煤改氣過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)研究
張文連:
01
表1 121起事故的類型和故障設(shè)備
燃?xì)獍l(fā)生燃爆事故是由于可燃?xì)怏w漏入并與空氣混合形成爆炸性混合物,這種混合物處在爆炸極限范圍時(shí)一接觸到適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火源就會(huì)發(fā)生爆炸事故。伴隨著化學(xué)變化,爐內(nèi)氣體壓力瞬時(shí)劇增,所產(chǎn)生的爆炸力超過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度而造成向外爆炸,由于在極短時(shí)間內(nèi)大量能量在有限體積內(nèi)積聚,造成鍋爐爐膛處于非尋常的高壓或高溫狀態(tài),使周圍介質(zhì)發(fā)生震動(dòng)或鄰近的物質(zhì)遭到破壞。燃?xì)獗L(fēng)險(xiǎn)識(shí)別如下:
如果煤氣燃燒器出力過小,火焰就會(huì)縮回燃燒器內(nèi),發(fā)生回火現(xiàn)象,使鍋爐運(yùn)行中火焰不穩(wěn)定而熄滅;相反出力過大,火焰就會(huì)脫開燃燒器,發(fā)生脫火現(xiàn)象,此時(shí)爐膛處于高溫,達(dá)到或超過可燃?xì)怏w與空氣混合物的著火溫度,就有可能立即發(fā)生爆炸。
其次,泄漏到鍋爐外面的熱傳導(dǎo)液,會(huì)污染環(huán)境和排水系統(tǒng)。相關(guān)事故場(chǎng)景有:維修期間抽出熱傳導(dǎo)液;他人肆意破壞;主排水管破裂或過熱水泄漏到河流中導(dǎo)致水生動(dòng)物死亡。鍋爐保養(yǎng)時(shí)所用物品(清洗劑、阻垢劑和其他腐蝕性物質(zhì))的意外泄漏也會(huì)污染環(huán)境。閥門出現(xiàn)機(jī)械故障或蒸氣量突然升高后,打開蒸氣系統(tǒng)的安全閥會(huì)產(chǎn)生巨大噪聲,影響周圍環(huán)境。
多種原因還會(huì)導(dǎo)致熱水分流管或蒸氣分流管撕裂,如土地沉降、管道老化、管道的機(jī)械或熱量限制(高壓和溫度)、操作不當(dāng)引起的故障。雖然通常不會(huì)導(dǎo)致人員死亡,但是會(huì)引起公眾疏散和熱水?dāng)喙W詈?,運(yùn)輸熱傳導(dǎo)液的管道會(huì)成為易燃物和與之接觸的燃料的點(diǎn)火源。其中1起事故就是,發(fā)電站中由于焊接不良,潤滑油滴落到運(yùn)輸過熱蒸氣的管道上,引發(fā)火災(zāi)。2000年在贊比亞,1條管道因生銹堵塞,導(dǎo)致熱量在鍋爐內(nèi)聚集,引發(fā)嚴(yán)重火災(zāi),摧毀了事故煉化廠。1994年,德國1條超過550℃的過熱蒸氣管道破裂,導(dǎo)致6人死亡,1人受傷。
操作人員在鍋爐運(yùn)行時(shí)不按照規(guī)章制度操作,操作不合理,工作不負(fù)責(zé)任,檢修、值班不按規(guī)定進(jìn)行,容易導(dǎo)致事故發(fā)生。在某起事故中,工人缺少故障分析的必要信息,仍然迫使鍋爐開工,導(dǎo)致氣體聚集,引發(fā)爆炸。在敦刻爾克的事故中,火苗控制攝像頭損壞,不能檢測(cè)火苗是否熄滅,之后引發(fā)事故。在里昂的事故中,由于調(diào)節(jié)控制設(shè)備失效,技術(shù)員無法確定燃燒爐意外停工的原因,之后使鍋爐重新開工,導(dǎo)致燃燒室氣體爆炸。
2016年初發(fā)布的“十三五”規(guī)劃目標(biāo)是把2020年的天然氣占能源消費(fèi)的比重從2015年的6.2%提高到10%。如果滿足這個(gè)目標(biāo),就要求2017~2020年間每年天然氣需求增長都需要達(dá)到15%~16%。但需求增長過快,而天然氣供給沒有及時(shí)跟上而造成暫時(shí)短缺。對(duì)化工企業(yè)來講要做好無氣可用的準(zhǔn)備,避免出現(xiàn)氣源驟停引起安全事故。2018年4月26日國家發(fā)展改革委、國家能源局《關(guān)于加快儲(chǔ)氣設(shè)施建設(shè)和完善儲(chǔ)氣調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制的意見》再一次強(qiáng)調(diào)了2020年“供氣企業(yè)10%、城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)5%、地方日均3天”的儲(chǔ)氣能力目標(biāo);同時(shí)提出要構(gòu)建儲(chǔ)氣調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng),加強(qiáng)儲(chǔ)氣調(diào)峰能力建設(shè)情況的跟蹤調(diào)度,對(duì)推進(jìn)不力違法失信等行為實(shí)行約談問責(zé)和聯(lián)合懲戒。
