引言（1）
加熱爐就是利用明火火焰或熱煙道氣加熱物料的設備，它能將物料加熱到很高的溫度（最高達1000℃），是原油加工、石油產品加工的主要設備，在煉油，石化生產中得到廣泛應用。然而，在處理可燃物料時，由于是明火直接加熱，因此這種加熱過程危險性很大，是煉油，石化企業生產過程中防火防爆的重點防護設備。
加熱爐所使用的燃料有瓦斯、天然氣，液化石油氣、燃料油等。加熱爐主要有管式加熱爐、轉筒式加熱爐二種類型。在煉油、石化企業中主要應用管式加熱爐來處理物料。本文對管式加熱爐的火災危險性分析及其預防對策作以下探討。
管式加熱爐（2）
管式加熱爐有多種爐型，常用的有立管箱式，臥管立式，圓筒爐和無焰燃燒爐、壓縮式燃燒爐等。加熱爐主要由爐體、輻射室、對流室、加熱爐管、噴嘴（火嘴）、通風系統（煙鹵和空氣送入部分）等組成。爐體四周用耐火磚砌成，爐內主要有輻射室和對流室兩部分。燃料經噴嘴霧化后在輻射室中燃燒。輻射室邊壁上或頂部裝有爐管，依靠火焰與熾熱火墻的輻射來加熱流經爐管內的物料。對流室也裝有爐管，用來自輻射室的高溫煙氣加熱管內物料。一個比較先進的加熱爐還配備煙氣的余熱回收系統，空氣和燃料比的控制調節 系統。
火災危險性分析（3）
1.超溫引起火災或爆炸
用明火火焰和煙道氣處理易燃易爆物料時，溫度控制不當，極易造成超溫及局部過熱現象。超溫易導致物料分解和設備增壓爆炸等危險；局部過熱，輕者可使爐管內壁結焦，嚴重者可造成爐管局部燒穿，導致物料泄漏起火。
2.爐膛發生爆炸
燃氣、燃油的管式加熱爐，操作，控制不當極可能發生爐膛內爆炸。發生爆炸一般有以下情況：
一是發生在加熱爐點火開工階段，燃料管道的燃料或爐管內的可燃物料漏進爐膛，尤其是氣體燃料（瓦斯、天然氣使用比較多），可能與空氣形成爆炸性混合物達到爆炸極限濃度；點火時違反操作規程（主要是未按規定用蒸汽吹掃爐膛，可燃氣體沒吹掃干凈），氣體燃料集聚形成爆炸性混合物。
二是燃燒器的火焰突然熄滅未及時發現，而燃料繼續供應時與空氣形成爆炸性混合物達到爆炸極限濃度發生爆炸。造成熄火的原因：
（1）燃料油帶水；
（2）燃料油溫度低、油量少、霧化蒸氣量大；
（3）燃料油壓力波動大；
（4）氣體燃料管線中存水或氣體燃料本身帶水；
（5）風門開度不當；
（6）臨時中斷進料；
（7）引風機或鼓風機故障。熄火后，進入爐膛的燃料蒸發，其蒸氣和空氣可形成爆炸性混合物而發生爆炸。
三是氣體燃料帶油，燃油噴嘴嚴重漏油、溫度太高燃料油氣化也可能形成爆炸性混合物。
3.煙道發生爆炸
當空氣量不足，不能保證燃料完全燃燒，加熱爐的煙道內可能發生爆炸。因為燃料不完全燃燒的產物含有的可燃氣，與空氣混合達到一定濃度能發生燃燒爆炸。
4.加熱爐附屬設備泄漏發生火災
管式加熱爐爐管損壞，管內物料漏入爐膛發生火災。爐管破裂的原因有：
（1）管壁燒穿，管材腐蝕和磨損嚴重未及時維修；
（2）高溫氧化；
（3）局部過熱；
（4）原料中斷；
（5）爐壁壓力高于規定壓力；
（6）爐管質量差；
（7）操作不當，超溫超壓等。
