轉摘
2022 年 3 月 14 日，內蒙古包頭鋼鐵（集團）有限責任公司下屬包鋼鋼聯(lián)股份有限公司500 萬(wàn)噸/年球團帶式焙燒機脫硫脫硝系統發(fā)生火災，造成 7 人死亡。
2022年4月8日，國務(wù)院安委辦發(fā)布了關(guān)于該起事故的通報《關(guān)于內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司脫硫脫硝環(huán)保項目“3·14”生產(chǎn)性火災較大事故情況的通報》（安委辦函〔2022〕23號），在通報內容中，初步列舉了造成此次事故的五大原因，除了第一項涉及到專(zhuān)業(yè)技術(shù)之外，其他四項都是管理問(wèn)題。由于畢竟是通報，并非詳細的調查報告，所以對發(fā)生事故的直接原因和細節問(wèn)題，并沒(méi)有透漏太多。本次事故具有一定的典型性，特別是對于容易忽略的環(huán)保治理設施來(lái)說(shuō)，如何能避免此類(lèi)事故的再次發(fā)生，我認為還是有必要對該事故背后的大環(huán)境做一番解讀，以?huà)伌u引玉。我的解讀主要圍繞本次包鋼脫硫脫硝設施“3.14”火災事故進(jìn)行，分為兩個(gè)要素，第一，就是環(huán)保治理設施的技術(shù)現狀，第二就是環(huán)保治理設施的管理問(wèn)題。本次事故發(fā)生的工藝裝置是球團帶式焙燒機的脫硫脫硝裝置，在煉鋼的工藝流程中，燒結球團工藝是煉鋼流程中初始的一個(gè)重要環(huán)節，所謂的燒結球團工藝就是將各種粉狀的鐵礦石原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經(jīng)混合和造球后在燒結設備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，燒結成塊的過(guò)程。目前鋼鐵行業(yè)普遍采用的是帶式抽風(fēng)燒結機，俗稱(chēng)帶式焙燒機。本次事故的包鋼帶式焙燒機，就是這種。由于粉末狀的鐵礦石在燒結和造球的過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生大量的二氧化硫（SO2）和 氮氧化物（NOx），這些硫化物和氮氧化物是主要的大氣污染物，除了造成大氣的一次污染外，還會(huì )通過(guò)光化學(xué)反應生產(chǎn)二次污染物，產(chǎn)生酸雨、光化學(xué)煙霧等。所以，煉鋼行業(yè)的燒結環(huán)節自然也成了環(huán)保部門(mén)的重點(diǎn)治理對象。為了降低鋼鐵行業(yè)的污染物排放水平，生態(tài)環(huán)境部在2019年4月發(fā)布了35號文《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》，意見(jiàn)中明確規定了燒結煙氣中SO2和 NOx的排放質(zhì)量濃度不得高于35mg/m3和50mg/m3。故鋼鐵企業(yè)必須采用脫硫脫硝裝置來(lái)降低硫化物和氮氧化物的排放量。目前針對燒結煙氣脫硫脫硝的工藝主要有活性焦脫硫脫硝工藝、半干法脫硫+SCR脫硝工藝、濕法脫硫+SCR脫硝工藝。根據內蒙古昆都侖區政府官網(wǎng)在2021年5月26日發(fā)布的文章《包鋼500萬(wàn)噸球團帶式焙燒機改造工程開(kāi)工》內容中，包鋼鋼聯(lián)的500萬(wàn)噸球團帶式焙燒機脫硫脫硝工藝采用的是石灰石-石膏濕法脫硫+SCR 脫硝，我先簡(jiǎn)要給大家介紹一下該工藝的原理和特點(diǎn)。