大型火电机组采用SCR脱硝技术,为节约成本通常以液氨作为还原剂,所以氨区成为电厂一个新的危险源,特别是近几年发生多起液氨泄漏导致的重特大人身死亡事故。如何保证氨区的人身、设备安全,是火力发电厂氨区管理的重大课题。本文将结合目前火电厂氨区管理存在的问题和不足进行分析,并在此基础上提出对策建议。
1 液氨储存区总体要求
液氨储存区总体要求:氨区的系统要设计合理;有灵敏的消防报警和喷淋装置,现场氨气浓度检测探头不能少于7个;氨区与其它建筑物保持不少于loom的安全防爆距离,与主要厂区的距离以保证消防车辆、救援车辆能在10min左右到达为宜。液氨储存区应被列为重点保卫部位,设置专人进行值班、定期巡检,装设足够数量的摄像头,既有DCS运行系统的远方操作和监控,又有高清摄像头的视频监控。
2 液氨的接卸安全
(1)液氨在储罐内及转换为气氨输送至反应区的管道应相对安全。氨区最有可能发生泄漏的是接卸环节,因此液氨接卸不得采用金属软管的方式。事实也证明了金属软管破裂是造成液氨泄漏主要原因,氨区液氨接卸必须采用万向充装接口,尽量减少充装管道的应力,保证接卸的基本安全。
(2)接卸区必须装设消防喷淋系统,一旦接卸管道发生泄漏,应能迅速联锁投入消防喷淋进行稀释、吸收。接卸管道上的观察窗也是容易发生泄漏的危险部位,一旦破裂就可能造成大量液氨泄漏,因此液氨罐车必须设有紧急切断装置、流速高保护以及能远距离操作的阀门。液氨储罐进口管道应装设逆止阀,一旦在接卸过程中发生泄漏应能迅速切断。
(3)液氨接卸前应认真检查接地装置工作是否良好,接卸时要核对液氨运输资质、手续,并对接卸人员进行安全交底签字。液氨车辆进入厂区前,应通知本厂消防部门;检查氨车是否装有阻火器;氨车停稳后应进行可靠制动,在后轮前后放置防溜车装置;卸车结束后再次利用检测器进行检测,确定无液氨残留后方可启动车辆。
3 氨区消防喷淋系统的设置
(1)因为氨极易溶于水,1体积的水可溶解700倍体积的氨气,所以要充分利用氨的特性,采用消防喷淋系统加
强对泄漏液氨、氨气的吸收,同时合理、完善的氨区消防喷淋系统设置也是确保氨区安全的重要保证。为提高消防水系统的可靠性,有条件的电厂可在氨区旁单独设置消防水泵池及消防水泵房。
(2)氨区消防喷淋系统应设置地下消火栓、特殊水消防系统及罐体喷淋降温系统。发生氨系统泄漏时,一般地下消火栓及消防喷淋系统应同时投人。为保证各系统水源供应充足,各系统有必要分开设置,即地下消火栓可取自厂区低压消防水系统,特殊水消防系统可取自厂区特殊消防水泵房或高压消防水系统,罐体喷淋降温系统可取自厂区工业水系统。
(3)氨区消防水系统必须设置环路,在部分管路发生渗漏需要检修的情况下能部分隔离,保证氨区消防水系统的可靠性。若需停用氨区消防水系统,则必须经过严格审批并限时恢复。
(4)液氨储罐区、转换区、卸料区都应在消防喷淋系统的覆盖范围内。储罐区一般露天布置,顶棚上可设置环形水幕喷淋,用于全面吸收空气中逃逸的氨气,充分保证氨区值班、抢险救援及周边人员的安全。
(5)冬季应做好消防水系统的防冻措施。消防水管道必须有足够的地埋深度,保证消防水管道在冻土层之下;地上管道及雨淋阀系统必须采用可靠的伴热,若为电伴热方式则必须采用防爆型设计,避免伴热电缆因绝缘破损造成接地而产生火花。
4 氨区防雷、防静电措施
(1)氨区人口外必须设置人体静电释放装置,在值班、检修人员进入氨区前可触摸释放人体静电。
(2)氨区及氨输送管道法兰必须全部采用金属跨接线,保证管道电阻低于0. 03Ω。由于氨可与铜、锡等金属发生反应,因此为避免金属跨接线受到氨气腐蚀,可采用镀锌扁钢或镀锌圆钢。
(3)由于卸料系统弯头较多、流速较高,易产生静电集聚,因此卸料区万向充装系统的卸料臂两端必须可靠接地。
