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燃煤發電廠重大危險源辨識如何做

類別:煤礦安全 發布時間:2019-06-06 瀏覽人次:

燃煤發電廠的特點是大型設備多,運轉設備多,帶電設備多,壓力容器多,高溫高壓管道多,且自動化程度高,并要使用一定量的油、氫、酸、堿、氨等危險品。本文通過梳理現行有關危險化學品、重大危險源的法律法規及國家標準,以此為基礎,辨識燃煤發電廠可能存在的重大危險源,并運用本質安全管理理念,通過防止重大危險源發生事故的技術及管理措施的實施,確保燃煤發電廠中的重大危險源可控、在控。


辨識依據


1.危險品主要界定標準

危險化學品界定標準。《危險化學品目錄》(2015版)、GB13690—2009《化學品分類和危險性公示通則》、GB30000.2—2013~GB30000.29—2013《《化學品分類和標簽規范》。


危險品界定其他標準。GB6944—2012《危險貨物分類和品名編號》、GB12268—2012《危險貨物品名表》。


根據上述界定標準,燃煤發電廠所使用的氫氣、輕柴油、抗燃油、液氨、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、聯氨、化學試驗用有毒藥劑屬于危險品。


2.重大危險源辨識標準


根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,燃煤發電廠可能成為重大危險源的有氫站、輕柴油油區、抗燃油油箱、液氨罐區、硫酸儲罐、鹽酸儲罐、氫氧化鈉儲存區、聯氨儲存區、化學試驗用有毒藥劑儲存區。同時,根據《關于開展重大危險源監督管理工作的指導意見》(安監管協調字〔2004〕56號)規定,燃煤發電廠還可能存有這些重大危險源:鍋爐、壓力容器、壓力管道、貯灰庫等危險源。雖然根據《國家安全監管總局關于宣布失效一批安全生產文件的通知》(安監總辦〔2016〕13號)中要求,《關于開展重大危險源監督管理工作的指導意見》(安監管協調字〔2004〕56號)屬于失效文件,但燃煤發電廠仍應重視鍋爐、壓力容器、壓力管道、貯灰庫等危險源的危險性,加強上述危險源的安全管理,落實安全生產主體責任。

燃煤發電廠重大危險源辨識如何做

種類和分布


燃煤發電廠化學危險品主要包括零號輕柴油、抗燃油、氫氣、液氨、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、聯氨、化學試驗用有毒藥劑等危險貨物,現將以上化學危險品的特性、分布、類別、量級,以及是否構成重大危險源等予以分別表述。


1.零號輕柴油

燃煤發電廠當采用微油點火及低負荷助燃時,用油一般為零號輕柴油,見表1。

表1零號輕柴油

序號
項目內容
1特性易燃、易爆、易產生靜電、易受熱沸騰、易受熱膨脹突溢、易蒸發
2分布油區的儲油罐、廠區內柴油發電機、柴油消防泵
3類別《危險化學品目錄》(2015版)中規定,柴油為編號1674的危險化學品
4量級

在采用大油槍點火設計投產的燃煤電廠,由于在啟動試運過程中需要消耗較大量的輕柴油,且油區油罐設計較大,如2×600MW亞臨界機組,通常設2座1500m3地上儲油罐,約2500t;目前,少油點火已成為一種趨勢,如1000MW級機組采用微油點火時,設2座500m3地上儲油罐,約850t;燃油啟動鍋爐,設200m3儲油罐;柴油發電機配置容量為4m3的油箱;柴油消防泵配置容量為300kg的油箱


5

是否構成

重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,易燃液體23℃≤閃點<61℃的液體臨界量為5000t,上述燃煤發電廠多用輕柴油量小于5000t,不構成重大危險源

2.抗燃油

燃煤發電廠汽輪機調節系統一般采用抗燃油作為工質,見表2。

表2 抗燃油

序號
項目內容
1
特性

具有優良的抗燃性、抗氧化安定性和潤滑性,含有五氧化二磷,有一定的腐蝕性和毒性

2分布汽機房內
3類別

《危險化學品目錄》(2015版),五氧化二磷為編號2162的危險化學品,屬于毒性物質

4量級

1000MW級機組,汽機油系統一般設有容納900~1500L的抗燃油箱,總儲油量小于1.76t

5是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,危險性屬于6.1項且急性毒性為類別1的物質臨界量為50t,上述燃煤電廠用抗燃油量小于50t,不構成重大危險源

