cm2）。

第五

有機熱載體爐的焊接

1．管子與鍋筒、集箱、管道的連接方式，應采用焊接而不準采用其他方式，如脹接或螺紋連接。脹接或螺紋連接，由于結構上存在縫隙，其密封性不如焊接好。這一要求是由于有機熱載體的易滲漏、易燃燒特性所決定的。在征求意見稿中，曾對燭接接頭的結構型做出了規定，即開坡口以利于焊透。這一規定來源于標準HB2104《QX系列有機熱載體加熱爐》。在審定會上，該標準起草單位提出，該標準這一規定因在執行中有困難，已經做了修改。因此，本規程定稿時也刪去這一規定。

第六

焊接接頭探傷與檢驗

關于焊接接頭的探傷要求是在聽取有關單位意見基礎上，參照國外有關規范的規定而做出的。本規程沒有按氣相爐和液相爐探傷分別提出要求，而是根據不同受壓元件提出了不同要求。

第七

法蘭連接

受壓元件之間的連接應盡量采用焊接，以防止泄露。必須采用法蘭連接時，本規程對法蘭的型式、參數和密封做出了規定。法蘭連接處的密封至關重要。為了保證法蘭連接處的嚴密性，應采用榫槽式法蘭或平焊鋼法蘭，而且公稱壓力（PN）不低于1.6MPa。對法蘭公稱壓力的要求實際上是對法蘭使用溫度的要求。公稱壓力PN1.6的法蘭，其使用溫度為300℃，基本可以滿足要求。如果有機熱載體溫度超過300℃時，應選用公稱壓力高一檔的法蘭。目前，我國液相爐使用的有機熱載體多為YD型和HD型導熱油。這兩種有機熱載體滲透性極強。防止泄漏是一個極為重要問題，除對法蘭型式和參數提出要求外，還對密封填料做了規定。一般石棉制品墊片防漏效果很差。本規程第23條明確規定，有機熱載體爐所非焊接連接處的密封填料不準采用石棉制品。因此，法蘭墊片要求用金屬網纏繞石墨墊片或膨脹石墨復合墊片。前蘇聯89年鍋爐規程、西德DIN4754以及國內有關規范也有類似的規定。

第八

有機熱載體爐采用的材料

本規程明確規定，有機熱載體爐受壓元件及管道附件不準采用鑄鐵和有色金屬制造。鑄鐵是屬于脆性材料，而脆性材料不能用于受壓元件，有色金屬與有機熱載體接觸時，有色金屬中的分子會自行向有機熱載體中擴散，加速有機熱載體的老化變質，不但縮短有機熱載體使用壽命，也易造成受熱面過熱，影響有機熱載體爐運行安全。另外，聯苯對有色金屬有腐蝕作用。所以，國內外有關規范均明確規定有機熱載體爐的受壓元件不準采用鑄鐵和有色金屬制造。

第九

液相爐中有機熱載體的流速

有機熱載體在管內流動時會形成一個邊界層。邊界層的厚度直接影響邊界層的介質溫度。邊界層越厚，邊界層溫度比有機熱載體主流溫度高的多，將使邊界層超溫，導致有機熱載體分解、聚合成膠質，形成殘碳沉集于管壁，進一步影響傳熱。如此惡性循環，不但造成管壁過熱，而且也會加速有機熱載體老化、失效。邊界層的厚薄與流體在管內流動狀態有關。流體力學理論認為，雷諾數R≤2230時，流體在管內呈層流狀態；當雷諾數R≥4000時，流體在管內呈湍流狀態。只有形成湍流狀態，才能獲得較薄的邊界層。實踐證明，當管內有機熱載體的流速達到1.5-3.0m/s時，就可以得到較薄的邊界層，達到強化傳熱，降低邊界層溫度。

第十

有機熱載體性能的要求

有機熱載體分為礦物油型和合成型兩大類。礦物油型的有機熱載體是石油進行高溫裂解或催化裂化過程中，形成的餾分油做為原料精致而成。合成型有機熱載體是以化工或石油做為原料經有機合成工藝而成，如聯苯等。有機熱載體的特性是遇火而燃燒，試驗還證明，烷烴型有機熱載體，當加熱至280℃以上時，灑在水泥地上沒有明火也會燃燒。但芳烴型有機熱載體只有遇到明火才會燃燒。有機熱載體的優點是在較低的壓力下可以獲得較高的溫度，而且有較好的熱穩定性。比如聯苯混合物，在0.34MPa下的飽和溫度為320℃，而要獲得320℃的飽和水，則壓力要達到11.5MPa。有機熱載體這些特性與優點必須是在質量有保證的情況下才能得到。因此，有機熱載體爐能否正常運行與有機熱載體的質量關系極大。為了保證有機熱載體正常使用，對其質量及性能指標，如最高使用溫度、粘度、閃點、殘碳、酸值等應做出規定。

