煤改氣過(guò)程中存在的安全風(fēng)險研究
張文連:
01
表1 121起事故的類(lèi)型和故障設備
燃氣發(fā)生燃爆事故是由于可燃氣體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)一接觸到適當的點(diǎn)火源就會(huì )發(fā)生爆炸事故。伴隨著(zhù)化學(xué)變化,爐內氣體壓力瞬時(shí)劇增,所產(chǎn)生的爆炸力超過(guò)結構強度而造成向外爆炸,由于在極短時(shí)間內大量能量在有限體積內積聚,造成鍋爐爐膛處于非尋常的高壓或高溫狀態(tài),使周?chē)橘|(zhì)發(fā)生震動(dòng)或鄰近的物質(zhì)遭到破壞。燃氣爆炸風(fēng)險識別如下:
如果煤氣燃燒器出力過(guò)小,火焰就會(huì )縮回燃燒器內,發(fā)生回火現象,使鍋爐運行中火焰不穩定而熄滅;相反出力過(guò)大,火焰就會(huì )脫開(kāi)燃燒器,發(fā)生脫火現象,此時(shí)爐膛處于高溫,達到或超過(guò)可燃氣體與空氣混合物的著(zhù)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液,會(huì )污染環(huán)境和排水系統。相關(guān)事故場(chǎng)景有:維修期間抽出熱傳導液;他人肆意破壞;主排水管破裂或過(guò)熱水泄漏到河流中導致水生動(dòng)物死亡。鍋爐保養時(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(mén)出現機械故障或蒸氣量突然升高后,打開(kāi)蒸氣系統的安全閥會(huì )產(chǎn)生巨大噪聲,影響周?chē)h(huán)境。
多種原因還會(huì )導致熱水分流管或蒸氣分流管撕裂,如土地沉降、管道老化、管道的機械或熱量限制(高壓和溫度)、操作不當引起的故障。雖然通常不會(huì )導致人員死亡,但是會(huì )引起公眾疏散和熱水斷供。最后,運輸熱傳導液的管道會(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,潤滑油滴落到運輸過(guò)熱蒸氣的管道上,引發(fā)火災。2000年在贊比亞,1條管道因生銹堵塞,導致熱量在鍋爐內聚集,引發(fā)嚴重火災,摧毀了事故煉化廠(chǎng)。1994年,德國1條超過(guò)550℃的過(guò)熱蒸氣管道破裂,導致6人死亡,1人受傷。
操作人員在鍋爐運行時(shí)不按照規章制度操作,操作不合理,工作不負責任,檢修、值班不按規定進(jìn)行,容易導致事故發(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(kāi)工,導致氣體聚集,引發(fā)爆炸。在敦刻爾克的事故中,火苗控制攝像頭損壞,不能檢測火苗是否熄滅,之后引發(fā)事故。在里昂的事故中,由于調節控制設備失效,技術(shù)員無(wú)法確定燃燒爐意外停工的原因,之后使鍋爐重新開(kāi)工,導致燃燒室氣體爆炸。
2016年初發(fā)布的“十三五”規劃目標是把2020年的天然氣占能源消費的比重從2015年的6.2%提高到10%。如果滿(mǎn)足這個(gè)目標,就要求2017~2020年間每年天然氣需求增長(cháng)都需要達到15%~16%。但需求增長(cháng)過(guò)快,而天然氣供給沒(méi)有及時(shí)跟上而造成暫時(shí)短缺。對化工企業(yè)來(lái)講要做好無(wú)氣可用的準備,避免出現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)于加快儲氣設施建設和完善儲氣調峰輔助服務(wù)市場(chǎng)機制的意見(jiàn)》再一次強調了2020年“供氣企業(yè)10%、城鎮燃氣企業(yè)5%、地方日均3天”的儲氣能力目標;同時(shí)提出要構建儲氣調峰輔助服務(wù)市場(chǎng),加強儲氣調峰能力建設情況的跟蹤調度,對推進(jìn)不力違法失信等行為實(shí)行約談問(wèn)責和聯(lián)合懲戒。
02
可以采取的措施和經(jīng)驗做法
(1) 加強工作人員專(zhuān)業(yè)培訓。燃氣鍋爐爐膛發(fā)生爆炸的事故,主要是由于在工作人員的管理過(guò)程中沒(méi)有加強質(zhì)量控制,從而出現了誤操作判斷等問(wèn)題。所以對此就要加強司爐人員的專(zhuān)業(yè)化培訓,對其鍋爐爆炸的嚴重性要有深刻的認識,加強工作的責任心以及安全意識等。司爐工作人員對鍋爐設備和系統結構性能等方面要有熟悉的認識,能對鍋爐的燃燒以及爐膛爆炸的機理等要有基礎的認識,在處理問(wèn)題的能力上要突出。
(2) 加強鍋爐施工質(zhì)量控制。燃氣鍋爐爐膛爆炸事故的預防措施實(shí)施,要從施工過(guò)程中的質(zhì)量控制加強重視,在這一過(guò)程中,不僅要能對一般的鍋爐安全知識具備,還要能在專(zhuān)業(yè)的操作技能方面熟練掌握。燃氣鍋爐的調試過(guò)程中要加強燃燒器點(diǎn)火程序以及熄火保護裝置的測試,避免出現爆炸要素全部具備的現象,要能對鍋爐的啟停等操作規范化實(shí)施,對爐膛的吹掃工作認真執行,保障吹掃的整體質(zhì)量控制。在有沒(méi)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(kāi)可燃可爆濃度范圍,提高燃氣鍋爐燃燒系統自動(dòng)化程度,其中的點(diǎn)火程控以及熄火自動(dòng)保護等方面都要加強質(zhì)量控制。
(3) 注重裝置熄火保護以及聯(lián)鎖裝置。為保障燃氣鍋爐的使用安全性,就要進(jìn)行裝置熄火保護以及聯(lián)鎖裝置,這些裝置的設置能自動(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,要對鍋爐爐膛的抗爆能力進(jìn)行加強,裝設必要的防爆門(mén),這樣能對爐膛爆炸的防治起到積極作用。
(4) 設計此類(lèi)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)險中的周?chē)用?;設計鍋爐時(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,才能保證設備長(cháng)久的密封性;鍋爐控制設備的位置和選擇,要與具體生產(chǎn)環(huán)境相適應,保證通過(guò)這些設備能對鍋爐進(jìn)行遠程控制,為生產(chǎn)、測試、檢查和維修提供最佳作業(yè)條件;將氣體檢測設備融入警報系統,并聯(lián)通至控制室;對于可能被意外或故意激活的敏感控制設備,使用上鎖或固定系統;通過(guò)制定恰當的程序避免控制設備被突然解鎖。
[1]郁振山.法國121起燃氣鍋爐事故匯總分析[J].現代職業(yè)安全,2017(10):97-99.
[2]孟鵬.化工企業(yè)“煤改氣”過(guò)程中安全風(fēng)險識別[J].山東化工,2018,47(03):147-148.