(4)氨区所有电气设备、执行机构、热控表计、盘柜等必须采用防爆设计,防爆结构选用隔爆(Ex-d),防爆等级不低于IIAT1。
5 氨区管理存在的主要问题
(1)安全防护设施不完善。火电厂氨区安全防护设施的设置及管理方面存在的问题主要表现在卸氨场地用于连接罐车和接地装置的跨接线生锈处理不及时;万向充装系统管之间的连接线由于万向充装系统的转动而容易断开,处理不及时;防雷、防静电装置的定期检测等方面存在明显不足。
(2)压力容器管理不到位。对于承压类特种设备,各专业负责不同的部分或分工不清,从而造成氨区部分压力设备的登记注册、定期检验等管理工作被遗漏,进而为日后安全管理留下安全隐患。
(3)重大危险源管理不到位。目前,火电厂氨区中液氨储罐采用较多的规格为2个液氨罐,容积为2X100m3。以储存系数为0.85的1台液氨储罐为例,液氨的相对密度为0.61(水=1),因此1台液氨储罐中氨的贮存量为100m3×0. 85×0. 61t/m3 =51. 8t,已超过临界量。通常情况下,大部分火电厂的氨区已构成重大危险源,因此应加强氨区的巡检,运行人员每2小时巡检1次,检修人员每天巡检2次,定期工作、热控保护效果都需严格执行定期的检查和试验,保证安全可靠。
6 氨区管理应加强的工作
(1)按期进行防雷、防静电装置接地电阻测试。氨区消防器材应纳入全厂消防器材管理,进行日常巡视、检查和维护,及时更换过期或失效的灭火器材。从根源上杜绝火源是防止氨区发生火灾爆炸事故的有效途径。
(2)氨区有毒气体检(探)测器的定期检定应严格执行标准要求,防止检(探)测器监测不准。
(3)风向标的安装应能显示工作区空气流向,容易观测且远离阻风物体。安装在空旷处,风向标应转动灵活、颜色醒目,在事故情况下为人员疏散、逃生提供依据,防止事故进一步扩大。
(4)对氨区内配电装置和开关等应加强检查,保持外观完好,检查防爆等级是否合格,禁止使用防爆等级不合格的产品,相关专业技术人员应做好把关工作。
(5)压力容器的安全管理人员和操作人员应持有相应的特种设备作业人员证,按期每4年复审1次。
(6)氨区岗位的从业人员应进行安全生产教育和培训,熟悉氨区安全管理制度和安全操作规程,掌握本岗位的安全操作技能等。将氨区发生事故时的危害后果、应急措施等信息告知周边单位和人员,配备优秀的人员,特别是目前新建电厂的人员较少,多采用技工和临时工,存在一定的隐患。
(7)加强氨区的日常管理,所有进入氨区的人员必须进行登记并不得携带火种、手机等,严格执行出入管理制度。
(8)使用单位应每季度举行一次氨区泄漏的应急演练,演练人员不能固定,每个从事氨区的人员都应熟练掌握氨区泄漏时采取的措施和急救方法
(9)应定期进行氨区设备的全面健康检查,分析可能存在的问题。机组大小修时应把氨区设备纳入轮修计划。
(10)相关专业的技术人员应定期检查氨区的消防报警系统、喷淋系统、自动控制系统,保证安全区的控制系统安全可靠。
(11)加强压力容器管理,氨区压力容器在条件允许的情况下应纳人全厂压力容器统一管理,在投人前、后30日内,应向所在地的登记机关申请办理使用登记,领取使用登记证。逐台建立压力容器技术档案并由其管理部门统一保管。在工艺操作规程和岗位操作规程中,应明确提出压力容器安全要求。
(12)至少每3年要对氨区进行一次安全评估。已进行安全评价并符合重大危险源安全评估要求的,可不必进行安全评估。对重大危险源的安全状况及重要设备设施进行定期检查、检测、检验,并记录。
7结束语
火力发电厂的氨区是重大危险源,只有按照规范要求管理,按照规程操作,从业人员掌握应急的处理方法,做好设备的检查和检修工作,才能保证氨区的安全稳定运行。