第十一

安全閥

1．安全閥的數量。氣相爐應安裝兩只不帶手柄的彈簧式安全閥。安全閥與筒體連接短管上還應串聯一只.片。液相爐本體可不裝安全閥。

第十二

膨脹器的規定

膨脹器是強制循環的液相爐及系統中的重要安全裝置。膨脹器有多種作用；儲存液相爐及系統中的有機熱載體受熱膨脹量；向系統補充有機熱載體；液相爐啟動升溫過程中排除液相爐和系統中的氣體；突然停電時可以利用膨脹器中的冷介質置換液相爐中的熱介質。

第十三

過濾器的要求

本規程規定，在循環泵入口處應裝過濾器，以便濾去有機熱載體在高溫運行下形成的聚合物和殘渣，既可以保護循環泵，又可以防止這些聚合物或殘渣進入受熱面，影響傳熱。過濾器的過濾效果很大程度上取決于過濾器元件材料的性能。目前，國內外常用的過濾器元件材料有金屬絲網、濾布、金屬燒結多孔材料、高分子聚合物、陶瓷燒結多孔材料。高分子聚合物、陶瓷多孔材料存在一些問題，如高分子聚合物不耐高溫，陶瓷多孔材料再生性能差，因此一般多采用金屬絲網和金屬燒結多孔材料。金屬燒結多孔材料過濾性能好，但阻力大，價格較貴；而金屬絲網價格便宜，也有較好的過濾效果。在征求意見中，有的單位提出，對于采用合成型有機熱載體的有機熱載體爐應采用粉末冶金的過濾器，即金屬燒結多孔材料。對此本規程未做硬性規定，由設計單位根據經濟綜合指標加以選取。過濾器的安裝要考慮拆卸、更換方便，以便定期清理過濾器，去除存渣及雜質，保證過濾器的過濾性能。

第十四

有機熱載體定期化驗

有機熱載體經過長時間使用或有機熱載體主流溫度超溫，都會造成有機熱載體性能指標的下降，主要表現在有機熱載體的殘碳、酸值、粘度、閃點的變化。所以，本規程規定，使用中的有機熱載體每年應對其殘碳、酸值、粘度、閃點進行一次分析。西德DIN4754規定，有機熱載體在規定的溫度下至少可用一年。一年后經化驗無問題時可繼續使用。

第十五

有機熱載體爐啟動中排氣的要求

有機熱載體爐在啟動過程中，隨著有機熱載體的加熱，含在其中的其他氣體逐漸分離出來，如有機熱載體含有水分，也會隨著加熱而汽化，應隨時將這些氣體排出，以利于有機熱載體爐安全運行。對于氣相爐來說，在點火升壓過程中進行反復排氣尤為重要。氣相爐的介質以聯苯為主。若聯苯中含有水分，則是氣相爐發生爆炸事故的主要原因之一。聯苯中如有水分，在加熱的情況下，聯苯中的水分迅速汽化，氣相爐內的壓力急劇上升而達到無法控制的程度，從而引起氣相爐爆炸。我國，已發生多起此類事故。一九七九年九月，上海油脂一廠練油車間聯苯爐爆炸，死亡13人；一九八О年十月，上海染料九廠三車間聯苯爐發生爆炸，死3個，傷2人；一九八О年，沈陽化工廠聯苯爐發生爆炸，死1人，傷3人。這些爆炸事故均是由于聯苯中混入水分而引起的，加熱系統介質中的水分主要來自新補充介質內含有水分，或者設備安裝、修理后水壓殘存水分等。因此，本規程規定，有機熱載體爐在點火啟動時要反復打開排氣閥以排凈有機執載體爐中的空氣、水與有機熱載體的混合蒸汽。對于氣相爐來說，只有溫度與壓力符合對應關系后，才可進入正常運行。

第十六

不同有機熱載體混用問題

不同的有機熱載體能否混用問題，在我國存在兩種不同的觀點。一種觀點認為，不同有機熱載體不能混用，混用后熱載體性能發生改變，影響使用，一旦發生事故難以進行原因分析；另一種觀點認為，有機熱載體本身就是一混合物，不能混用在科學道理是不存在的經試驗證明，不同有機熱載體混合后，各項性能指標無大的改變。在審定會上，專家們建議，規程不能硬性規定不同的有機熱載體不準混合使用，規定不宜混合使用，如需要混合使用時，有機熱載體生產單位要提供混合使用的條件和要求。兩種不同熱載體混用時，其混合熱載體出口溫度不得超過兩種熱載體中任何一種的最高允許使用溫度。

第十七

壓力試驗

有機熱載體爐在制造單位組裝后以及在使用單位安裝或重大修理后均要進行壓力試驗。