1. З апарата виходить назовні горюча рідина (гр).

В результаті її розтікання й випари можуть утворитися місцеві горючі концентрації. Це відбувається, коли рідина нагріта вище температури спалаху, тобто, коли t_р>t_сп. При виході з апарата горючих пар або газів також може мати місце загазованість із утворенням горючих концентрацій.

2.Продукт, що нагрівається, попадає в теплоносій.

Якщо у якості теплоносія застосовується водяна пара, то при влученні в його горючого продукту, що нагрівається (коли тиск продукту більше тиску пари) останній (горючий продукт) може пройти в паровий казан або в каналізацію, що може привести до утворення горючої суміші (ГС).

3. Теплоносій (пара) попадає в продукт, що нагрівається.

Це відбувається, коли тиск пари більше тиску продукту, що нагрівається. У результаті продукт обводнюється й може стати небезпечним для наступних технологічних операцій (при влученні у високонагрітий апарат вода скипає, тиск підвищується).

Нещільності й ушкодження в теплообмінниках з'являються в результаті:

- утворення підвищеного тиску;

- температурних напруг;

- корозії.

Підвищений тиск у теплообміннику утвориться:

- при відсутності контролю й регулювання подачі продукту, який нагрівається, або теплоносія, що може привести до появи нещільностей у фланцевих з'єднаннях і витоку речовини, яка нагрівається, і теплоносія;

- при утворенні пробок у трубках або в лінії за теплообмінником (тверді продукти термічного розкладання, продукти полімеризації);

- при перегріві рідин (до скипання). До перегріву продукту приводить збільшена подача теплоносія в порівнянні з розрахункової або подача теплоносія з більше підвищеною температурою в порівнянні з розрахункової.

- при порушенні циркуляції теплоносіїв, що мають високу температуру застигання (плавлення). Так, дифенільна суміш кристалізується вже при +12 ⁰С и при зупинці установки при зниженні температури вона застигає в системі, що призводить до прогару труб печі, виливу теплоносія в піч і виникненню пожежі.

Необхідне для нагрівання речовин кількість теплоносія визначають із рівняння теплового балансу:

Q_пост+ Q_{пост. Тл.}= Q_ух+Q_ух.тл.+Q_тер

Забруднення апарата приводять до зниження інтенсивності теплообміну. Встановлено, що накип товщиною 1 мм знижує коефіцієнт теплопередачі приблизно на 10-16%, а товщиною 5 мм - на 40-50%. Відсутність своєчасного очищення теплообмінної поверхні приводить до зменшення продуктивності апарата й до необхідності подачі більше нагрітого теплоносія (підвищенню тиску насиченої пари).

Виникнення температурних напруг.

Умови роботи теплообмінників такі, що матеріал трубок і корпуси часто є під впливом неоднакових температур (корпус, наприклад, обмивається зовнішнім повітрям і менш нагрітий, а трубки більше нагріті). Температурні умови різко міняються в періодично діючих підігрівників, а також у періоди пуску й зупинки в безперервно діючих апаратів. При твердому кріпленні трубних ґрат до корпуса, а трубок до трубних ґрат можлива поява значних температурних напруг. Додаткові зусилля, що виникають у корпусі й трубках теплообмінника, залежать від різниці температур трубок і корпуса, матеріалу, з якого вони виготовлені, а також від площі поперечного перерізу.

Більші внутрішні напруження в першу чергу приводять до деформації елементів апарата, порушують щільність його розвальцьовування й герметичність систем.

Температурні напруження в теплообмінних апаратах із жорстким з'єднанням корпуса і трубок визначають по формулах:

де індекси к та Т відносяться до відповідних показників корпуса і труб;

• - максимальні напруження в матеріалі, Па;

F-площа поперечного перерізу, м²;

Площа поперечного перерізу корпусу кожухотрубчастого теплообмінника визначається за формулою:

F_к= D_к S_к

де D_к та S_к - відповідно середній діаметр і товщина стінки корпуса теплообмінника.

Площа поперечного перерізу труб кожухотрубчастого теплообмінника визначається за формулою:

F_Т=

де d _з d_в - відповідно зовнішній і внутрішній діаметр труб, м;

Z - число труб у пучку;

Р_t - сила, що виникає між жорстко з'єднаними корпусом і трубами теплообмінника (за рахунок температурних напружень.

Р_t=

де t _Т t_К - розрахункові температури труб і корпуса теплообмінника, ⁰С;

Р - сила, викликана тиском середовища в трубному і міжтрубному просторі, Па. Визначається за формулою:

Р=

де D_в - внутрішній діаметр корпуса теплообмінника, м.

Р_м, Р_т - відповідно тиск у міжтрубному і трубному просторі, Па.

Небезпека руйнування теплообмінників виникає, якщо _мах^к або _мах^Т будуть більше за [] (розрахункового припустимого напруження, що виникає в устаткуванні). Розрахункові допустимі напруження для апаратів з горючими рідинами та газами визначають за формулою:

[] =  _доп

де  - довідковий коефіцієнт, дорівнює в межах 0,9-1.

Можливі джерела запалювання:

Приклад пожежі. На одному із заводів з виробництва хімічних волокон відбулася аварія трубопроводу з викидом гарячого ароматизованого масла у виробниче приміщення. Це супроводжувалося утворенням аерозолю (у результаті розпилення рідини за рахунок наявності в ній газоподібних продуктів розкладання, а також у результаті часткової конденсації пар масла при змішанні з повітрям). Поширюючись по приміщенню, хмара аерозолю запалилась від зіткнення з високонагрітими поверхнями паропроводів або з несправним електросвітильником. Відбувся вибух і пожежа.