先說(shuō)濕法脫硫工藝，濕法脫硫是目前燒結煙氣應用最廣泛的工藝，按照脫硫介質(zhì)的不同，分為氧化鎂法、石灰石-石膏法、氨法等。其工藝類(lèi)似，只是脫硫劑不同。其中包鋼所采用的石灰石-石膏法是以石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石首先經(jīng)過(guò)破碎粉磨系統形成粉狀后，與水攪拌混合形成吸收漿液。在吸收塔中，煙氣從底部進(jìn)入，頂部噴石灰石漿液，煙氣中的 SO2與碳酸鈣發(fā)生反應，并被鼓入的空氣氧化，最終生成反應物石膏?？偟姆磻匠淌饺缦拢?/span>2）CaCO?+H?SO?→CaSO?+CO?+H?O；再說(shuō)一下脫硝工藝，脫硝工藝主要采取的方法為活性焦吸附法和選擇性催化還原法（SCR），SCR法是在300℃左右、含氧氣組分下，以 NH3作還原劑、以V2O5-TiO2-WO3體系為催化劑來(lái)消除尾氣中 NOx。主要化學(xué)反應方程式如下：
1）4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O；
2）6NO2+8NH3→7N2+12H2O； 包鋼所采用的石灰石-石膏濕法脫硫+SCR脫硝，具有以下的典型特點(diǎn)：1）濕法脫硫應用廣泛，工藝成熟。
2）一次性投資成本較低，且運行費用較低。
3）濕法脫硫運行過(guò)程中對設備的腐蝕較大，建設過(guò)程中應做好脫硫塔的防腐，運行過(guò)程中應加強檢修，保證系統穩定運行。其中前兩個(gè)是優(yōu)點(diǎn)，該工藝之所以目前成為了鋼鐵行業(yè)煙氣脫硫的主流技術(shù)，也正依賴(lài)如此。那么第三個(gè)特點(diǎn)呢，顯然是我們最不愿意看到的缺點(diǎn)，并且本次事故發(fā)生的深層次原因，正是緣于第三個(gè)特點(diǎn)。在國務(wù)院安委會(huì )發(fā)布的通告中，有這樣一句話(huà)：“其制定的臨時(shí)補充方案未充分考慮脫硫脫硝系統煙氣管道內壁和底部有大量易燃材料”，正是這些大量易燃材料導致了事故的發(fā)生，那么問(wèn)題來(lái)了，煙氣管道內壁和底部大量易燃材料到底是什么呢？它們又是從哪里來(lái)的呢？我們繼續往下探討。由于煙氣中含有大量的硫化物（SO2）和氮氧化物（NOx），并且在脫硝工藝中，摻和了大量的氨氣，這些混合介質(zhì)呈現出很強的酸性或堿性，這對于以碳素鋼材為基體的設備和管道來(lái)說(shuō)，無(wú)疑腐蝕速率是很迅速的，根據相關(guān)國家標準規范要求，一般金屬管道的腐蝕速率控制在0.5mm/a以下，也就是每年的腐蝕減薄量不超過(guò)0.5mm。而對于酸堿性質(zhì)的介質(zhì)來(lái)說(shuō)，對碳鋼腐蝕的速率遠遠超出了標準要求，所以需要進(jìn)行嚴格的防腐。
對于煙氣治理設施的管道和塔來(lái)說(shuō)，目前工程上普遍采用的防腐措施是玻璃鱗片膠泥，玻璃鱗片是一種5微米厚的玻璃碎片。它是由1200℃以上的熔融中堿玻璃，經(jīng)吹泡、冷卻、粉碎、篩選及碾磨等工藝步驟所制得。由于玻璃是無(wú)機材料，其構成決定了它具有良好的耐酸堿腐蝕及抗老化性能。玻璃鱗片很薄，鱗片涂料經(jīng)精確的施工，使得它在涂層中可與基體疊壓分層，像片片魚(yú)鱗一樣，故名玻璃鱗片。這些相互疊加的鱗片如層層盔甲一樣，形成致密的防滲層，最高可達數十上百層，使得腐蝕性介質(zhì)滲透到被保護基體的途徑變得曲折而漫長(cháng)，大大降低了介質(zhì)滲透到基體的可能性，顯著(zhù)提高了設備的抗滲性能及耐蝕壽命。 