2009.08.03
加熱爐是石油化工生產中的主要裝置之一，在石油煉製和石油化工生產中得到廣泛應用，它利用直接火焰加熱物料，可將物料加熱到很高的溫度（1000~1100℃），亦可作為反應器使用。然而，由於所處理的物料易燃易爆，加上明火作業，危險性很大，一向是石油化工企業生產過程中防火防爆的重點部位。
一、石油化工生產的加熱爐
石油化工生產中所使用的加熱爐常採用管式加熱爐，爐型有多種，但其一般由四個部分構成，分別是輻射室、對流室、煙囪和燃燒器。在輻射室和對流室內裝有爐管；在輻射室的底部、側部或頂部裝有燃燒器。先進的加熱爐還有煙氣熱量**系統，空氣和比的控制調節系統等。
在裝置運轉中，低溫物料經對流室爐管和輻射室爐管，在爐膛內吸熱公升溫，出加熱爐時達到所需的工藝要求。
管式加熱爐也可以作為反應器使用，如烴類裂解反應器等。在這種場合的爐型往往更為複雜，爐管往往採用異形管，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後再經燃燒器噴嘴進入輻射室燃燒，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，是一種較先進的加熱爐。
二、火災危險性分析
1.爐管破裂發生火災
加熱爐爐管損壞，管內物料漏入爐膛發生火災。爐管破裂的原因有：管壁燒穿，管材腐蝕和磨損，爐管壓力高於規定壓力等。管壁常由於熱交換面區域性溫度過高、材料的機械強度
降低、金屬出現屈服和不可恢復的變形、管壁變薄，導致管壁破裂或洞穿；爐管過熱經常發生在有各種積垢（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物中硫化物的作用而腐蝕，且腐蝕速度隨空氣供給係數和管表面溫度的公升高而公升高；爐管內表面受到高溫物料及其所含雜技的腐蝕，還會受到流動物料的機械磨蝕。物料壓力增設的原因主要是由於管內結焦和鹽的積垢，使系統流體阻力增加的結果。
管式加熱爐的回彎頭也是容易發生洩漏之外。物料外洩的情況有：管子和回彎頭連線不嚴密；回彎頭受到損壞；塞在回彎頭殼體的塞子貼得不嚴密；塞子脫落等。
2.燃料管線洩漏引**災
燃料管線由於法蘭接頭、開關、閥門出現故障或管道受損，流淌出來的液體以及燃料管線洩漏出氣體或蒸氣會被燃燒器的火焰引燃而著火。
3.爐膛發生**
燃氣、燃油的加熱裝置，其爐膛空間可能發生**。發生**有兩種情況：一是發生在點火開工階段，若供燃料管道的燃料或管式加熱爐爐管內的可燃物料漏進爐膛，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**時發生**，烽火的原因有多種，如水進入液體燃料而形成「水塞」，或者氣體燃料管中產生了凝結水，臨時中斷進料，也可能發生烽火現象，熄火後，進入爐膛的燃料蒸發，其蒸氣和空氣可形成**性混合物。
4.煙道發生**
當空氣不足，不能保證燃料完全燃燒的情況下，加熱爐的煙道內可能發生**。燃料不完全燃燒的產物含有的燃氣，特別是氫、一氧化碳，和空氣混合能發生燃燒**。燃燒過程處於不正常狀態也會發生不完全燃燒。
通過砌爐不嚴密處空氣能夠被入煙道。
5.結焦引起危險
石油化工生產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，極易在爐管內結焦。結焦一方面使爐管導熱不良，引起區域性過熱，管壁溫度公升高，嚴重時導致爐管燒穿，介質大量洩漏，引起燃燒**事故；另一方面使爐管內徑變小，阻力增大，引起進料壓力增加，同樣引發火災**事故。
6.操作不當引起事故
加熱爐是採用明火對爐管內的原料進行加熱，爐管內充滿高溫、高壓物料，要求工藝系統必須穩定操作。如果工藝引數控制不當，如爐管進料流量不均勻，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，爐膛產生負壓等，都有可能導致火災**事故。
7.加熱爐成為可燃性混合物的引火源
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。鄰近工藝裝置發生了事故，產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，即可發生燃燒或**，火焰會很快沿著可燃性混合物向事故發生地蔓延；可燃性混合物還可能被吸入爐膛，在爐膛內著火，並向事故發生地傳播。管式加熱爐管冷卻速度較慢，從1000℃冷卻至250℃需3～6小時，因此，即使燃燒器熄火之後，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，並且位於可燃氣體、液化烴、易燃液體裝置的全年最小頻率風向的下風側。加熱爐和相鄰裝置（裝置）之間要留有不小於規範要求的防火間距。爐子和具有火災**危險的露天裝置之間可布置封閉型的無危險的工藝生產的房間，這樣的建築物是一種特殊的保護屏障。
加熱裝置的房間應單獨設定，其建築應為
一、二級耐火等級。房間的門應防火門，如確
定生產需要設在廠房內，房間門應直通室外，並且應用磚牆與車間其它崗位隔開。
2.嚴格控制工藝引數
石油化工生產的加熱爐只*一般的測量儀表、搬運調節或單迴路自動調節不能滿足安全的要求，宜採用計算機來控制生產，測量生產過程的引數，進行二次分析、綜合、判斷和資料處理，並按照預先給定的數學模型進行運算，根據運算結果，高速常規調節器的給定值，實現過程的閉環控制。計算機控制方案是對加熱爐的反應溫度、物料稀釋比、運轉週期等進行控制。除配備工藝引數測溫和報警系統外，還必須設定有關的調節系統，主要有：
