熱媒油引火危險因子分析 及防範對策
An analysis of the factors leading to Therminol ignition, and possible countermeasures
前言

熱媒油為間接傳遞熱量且對熱穩定的專用油品,故在工業上常用於熱傳導、加熱及保溫, 甚至塑化、化學、食品及飲料加工等,用途相當 廣泛。
熱媒油在正常使用情況下,因熱穩定性高, 以致於使用者常忽略其危險性。作業使用時若間 接加熱,溫度可能達到沸點以上,一旦管線系統 發生異常,出現洩漏、燃燒甚至爆炸等事故時, 常造成重大傷亡及損失。以下分析熱媒油致災的 危險因子,並提供防範對策,以提醒使用熱媒油的作業場所,避免再度發生類似災害。
熱媒油危險性
熱媒油的熱穩定性高,但沸點、閃火點隨 各廠牌不同而有所差異,沸點高者可達 300℃以上,閃火點低者僅 120℃左右,爆炸界限也隨作業溫度有所差異,低者甚至只有 0.5%。
熱媒油可藉由管線循環輸送,達到保溫及加熱的效果,也因熱媒油的特性,在管線中須以 高壓馬達輸送才能運行循環,故當管線或油品異 常,甚至加熱系統、燃料或鍋爐故障時,可能導 致油管線洩漏、引火甚至爆炸,以下分析熱媒油的危險因子:
一、油品劣化:由於熱媒油受熱後,須加壓輸送於管線中,經過反覆加熱及冷卻,油品品質容易劣化(分解、聚合、酸化等),並產生質變, 甚至形成油泥蓄積於管線中,不但阻礙循環,也無法發揮加熱作用。再者,油品劣化容易使作業溫度過高,讓油品氣化,導致管線壓力上升,進而引發爆管及洩漏等危害。
若在使用過程中加熱系統局部過熱,易發生熱裂解反應,生成易揮發及較低閃點的低聚物, 若低聚物間發生聚合反應,生成不熔的高聚物, 不僅阻礙油品的流動,降低熱傳導效率,也可能會造成管線因局部過熱而變形,甚至炸裂。
二、管線洩漏:熱媒油的加熱及保溫系統, 常需以管線輸送至作業區域,在輸送過程中,經 長時間反覆受熱、冷卻及環境因素的影響,易造 成管線洩漏,高溫、高壓的熱媒油一旦洩漏,將 急遽氣化,若經引火或遭遇適當點火源,隨即造成災害。
再者,長期反覆加熱的熱媒油,若與溶解其中及填裝時殘留於熱載體系統的空氣,在受熱情 況下發生氧化反應,生成有機酸及膠質物,並黏 附於輸油管內,不僅影響熱媒油的使用壽命,也 會堵塞管線,同時也易造成管線受到酸性腐蝕, 增加系統運行時洩漏的風險。
三、不當加熱:熱媒油是採取間接加熱, 再以加壓油管線輸送至作業場所,一旦加熱系統 (如鍋爐、燃煤等)的溫控機制異常或失效,使 熱媒油超出原能承受的溫度,進而劣化、變質及 分解,將危害加熱管路及系統,甚至可能燃燒或 爆炸。再者,過度加熱也容易造成管線內壓力上升,引發洩漏及引火。
四、維修、施工不慎:熱媒油的加熱及保溫系統,在使用一段時間後,需檢修或更換管線, 油品品質也需加以點檢,維修過程中若出現作業 疏失,管線受到外力碰撞或斷裂,可能造成熱媒油大量洩漏、氣化、燃燒,甚至爆炸的災情。
案例研討
一、臺南市官田區某處紡織廠火警案情概述:
(一)本件火警地點為紡織廠,該廠的熱媒油加熱系統設置於場區外,熱媒鍋爐主要利用燃 燒煤碳來加熱管線內的熱媒油,再以馬達、泵浦 等加壓設施送至紡織廠內,做為染整及染色所需的熱源。
