浅析导热油火灾鉴定的重要性

杜　鑫

（中国人民武装警察部队学院研究生四队，河北　廊坊）

摘要：导热油作为工业常见传热介质以及电热油汀的主要填充物，分别在工业纺织、化工、印染以及家庭取暖等方面得到了广泛应用。近几年，导热油引发的火灾从数量上呈现增长的趋势，这一趋势得到了国内外专家的重视。本文总结了近几年来导热油以及导热油火灾的研究进展，分别从导热油概述，导热油火灾鉴定的重要性以及鉴定中可能存在的干扰问题，进行了归纳，并对今后导热油火灾的鉴定提出了展望。

关键词：导热油；物证鉴定；火场残留物；鉴定技术

1　引言

在油类火灾中，有放火，油品泄漏等各种致灾因素。例如2016年宁夏银川市“1·5”公交车放火案，犯罪嫌疑人利用汽油引燃公交车，酿成了18死、32人受伤的惨案；2015年浙江嘉兴某布艺织造厂的导热油锅炉房火灾，造成2人死亡，直接经济损失130万。在油品火灾的现场残留物鉴定中，相比于汽油、柴油等常见助燃剂火灾的鉴定，导热油等非常见助燃剂的鉴定研究较滞后。目前国内外学者主要从导热油火灾成因以及助燃剂鉴定两个方面进行实验，但对导热油火灾的鉴定却没有形成相应的体系规范。本文将对导热油火灾鉴定的重要性进行探讨。

2　导热油概述

2.1　导热油工程应用

导热油又称有机热载体，是用于传递热量且热稳定性较好的专用油品。导热油由于性能优异被广泛使用在石油、化工、纺织、合成纤维等行业。

国内主要将导热油分为矿物型和合成型导热油。矿物型导热油主要是以石油为原料，经蒸馏和精制工艺得到的适当馏分的油品，主要组分为长、直链环烷烃和链烷烃混合物[1]。主要成分分子结构图如图1所示。根据GB 2397—2009所述，合成型导热油是以化学合成工艺生产的，具有一定化学结构和确定的化学名称的产品。国内外目前广泛适用的合成型导热油主要有联苯一联苯醚混合物、氢化三联苯、二甲苯基醚、二苄基甲苯、一苄基甲苯、烷基萘二芳基烷、烷基联苯型等。

2.2　导热油火灾危险性分析

导热油系统运行温度一般在200～300℃，虽然其自燃点在320℃左右，但由于导热油长时间处于高温加热工作状态，很容易发生变质，出现热分解和聚合反应。变质后的导热油火灾危险性大大增加，极易引发火灾。华东理工大学的盛克俭等人[2]，利用波谱法对导热油进行连续加热，发现在连续加热情况下，导热油结构发生巨大变化，饱和烷烃发生脱氢反应成烯烃，断裂成小分子并聚合成大分子。随着加热时间的增加，导热油的闪点下降，黏度增大，残渣及沉淀物增加。叶帆等人[3]认为，导热油变质主要由超温热裂化、有氧高温裂化、长期裂化、受污染等因素造成，其中热裂解产物有甲烷、乙烷等易燃气体，这些产物的出现增加了导热油运行系统的压力，易喷出油雾，遇到热源的情况下，会迅速燃烧甚至爆炸。与此同时，长时间工作的导热油会在油管内壁上形成一层油泥，如果这层油泥没有被及时清理，一旦火灾发生，油泥将参与到火灾中，并大大增加火灾蔓延速率。由此可以看出在导热油未被规范使用，合理监管的情况下，系统的火灾危险性十分巨大。在众多的导热油火灾中，对导热油及其燃烧残留物，如烟尘、燃烧颗粒等物质的鉴定，有一定的技术要求。

3　导热油火灾鉴定的重要性

导热油在工用和民用领域广泛应用，近几年，由于其使用过程中隐含的重大火灾危险性，导热油火灾案例频发。由于火场环境复杂，燃烧过程多变，对于导热油的火灾鉴定对现场调查人员以及鉴定人员提出了新的挑战。