原料溫度調節系統；燃料油、氣壓力調節系統；爐頂火嘴、側壁火中級用的燃料壓力調節系統；爐管進料流量調節系統；爐管物料稀釋劑注入流量調節系統；爐膛負壓調節系統；加熱爐出口溫度調節系統。生產中要保證測量食品、儀表、自動調節系統、自動報警系統靈敏好用。
應嚴格按照安全操作規程操作，嚴格控制溫度、壓力、流量等工藝引數，尤其要防止出現溢料、噴料，嚴禁超負荷帶病運轉。
3.保證裝置完好無漏
加熱爐的設計要合理，選票製造要嚴格，工藝要嚴謹，使用中要定期檢測裝置壁厚和耐壓強度，並在裝置和管道上加裝壓力計、安全閥和放空管，確保加熱裝置完好不漏。採取防腐措施，清除加熱裝置中的腐蝕性雜質，向物料中加進腐蝕抵制劑；清除加熱物料中的硬性雜質以減少管材機械磨損。
管式加熱爐的回彎頭塞子應按孔洞磨合好；檢查回彎頭的製造質量；爐管有過熱、變形、鼓脹等管段時要及時更換；對爐管進行水壓試驗，發現在缺陷和故障及時修理。
防止燃料管洩漏的措施有：檢視燃料系統的狀況，防止出現不嚴密的損壞現象；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。
4.採取隔離措施
加熱爐和高溫物料管道應與可燃物隔離，加熱爐的外部高溫部件應用隔熱材料保護，防止可燃物或可燃構件與之接觸而發生受熱自燃。應經常清除高溫表面上的汙垢和物料，防止因高溫表面引起物料自燃分解。
設定爐外水蒸氣幕，以便把爐子和相鄰裝置發生事故時產生的蒸氣支隔離開來，防止相鄰工藝裝置發生事故時產生可燃氣體或蒸氣流入加熱爐。運用外部水蒸氣幕的方案有兩種：一種是連續的蒸汽幕，可從一面、三面或四面保護單個爐子或一組爐子；另一種是區域性的起鈍化作用的蒸汽幕，用以保護爐子有引火源危險的個別區域或部件。
5.避免和清除結焦
調節燃燒器火嘴的火焰，盡量避免火焰直接接觸爐管，或採用火焰輻射加熱方式，甚至必勝熱煙氣加熱方式，以減弱爐管區域性受熱過度產生結焦。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動（2～3m/s），或向爐管內注入稀釋劑以增大管內物料流速。
近年來研究了抵制結焦的新增劑，它們是某些含硫化合物，如（c4h9）2so2、噻吩、na2s水溶液、（nh4）2s等，少量加入到物料中，能起到抵制結焦的作用。但這種新增劑新增入量過多，會腐蝕爐管；在高溫（如850℃）操作條件下，不起抵制作用。
爐管結焦時一般出現如下情況：爐管進料量不變的情況下，進口壓力增大，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光亮點；投料量不變及管出口溫度不變但燃燒耗增加，管壁及爐膛溫度公升高。
上述現象分別或同時出現時，表明爐管內有結焦，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後有較多的焦需要清焦時，切換輕質原料，並加入大量水蒸氣，當壓力減小後（焦已被大部分清除），再切換為原來的物料。
停爐清焦法是將進料及出料切斷後，用惰性氣體和水蒸氣清掃管線，逐漸降低爐溫，然後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，當二氧化碳濃度低至0.2％（乾基）以下時，可以認為在此溫度下燒焦結束。
煤焦過程中爐管出口溫度必須嚴格控制，不能超過750℃，以防燒壞爐管。堅硬的焦塊有時需用機械方法除去，如用氣動渦輪旋轉管
中鎚頭去焦。
6.防止爐膛**
對燃油、燃氣的加熱爐，在爐子點火前，應檢查供油供氣閥門的關閉狀態，用蒸汽吹掃爐膛，排除其中可能積存的**混合氣體，以免點火時發生**。在爐膛內應設定可燃氣體濃度檢測報警裝置和自動安全點火控制裝置。
燃料氣應不帶水，並除去燃料中的機械雜質，定期清洗噴嘴，燃料**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。為了防止燃燒室或加熱爐發生**或**時裝置遭到破壞，在燃燒室（爐）牆壁的四周安裝防爆門，容積較大的燃燒室可安裝數個防爆門，洩壓面積按燃燒室內部淨容積的250cm2/m3設計。
7.防止煙道**
燃料燃燒時，要保持最佳的空氣供給係數，以保證正確的燃燒過程。採用氣體分析儀進行監測，當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佳狀態。注意磚砌牆的完整嚴密性，及時檢修，不允許空氣被吸進煙道。
安裝防爆片，一旦發生**能保護煙道。
8.設定安全裝置和滅火設施
對於有增壓危險的加熱裝置，要設定溫度、壓力、液位等報警和安全洩放裝置；容量較大的加熱裝置應備有事故排放罐，裝置發生沸溢和漏料的緊急狀態下，應將裝置內物料及時排放事故排放罐，防止事故擴大；在燃氣的回熱裝置進氣管道上應安裝阻火器，以防回火；加熱爐內安裝滅火系統，以便於直接控制和消滅燃燒室內的火災；加熱裝置附近應備有蒸汽滅火管線及滅火器材。
9.制定應急處理預案
加熱爐屬於火災危險性大的消防重點加熱爐生產應有完善的應急處置方案，並組織實地
演練，保證在發生超溫、超壓、溢料、噴料、火災、**等異常情況或事故時能準確、迅速地採取有力措施，爭取在事故初始階段得到控制和解決，防止事故擴大造成更大損失；並保證事故發生後的安全疏散。
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