(二)該熱媒鍋爐加熱至 250 ~ 270℃,火災前熱媒鍋爐管線曾有爆開的聲音,熱媒泵浦附 近及正上方處的管線均有火球竄燒。
(三)該熱媒油管線部分,閥門剛在事發數日前更換,熱媒泵浦馬達與泵浦連接處的軸承曾洩漏,作業員工也曾目睹 2 至 3 次熱媒油洩漏的情形,但並不嚴重。
(四)如圖1 至3 所示,起火處的加壓馬達、泵浦周圍僅有做為燃料的煤炭,故燃燒範圍限於為起火處附近,並未擴大延燒。
二、臺南市南區某處化學製藥廠火警案情概述:
(一)本件火警為製藥廠,該廠將高溫熱媒油間接加熱,用於將逆滲透水純化成蒸餾水,做為製藥之用。
(二)在保溫儲槽內,熱媒油用電熱棒加熱,以維持蒸餾水溫度在 70 至 80℃間,但並未監控熱媒油的溫度。
(三)勘查時發現,槽體表面有熱媒油因受熱而噴濺的痕跡。
(四)拆卸加熱用的電熱器,發現電熱棒上附著相當濃厚的熱媒油油垢,檢視槽體內也可發現劣化的濃稠油垢。
(五)如圖 4 至 7 所示,起火處附近並無堆置其他可燃物,故本火災案燃燒範圍僅侷限於起火處附近。
熱媒油案例的危險因子分析
上述兩則案例中,分析危險因子如下:一、熱媒油原穩定存放於管線中,一旦管線洩漏或加熱不當(溫控加熱棒異常加熱,超過作業溫度或管線能承受的壓力),相當容易造成危害。
二、熱媒油使用一段時間後,須加以更換, 若超過作業時數,容易造成油品劣化,並形成油垢,導致泵浦、馬達加壓不良,而局部溫度與壓力一旦上升,也容易造成管線洩漏,進而引火燃燒。
三、熱媒油在使用上有溫度與時間的限制, 超過作業溫度或時間,將造成熱媒油的品質劣化,並增加洩漏和引火燃燒的風險。
四、除因施工或碰撞等可能造成管線破裂的人為疏失外,在熱媒油加熱系統中,長時間反覆 加熱與冷卻,也容易造成管線墊片劣化,使受壓力的熱媒油滲漏,甚至引火燃燒。


防範對策
一、確保油品品質:熱媒油有時效與作業溫度的限制,當超過時效與作業溫度時,將加速品質劣化、分解、聚合、變質及揮發等。由於熱媒油為油品混合物,應確保油品品質,並依據其油品廠牌建議的方式使用,以維護系統及管線安全。當熱媒油使用期限將屆,即應予以更換,以確保品質,並提升加熱和保溫的效能。
二、監控溫度:熱媒油加熱系統包括鍋爐、燃煤及電熱等,儘管加熱方式不一,但熱媒油有 其作業溫度範圍,應確實監控加熱溫度,保持恆 溫。尤其避免過熱或不當加熱,造成對於加熱系統及油品的傷害。
三、點檢管路系統:熱媒油的加熱及保溫系統,常使用管線或包覆循環方式進行熱交換,過 程中,由於長時間反覆加熱、冷卻且處於高壓環 境,不僅管線墊片容易劣化,加壓的泵浦和馬達 一旦震動,也可能出現洩漏或噴出的情形,並產生系統危害。
四、避免施工時碰撞:碰撞將造成管路系統嚴重損傷,甚至管線中的熱媒油大量洩漏,此類情況常導致嚴重傷害,應確實避免。
結語
熱媒油為用途相當廣泛的油品,因其燃點、沸點高及對熱穩定,作業場所常做為加熱及保溫 系統的用油。本篇針對熱媒油的作業系統,分析 熱媒油的危險性,並以案例研討及危險因子分析 的方式,提供相關防範對策給作業場所參考,以避免發生類似案件。