3.1　导热油火灾案例

导热油主要用于工业传热或者作为电热汀的填充体，近几年由导热油引发的火灾案例得到研究人员的重视。福建省在2008年发生过两起导热油火灾，皆为工人在开启阀门过程中，导热油喷溅而出并迅速气化成油喷雾，剧烈燃烧；2009年一纺织科技有限公司突然停电，循环油泵停止工作，因工作人员未采取紧急应对措施，炉膛煤继续燃烧，导致导热油温度继续升高，出现结焦而爆管[4]；2001年一漂染厂导热油管断裂，高温导热油泄漏外泄引起火灾[5]；2012年无锡市一家皮革有限公司导热油管漏油，渗透至下方皮革，引燃周围可燃物；2011年高湾一家塑料厂因导热油管焊接点渗漏，并引燃管道外的热保温材料[6]；2015年广州市一漂染厂未对高温膨胀器中的油品进行脱水处理，导致冷油遇到高温导热油，冷油中水分迅速气化，体积膨胀，导致爆炸；2015年，坦洲镇一打印机厂起火，起火原因为车间内离心机高温引起导热油起火[7]；在气温较低的冬季，电热油汀更是大面积被广泛使用，引发的火灾案例不胜枚举，比如2003年陕西省一商场中的电热油汀由于长时间处于通电状态，温控器失灵，热载体过热，暖气片胀裂，导热油泄漏引燃周围可燃物[8]。导热油火灾不仅影响工业生产以及生活安全，而且造成了巨大的经济财产损失、人员伤亡，必须对导热油火灾进行彻底详尽的原因分析。

3.2　导热油火灾成因

根据以往发生的火灾案例，可将导热油火灾的起火原因按工业用导热油和电热油汀中导热油分类。工业方面火灾原因主要有：① 热载体设备、管线等鼓包、爆管故障引起的火灾；② 工业用导热油泄漏等引起火灾；③ 工业生产中停电时处理不当引起火灾[4]。电热汀方面火灾原因主要有：① 电气系统故障；② 电热油汀体变质引起火灾；③ 使用不当造成火灾[8]。

3.3　导热油火灾鉴定研究的必要性

国内外方面对于火灾现场的液体助燃剂及其残留物已经有了较成熟的鉴定体系，国外方面，美国检验与材料协会ASTM编著了众多残留物助燃剂提取规范，如E1386溶剂萃取法分离火场可燃液体残留物试样的标准规范、E1412活性炭被动顶空进样法分离火场可燃液体残留物试样标准等；Keto等[9]建立了火场石油类助燃剂汽油、中质石油馏分和重质石油馏分等液体助燃剂的检测方法。Robert[10]建立了复杂模型，探讨了不同因素对助燃剂残留物检验的影响，尤其是罕见助燃剂如润滑油、菜籽油残留物分析，为提供精准和权威的组分信息提供参考。国内方面，刘剑等[11]分别总结了包括水蒸气蒸馏、溶剂萃取、顶空蒸汽、被动顶空浓缩、固相微萃取、动态顶空浓缩等提取方法的适用对象、优缺点。文玉秀、张健[12]等利用高分辨裂解气相色谱分析了浸渍助燃剂的高聚物的燃烧残留物以及燃烧烟尘，发现裂解色谱图出现明显的助燃剂特征保留时间。顾海昕等[13]通过对比助燃剂在三种载体上燃烧情况以及灭火后的残留物组分，可以在目标助燃剂部分组分缺失的情况下，检测出助燃剂的存在。

然而作为一种非常见助燃剂，导热油在火灾现场残留物的提取鉴定中却没有相应的规范标准。导热油的沸点比汽油、柴油、油漆稀释剂等常见助燃剂较高，这就需要对导热油的鉴定方法进行探索，采用哪些鉴定手段结合的方式能将导热油特征组分最大程度上检测出来，如裂解气相色谱分析（Py-GC）、气相质谱联用（GC-MS）等。导热油在室温条件下很难引燃，在高温加热状况下则很容易燃烧，这也需要在鉴定中参考实际火场环境，采取相对的升温程序以及鉴定手段。在仪器分析中，导热油的谱图中部分组分与汽油的部分组分十分相似，这需要在后续鉴定研究中建立适当的数学模型或判定标准，必须准确判断助燃剂的类型，以免在鉴定中造成误判、错判。因此在导热油火灾频发的情况下，很有必要对导热油火灾的鉴定进行更深入的研究探讨，其必要性和重要性不言而见。