02
可以采取的措施和經(jīng)驗(yàn)做法
(1) 加強(qiáng)工作人員專業(yè)培訓(xùn)。燃?xì)忮仩t爐膛發(fā)生爆炸的事故,主要是由于在工作人員的管理過程中沒有加強(qiáng)質(zhì)量控制,從而出現(xiàn)了誤操作判斷等問題。所以對(duì)此就要加強(qiáng)司爐人員的專業(yè)化培訓(xùn),對(duì)其鍋爐爆炸的嚴(yán)重性要有深刻的認(rèn)識(shí),加強(qiáng)工作的責(zé)任心以及安全意識(shí)等。司爐工作人員對(duì)鍋爐設(shè)備和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能等方面要有熟悉的認(rèn)識(shí),能對(duì)鍋爐的燃燒以及爐膛爆炸的機(jī)理等要有基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí),在處理問題的能力上要突出。
(2) 加強(qiáng)鍋爐施工質(zhì)量控制。燃?xì)忮仩t爐膛爆炸事故的預(yù)防措施實(shí)施,要從施工過程中的質(zhì)量控制加強(qiáng)重視,在這一過程中,不僅要能對(duì)一般的鍋爐安全知識(shí)具備,還要能在專業(yè)的操作技能方面熟練掌握。燃?xì)忮仩t的調(diào)試過程中要加強(qiáng)燃燒器點(diǎn)火程序以及熄火保護(hù)裝置的測(cè)試,避免出現(xiàn)爆炸要素全部具備的現(xiàn)象,要能對(duì)鍋爐的啟停等操作規(guī)范化實(shí)施,對(duì)爐膛的吹掃工作認(rèn)真執(zhí)行,保障吹掃的整體質(zhì)量控制。在有沒有點(diǎn)燃的燃料進(jìn)入到爐膛的時(shí)候,就要盡快的放散,避開可燃可爆濃度范圍,提高燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)自動(dòng)化程度,其中的點(diǎn)火程控以及熄火自動(dòng)保護(hù)等方面都要加強(qiáng)質(zhì)量控制。
(3) 注重裝置熄火保護(hù)以及聯(lián)鎖裝置。為保障燃?xì)忮仩t的使用安全性,就要進(jìn)行裝置熄火保護(hù)以及聯(lián)鎖裝置,這些裝置的設(shè)置能自動(dòng)切斷向爐膛中供給燃料,避免形成爐膛爆炸條件,能起到良好的防爆作用。除此之外,要對(duì)鍋爐爐膛的抗爆能力進(jìn)行加強(qiáng),裝設(shè)必要的防爆門,這樣能對(duì)爐膛爆炸的防治起到積極作用。
(4) 設(shè)計(jì)此類生產(chǎn)場(chǎng)所時(shí),要注意分析各種潛在事故場(chǎng)景,特別要考慮可能暴露在風(fēng)險(xiǎn)中的周圍居民;設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)要考慮某些特定條件下會(huì)產(chǎn)生高壓的情況;保證最初的組裝質(zhì)量,才能保證設(shè)備長久的密封性;鍋爐控制設(shè)備的位置和選擇,要與具體生產(chǎn)環(huán)境相適應(yīng),保證通過這些設(shè)備能對(duì)鍋爐進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,為生產(chǎn)、測(cè)試、檢查和維修提供最佳作業(yè)條件;將氣體檢測(cè)設(shè)備融入警報(bào)系統(tǒng),并聯(lián)通至控制室;對(duì)于可能被意外或故意激活的敏感控制設(shè)備,使用上鎖或固定系統(tǒng);通過制定恰當(dāng)?shù)某绦虮苊饪刂圃O(shè)備被突然解鎖。
[1]郁振山.法國121起燃?xì)忮仩t事故匯總分析[J].現(xiàn)代職業(yè)安全,2017(10):97-99.
[2]孟鵬.化工企業(yè)“煤改氣”過程中安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別[J].山東化工,2018,47(03):147-148.