在具體的工程實(shí)踐過(guò)程中，為了讓玻璃鱗片具有更好的流動(dòng)性，以形成全覆蓋的防滲層，往往會(huì )在涂料中加入約10%的苯乙烯作為稀釋劑，由于苯乙烯分子量較大，揮發(fā)性較差，在玻璃鱗片的魚(yú)鱗結構良好的防滲遮蔽作用下，苯乙烯更難揮發(fā)，因此在玻璃鱗片涂層施工完畢后較長(cháng)時(shí)間內涂層中依然存在大量苯乙烯。另外苯乙烯蒸氣密度大于空氣，爆炸極限為0.90%-6.80%，屬于易燃易爆介質(zhì)。當苯乙烯揮發(fā)后會(huì )沉降到施工區域底部，隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)，底部苯乙烯的濃度越來(lái)越高甚至會(huì )達到其爆炸極限。所以這是一條很容易被我們忽略的安全隱患，事故的發(fā)生也正是由此而發(fā)。包鋼的事故通報中，提到的煙氣管道內壁和底部大量的易燃材料，指的就是含有大量苯乙烯的玻璃鱗片防腐涂層，但是詭異的是，從項目建設完成到事故發(fā)生，這段漫長(cháng)的時(shí)間為什么沒(méi)有發(fā)生事故，而偏偏在檢維修階段發(fā)生事故了呢？其實(shí)這個(gè)還是和玻璃鱗片涂層本身的性能息息相關(guān)的。由于煙氣治理管道內的介質(zhì)都是高溫的氣體，所以涂層所采用的玻璃鱗片一般都是耐高溫的，一般能耐200℃的高溫是沒(méi)有問(wèn)題的。所以在該設施正常運行的過(guò)程中，由于溫度一般不會(huì )超過(guò)200℃，所以玻璃鱗片的結構完整性并沒(méi)有被破壞，涂層內的苯乙烯也不會(huì )大量泄露，偶爾揮發(fā)的苯乙烯也會(huì )隨著(zhù)高速流動(dòng)的煙氣被帶走，自然也就不會(huì )積聚形成達到爆炸極限的可燃氣體。但是一旦該設施處于停工檢維修階段，如果沒(méi)有外力風(fēng)機的強制通風(fēng)，那么就會(huì )慢慢積聚苯乙烯氣體（對于投用不到一年的設施尤甚），俗話(huà)說(shuō)取巧不成書(shū)，包鋼的本次事故恰好發(fā)生在檢維修環(huán)節，在焊接過(guò)程中并未做好焊接防護，這就導致大量的焊渣散落在管道內壁和底部，焊渣的溫度遠超200℃，這就直接破壞了玻璃鱗片的結構，導致內部的苯乙烯大量逃逸泄露出來(lái)，與空氣接觸，并在焊渣高溫下直接就燃燒了，星星之火，迅速燎原，導致周?chē)鳂I(yè)的人員沒(méi)能來(lái)得及跑掉，最終釀成了死亡7人的慘劇。文章寫(xiě)到這里，基本上發(fā)生本次事故的背景和技術(shù)原因已經(jīng)交代完畢了。當然企業(yè)的管理缺陷、承包商的現場(chǎng)安全管理、動(dòng)火作業(yè)的風(fēng)險辨識等等，這些都屬于管理問(wèn)題，關(guān)于管理問(wèn)題，我不想寫(xiě)太多，寫(xiě)的再多也沒(méi)用。我只想寫(xiě)寫(xiě)幾個(gè)為什么，為什么會(huì )以包代管？為什么要采用BOT模式（安裝施工運營(yíng)全托管）？為什么甲方會(huì )管理失控？針對這些疑問(wèn)，我想略微談?wù)勎易约旱膬牲c(diǎn)看法。第一，我們不得不承認的一個(gè)事實(shí)就是，環(huán)保設施是有一定的技術(shù)門(mén)檻的，并不是誰(shuí)想做就能做的了的。這些技術(shù)帶有一定的專(zhuān)利性，90%的技術(shù)都掌握在技術(shù)供應商手里，甚至一些甲級資質(zhì)的設計院都沒(méi)搞明白，更別說(shuō)企業(yè)自己了?