3.氫氣

氫氣是燃煤發電廠發電機冷卻劑,采用水-氫-氫發電機冷卻方式的燃煤發電廠通常設置制氫或供氫站,見表3。

表3 氫氣

序號項目內容
1特性

爆炸極限為4.0%~75.6%(V%),氫氣屬于甲類火災危險性物質,制氫站是電廠重點防火防爆區域

2分布制氫站或儲氫站;汽輪發電機廠房內氫冷系統也有氫氣
3類別《危險化學品目錄》(2015版),氫氣是編號為1648的危險化學品
4量級

1000MW機組工程設置制氫站時,配置1套產氫量10Nm3/h的中壓水電解制氫裝置,并配備6臺13.9m3的氫氣貯存罐,儲量約0.24t

5

是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,氫氣屬于易燃氣體,臨界量為5t,上述燃煤電廠用氫量小于5t,不構成重大危險源

4.液氨

液氨是燃煤電廠脫硝系統常用的脫硝劑及給水處理PH調節劑,見表4。

表4 液氨

序號項目內容
1特性液氨易揮發形成氨氣,氨氣是一種有刺激性臭味,有毒的腐蝕性氣體
2分布給水加氨裝置、加氨箱、脫硝系統氨區
3類別

當氨氣在空氣中的濃度達到0.5%時,人吸入5~10 min可致死,《危險化學品目錄》(2015版),液氨、氨氣是編號為2的危險化學品

4量級

1000MW級機組工程脫硝常使用兩個液氨儲槽,每個液氨儲槽的存儲容量約為100m3,約98t,給水處理所用液氨,儲存量約2t

5

是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,氨屬于毒性氣體,臨界量為10t,上述燃煤電廠用液氨量大于10t,已構成重大危險源

5.硫酸

燃煤發電廠通常選用濃度為98%工業濃硫酸,主要用于堿性廢液的中和、離子交換樹脂的再生、廢水處理中的酸堿中和,以及循環冷卻水加酸處理,見表5。

序號項目內容
1特性具有強烈的腐蝕性和氧化性,能與水以任意比例互溶,同時放出大量的熱
2分布

循環冷卻水加藥酸堿儲存區、凝結水精處理酸堿儲存區和鍋爐補給水系統酸堿儲存區

3類別

依據GB 12268—2012《危險貨物品名表》規定,98%的濃硫酸,危險貨物編號為UN1830,

具有中等危險性的物質

4量級

按照2×1000MW級機組規模,一般配置4~6個硫酸儲罐,總量約為144.8~217.1t

5

是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,工業濃硫酸不作為重大危險源

6.鹽酸

主要用于堿性廢液的中和、離子交換樹脂的再生、廢水處理中的酸堿中和。請見表6。

序號項目內容
1特性有腐蝕性,為氯化氫的水溶液,具有刺激性氣味
2分布凝結水精處理酸堿儲存區和鍋爐補給水系統酸堿儲存區
3類別

依據GB 12268—2012《危險貨物品名表》規定,鹽酸危險貨物編號為UN1789,

具有中等危險性的物質

4量級

按照2×1000MW級機組規模,一般配置2~4個鹽酸儲罐,總量約為47.6~95.2t

5

是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,工業鹽酸不作為重大危險源

7.氫氧化鈉

主要用于酸性廢液的中和、離子交換樹脂的再生、廢水處理過程中的酸堿中和,見表7。

序號項目內容
1特性

具有高腐蝕性,易溶于水并形成堿性溶液,有潮解性,易吸取空氣中的水蒸氣

2分布儲存在凝結水精處理酸堿區和鍋爐補給水系統酸堿區
3類別

依據《危險化學品名錄》(2015版)規定,氫氧化鈉為編號1669的危險化學品

4量級

按照2×1000MW級機組規模,一般配置2~4個堿儲罐,總量約為41.6~83.2t

5

是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,工業氫氧化鈉不作為重大危險源

8.聯氨

聯氨是鍋爐加藥系統常設投加藥品,見表8。

序號項目內容
1特性有淡氨味,具有強堿性和吸濕性,具有高度危險性的物質
2分布與其他化學加藥系統布置在主廠房區域
3類別根據《化學品標簽和分類規范》,其為類別3的毒性物質
4量級

按照2×1000MW級機組規模,一般配置2個儲罐,單體容積一般不超過3m3,

儲存總量約為4.95t

5

是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,聯氨作為毒性物質

臨界量為50t,不構成重大危險源

9.化學試驗用有毒藥劑

化學試驗用有毒藥劑主要有:氯化汞、硫氰酸汞、汞標液、硫酸汞、硝酸汞、碘化汞、酒石酸銻鉀、乙酸鉛、四氯化碳、甲醛、苯胺、硫酸銅等,見表9。

序號項目內容
1特性

例如:氯化汞,俗稱升汞,是實驗室常用試劑。白色晶體、顆粒或粉末;