4　导热油火灾鉴定中可能的干扰

由于火场的复杂环境，导热油火灾鉴定中会受到来自不同因素的干扰，根据以往发生的火灾案例，将导热油火灾鉴定中可能的干扰分为以下几类：

4.1　灭火剂的干扰

在导热油火灾中，常用的灭火剂有水以及泡沫。水的灭火机理即冷降温，使导热油的燃烧降温至着火点以下。泡沫的灭火机理除了冷却降温，还有使泡沫覆盖在燃料表面，隔绝与空气接触，使导热油无法继续获得热量以及氧气。由于灭火剂的存在，导热油燃烧过程中可能发生不充分燃烧，生成的不充分燃烧产物对鉴定导热油的存在性方面有较大干扰。而且灭火用水对残余的导热油以及导热油浸透的燃烧残留物造成一定程度的破坏；不同类型的泡沫由于有效组分含量不同，在火场复杂的环境下，很有可能与导热油的组分发生反应，或泡沫的残留组分对导热油的存在性产生误判。如SA Coulson，RK Mogan-Smith等[14]对后续火场残留物分析中发现，压缩空气泡沫会残留柠檬烯，对判定是否有助燃剂以及助燃剂的类别产生较大的干扰作用。同时，在灭火用水或灭火泡沫的巨大冲击力作用下，部分导热油残留物成分被冲散，或者带有初始导热油燃烧产物的烟尘在灭火剂的作用下，粘附到周围环境中去，偏离起始位置，这对残留物的提取以及鉴定有很大的影响。

4.2　燃烧基体干扰

由于导热油的工作环境多样，因此导热油燃烧时的接触的基体复杂多样。在工业用中，导热油主要接触钢、铁等金属管材以及混凝土，在电热油汀中，除了电热油汀的金属外壳，还可能接触木材、土壤等等。顾海昕通过对混凝土、土壤、木材三种材料作为燃烧基体，比对助燃剂在不同基体上燃烧残留物的色谱图，探究了基体在助燃剂鉴定中的影响作用[13]。见图2。

4.3　其他油类产品干扰

导热油作为一种非常见助燃剂，与常见助燃剂如汽油、柴油、煤油等，组分相近、理化性质相似。导热油的主要组分有甲苯、C2苯、茚的同系物、萘、甲基萘、C2萘、芴、蒽/菲、荧蒽/芘的同系物，可能存在C3苯等物质。其中C3苯正是燃料汽油的特征组分。所以在火场的复杂环境下，导热油残留物过少，或者有相似助燃剂的特征组分混淆，都会造成过度检测或漏检，这些干扰对助燃剂鉴定提出了考验。

5　结论

作为一种常见用油，导热油引发的火灾案件在近几年呈现逐渐上升的趋势，导热油火灾鉴定也急需发展深化。在导热油使用过程中，不仅要注意导热油的使用时间、工作温度以及工作压力，同时也要防范由电气故障等其他因素引起的火灾。在导热油火灾鉴定中，要结合现场勘验情况，充分了解导热油残留物的位置以及状态，避免各种因素的干扰根据技术鉴定的结果综合分析并做出合理的判定。

参考文献

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[13] 顾海昕，黄浩，张永丰，等.　GC/MS/AMDIS法检测火场常见基质中的汽油目标成分残留[J]. 中国司法鉴定，2009，（6）：28-32.

[14] SA COULSON，RK MOGAN-SMITH. The effect of compressed air foam on the detection of hydrocarbon fuels in fire debris samples[J]，SCIENTIFIC & TECHNICAL，2000. 40（4）：257-260.