；谶@種無(wú)奈的現實(shí)出發(fā)，再加上環(huán)保監管的加持，導致企業(yè)往往會(huì )當甩手掌柜，直接以EPC或者BOT的模式全部外包，由于甲方企業(yè)并不具備技術(shù)方面的知識，包括工藝流程，設備選型，結構材質(zhì)等等，這就很容易導致安全管理的弱化，因為不知道危險點(diǎn)到底在哪里，風(fēng)險辨識無(wú)從談起，那么風(fēng)險防控就作瞎了。所謂的盲人騎瞎馬，夜半臨深池，不出問(wèn)題才怪。第二，可能較真的朋友會(huì )問(wèn)了，環(huán)保設施是有一定的技術(shù)門(mén)檻，但是比起生產(chǎn)工藝裝置來(lái)說(shuō)，仍然是小巫見(jiàn)大巫了，為什么企業(yè)能將大量的技術(shù)力量和管理力量投入到生產(chǎn)裝置中去，就不能分出一杯羹投入到環(huán)保設施中嗎？這個(gè)問(wèn)題問(wèn)的很好，這就牽涉到深層次的核心問(wèn)題了。對于一個(gè)企業(yè)來(lái)講，第一要務(wù)就是經(jīng)濟效益，也就是企業(yè)要盈利。雖然我們天天喊安全第一，但只是喊喊口號罷了。私下里還是將經(jīng)濟效益放在第一位的，這種思想本身也無(wú)可厚非，畢竟是企業(yè)嘛，生死存亡是大事，活下去才能資格談社會(huì )效益。對于企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑保持生產(chǎn)裝置的穩定持續運行是實(shí)現利潤最大化的基本前提，一旦出現緊急故障導致停車(chē)，那么損失的可是白花花的真金白銀，少則數十萬(wàn)，多則上億。而對于環(huán)保設施呢，最大的特點(diǎn)就是非盈利性，不光不盈利，一次性投資成本巨大，后期的運行和維護成本也是一筆大的開(kāi)支，經(jīng)濟效益呢，幾乎為零。所以導致企業(yè)在人員捉襟見(jiàn)肘的情況下，很難兼顧彼此。企業(yè)關(guān)注的重心還是以生產(chǎn)裝置為主，環(huán)保設施也往往成了無(wú)人問(wèn)津的遺忘角落。以包代管，BOT模式管理等等，都是這種思想支配下的行為模式，也就不足為奇了。
但是事故是不區分區域和裝置的，無(wú)論是熱鬧的裝置區，還是僻靜的環(huán)保設施，哪里出現了一絲安全的裂縫，危險的惡魔就會(huì )趁虛而入，讓你追悔莫及。 那么針對上述的種種問(wèn)題，我們應該采取什么樣的措施來(lái)避免重蹈覆轍呢，總結一下，我大概從三個(gè)方面來(lái)入手，供大家參考借鑒：（1）從本質(zhì)安全的角度來(lái)講，需要對原來(lái)的防腐涂層進(jìn)行技術(shù)革新，使用不含易燃易爆介質(zhì)的涂料來(lái)替代易燃的防腐涂層，當然這有賴(lài)于涂料行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。（2）動(dòng)火作業(yè)的風(fēng)險辨識問(wèn)題，這個(gè)堅決杜絕形式主義，腳踏實(shí)地去辨識每一個(gè)環(huán)節，每一處角落，做到360°無(wú)死角防護。焊接作業(yè)時(shí)，如果做不到焊渣的遮蔽收集，那么就要鋪設大量的防火毯。事前預防工作做的再多再累，也比事后救援強。（3）無(wú)論是委托承包商作業(yè)，還是企業(yè)自己作業(yè)，都要履行企業(yè)主體責任，工程可以分包，但安全不能分包。按照“三管三必須”的原則，監管力量和人員必須到位，工期緊張遠遠不是違法的理由，相反卻常常成為追究責任的依據。所以，尊重大自然的客觀(guān)規律，就是尊重安全！
zuo作者 作者閆長(cháng)嶺