管壁常由于熱交換面局部溫度過高、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，導致管壁破裂或燒穿。爐管過熱經常發生在有各種積垢（焦炭、鹽類等）或集聚其他熱差的外來雜質的管段。
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系數和管表面溫度的升高而升高；爐管內表面受到高溫物料及其雜質的腐蝕，還會受到流動物料的機械磨蝕。
管內結焦和鹽的積垢，使系統流體阻力增加，導致物料壓力增高。管式加熱爐的回彎頭由于它的特殊性極易發生泄漏。回彎頭發生泄漏的情況有：
（1）回彎頭殼體有塞子脫落；
（2）爐管和回彎頭連接處焊接質量不過關，沒焊透或有裂縫；
（3）回彎頭由于腐蝕、超溫超壓等導致破裂。
燃料管線由于法蘭墊片損壞，閥門出現故障和管道破裂，泄漏出來的液體，氣體或蒸氣會被爐膛燃燒的火焰引燃而著火。
5.加熱爐本身成為著火源
加熱爐的明火、加熱爐高溫表面、高溫爐膛、高溫物料輸送管線都可成為引火源。管式加熱爐爐管冷卻速度較慢，從10000℃冷卻至250℃需3～6h，因此，即使燃燒器熄火之后，加爐仍可能成為著火源。加熱爐煙囪的火星、移出的灰燼，如果處置不當，可能引燃鄰近區域的可燃物。
火災危險性預防對策（4）
1.合理布置
按照《石油化工企業設計防火規范》（GB50160-92）規定，加熱爐宜集中布置在裝置的邊緣，并且位于可燃氣體、液體烴、甲B類易燃液體設備的全年最小頻率風向的下風側。加熱爐和相鄰設備（裝置）之間要留有不小于規范要求的防火間距。在明火加熱爐與露天布置的液化烴設備之間，設置非燃燒材料的實體墻時，其防火間距不得小于15m。實體墻的高度不宜小于3m距加熱爐不宜大于5m，并應能防止可燃氣體竄入爐體。當液化烴設備的廠房或甲類氣體壓縮機房朝向明火加熱爐一面為封閉墻時，加熱爐與廠房的防火間距不得小于15m。
2.嚴格崗位安全操作
司爐崗位要嚴格按照加熱爐安全技術規程操作，尤其是嚴格控制操作溫度、壓力、流量等工藝參數，嚴禁超溫、超壓、超負荷運行。壓力、溫度與流理要盡量采用自動調節系統，安裝高，低限自動報警系統，現場一次儀表與遠程控制儀表相結合，要保證儀器、儀表靈敏好用。開、停工、檢修時要制定安全施工方案，并且嚴格按照安全方案中的步驟執行。
加熱爐要制定完善的事故應急預案，如：火災、泄漏、停電等事故的緊急處理，崗位人員要人人熟知，并且定期進行模擬事故演練。
3.嚴格進行巡回檢查
巡回檢查是企業工藝操作中的一項重要內容，對加熱爐也不例外，檢查內容主要有：
（1）檢查爐進料量、爐出口溫度、爐膛溫度、過熱蒸汽溫度及壓力、燃料油溫度及壓力、瓦斯壓力的變化情況；
（2）爐管是否彎曲、變形、結焦；
（3）火焰是否達到完全燃燒，煙囪冒煙情況；火焰是否偏斜，有無回火縮火現象；
（4）爐內花墻、耐火層及爐頂有無裂痕、脫落、倒塌現象；
（5）通風系統是否正常；
（6）燃料氣是否帶水，噴嘴是否結焦、漏油，爐膛長明燈是否完好等。
（7）燃油加熱爐要查看燃油泵運轉是否正常，燃油罐的溫度及液位是否正常。
4.保證設備完好
加熱爐的設計要合理，選材制造要嚴格，安裝加熱爐嚴格按照《管式爐安裝工程施工及驗收規范》（SH3506-2000）、《石油化工管式爐碳鋼和鉻鉬鋼爐管焊接技術條件》（SH3085-1997）、《石油化工管式爐燃燒器工程技術條件》（SH/T3113-2000）、《石油化工管式爐急彎彎管技術標準》（SH/T3065-1994）、《壓力容器無損檢測》（JB4730-94）進行施工。
使用中要定期檢測加熱爐壁厚和耐壓強度，并在加熱爐和管道上加裝壓力表、溫度計和放空閥，依據壓力高低選擇安裝安全閥，確保加熱爐安全附件完好，管式加爐的回彎頭塞子應按孔洞磨合好，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，發現有缺陷和故障及時修理，做好防腐蝕工作，及時巡檢、維護，防止燃料管線泄漏。
5.保證隔離措施到位
管式加熱爐是明火高溫加熱，因此，加熱爐的外部高溫部件應用隔熱材料保護，尤其是爐出口管線。應經常清除外部高溫部位的污油，防止因高溫表面引起火災。灰燼應傾倒在指定的安全地點，傾倒時應確認熄滅后再離開。為了防止相鄰工藝裝置發生事故時產生可燃氣體或蒸氣竄入加熱爐，或加熱爐發生事故物料蒸汽竄入相鄰工藝裝置，應分別在爐外、相鄰工藝裝置相對加熱爐的一面設置水蒸氣幕，防止事故進一步擴大。
6.避免結焦、結垢和及時清除
采取多火焰、齊火苗燃燒，防止火焰過長飄，避免火焰直接接觸爐管，造成爐管局部過熱引起結焦、結垢。管式加熱爐操作中，要保證爐管內物料的合理流速（2～3m/s）；燃燒器要合理布置，選型要合適，避免過大、過小，以保證整個爐管均衡受熱。在燃料消耗不變的情況下，出現溫度過高現象，說明輻射管熱交換情況由于結焦而惡化，應立即采取清管措施，煉油廠廣泛采用的是蒸汽空氣燒焦方法（蒸汽保持一定比例，通入空氣自燃燒焦）進行清焦，此方法方便實用。
7.防止爐膛爆炸
對燃油、燃氣的加熱爐，在爐子點火前，應檢查供油、供氣閥門的開關情況，用蒸汽吹掃爐膛（至少吹掃5min），排除其中可能積存的爆炸性混合氣體，以免點火時發生爆炸。爐膛內的長明燈要保持不滅，先進的加熱爐應設置自動安全點火控制裝置。加強巡檢，燃燒器的火焰突然熄滅能及時發現。燃料氣嚴禁含水，燃料氣應設置分液罐，切除凝析油和水，定期清洗噴嘴，保證燃料供應，防止燃料供應中斷熄火。
8.防止煙道爆炸
燃料燃燒時，要保持最佳的空氣供給系數，注意磚砌墻的完整和嚴密性，不允許空氣被吸進煙道。
9.配備消防設施和安裝安全裝置
溫度、壓力、液位等報警和安全泄漏裝置要齊全；加熱爐燃料氣調節閥前的管道壓力小于0.4Mpa且無低壓自動保護儀表時應在每個管道燃料氣調節閥與加熱爐之間設置阻火器，以防回火；爐膛內設置長明燈或者設置可燃氣體濃度報警裝置，防止氣體爆炸；設置火焰監測器監測火焰的燃燒情況；加熱爐內安裝蒸汽滅火系統，以便于直接控制和消除燃燒室內的火災，加熱爐附近另外備有蒸氣滅火管線及滅火器；加熱爐的鋼架應覆蓋耐火層，耐火極限不應低于1.5h；為了防止燃燒室、加熱爐發生爆炸或爆炸時設備遭到破壞，在爐壁上安裝防爆門。