熔點276℃,沸點302℃,密度5.44g/cm3(25℃);有劇毒;溶于水、醇、

醚和乙酸;易升華,會引起汞中毒

2分布

儲存在危險化學品庫內,有的電廠是危險化學品專柜,用于定點儲存化驗

用的危險化學品。一般與化驗室布置在一起

3類別毒性大小不一
4量級只用于試驗室化驗,量均比較少
5

是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,上述試驗用有毒藥劑

因使用量較小,不構成重大危險源

10.透平油

透平油作為汽輪機潤滑油,廣泛被使用于汽輪機潤滑系統,見表10。

序號項目內容
1特性透平油的閃點一般高于150℃,屬可燃物品
2分布汽機房內及倉庫內
3類別根據《危險化學品目錄》(2015版),透平油不屬于危險化學品
4量級1000MW級機組汽輪機油的保有量,以32號透平油為例,約為65t
5

是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,透平油屬

于非危險化學品,不構成重大危險源

11.變壓器油

變壓器冷卻絕緣油是廠內大型變壓器和室外布置中小型變壓器冷卻用油,同時也是絕緣油,見表11。

表11 變壓器油

序號項目內容
1特性

外觀透明,無雜質或懸浮物;閃點(閉杯)≥135℃;酸值≤0.03mgKOH/g,

不屬于易燃液體

2分布

電廠內一般大型變壓器,如超過100kV的均采用油冷卻,布置在室外的中

小型變壓器一般采用干式變壓器,布置在室內的通常采用油冷卻變壓器

3類別根據《危險化學品目錄》(2015版),變壓器油不屬于危險化學品
4量級1000MW級機組,主變壓器的絕緣油的量約為200t左右
5

是否構成重大危險源

根據GB18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,變壓器油屬于非

危險化學品,不構成重大危險源

通過以上分析,燃煤發電廠存在的重大危險源僅有液氨罐區,以上有些危險化學品儲存區雖儲量上未達到重大危險源臨界量,但仍存在較大危險性,如氫站、氫氣儲存區、點火輕柴油罐區等,燃煤發電廠管理者應將這類危險品視為重大危險源來加強管理。


技術措施


1.消除危險源


消除系統中的危險源可從根本上防止事故發生。但系統安全的一個重要觀點是,人們不可能徹底消除所有危險源,只能有選擇地消除幾種特定危險源。一般來說,當某種危險源的危險性較高時,應首先考慮能否采取措施消除它,可選擇適當的生產工藝、技術、設備,合理的設計、結構形式或合適的原材料來徹底消除某種危險源。例如,燃煤發電廠用等離子點火取代輕柴油點火方式、鍋爐脫硝還原劑用尿素取代液氨、部分容量發電機組用空氣取代氫氣作為冷卻介質。對于所用煤質適宜的燃煤發電廠,可通過采用等離子點火啟動方式取消輕柴油點火方式,其點火機理:依靠等離子發生器發射的高溫等離子體射流,直接點燃一次風煤粉,實現冷風點火。目前,等離子點火及穩燃技術已成功應用于貧煤、煙煤、褐煤鍋爐。


同時,隨著燃煤發電廠鍋爐煙氣排放的指標控制越加嚴格,鍋爐煙氣脫硝技術已在國內燃煤發電廠全面實施。由于受到安全、地域等因素限制,尿素熱解和水解制氨技術逐漸受到青睞,并成為一種主流技術路線。燃煤發電廠脫硝工藝、還原劑,可用尿素熱解和水解制氨技術替代液氨脫硝,這樣可消除液氨灌區重大危險源。


2.限制能量或危險物質


受實際技術、經濟條件的限制,有些危險源不能被徹底根除,此時應設法限制危險源的能量或危險物質的量,降低其危險性。


例如,對于大型燃煤發電廠,尤其是600MW及以上容量的機組,雙水內冷工藝、空氣冷工藝在此類大型發電機組上的應用還不成熟,傳統的水-氫-氫發電及冷卻技術依然是主流,氫氣危險源無法被徹底消除,但可通過在線電解水制氫-質子膜交換技術替代傳統KOH法電解水生產氫氣技術,這樣就可減少氫氣的使用量或取消制氫站、貯氫罐的設置。


對于采用傳統大油槍點火的燃煤發電廠,可通過技術改造,采用微油點火技術,這樣可以大大降低燃油使用量。對于新建燃煤發電廠,若不適用等離子點火,則可考慮微油點火,這樣就可極大減少燃油存儲及使用量。


對于給水處理使用聯氨,可考慮改變機組給水處理方式,如實施給水加氧工藝,大幅降低聯氨使用量,減少聯氨儲存量。


3.隔離

隔離是一種常用的控制能量或危險物質的安全技術措施,其既可用于防止事故發生,也可用于避免或減少事故損失。預防事故發生的隔離措施有分離和屏蔽,前者是指時間或空間上的分離,防止一旦相遇則可能產生或釋放能量或危險物質的物質相遇;后者是利用物理的屏蔽措施局限、約束能量或危險物質。


例如,燃煤發電廠在油區、氫罐區、液氨區,對于火種的管控以及安裝靜電釋放裝置,就是把燃燒3要素(可燃物、助燃物和著火源)中的一種要素與其余要素隔離開,防止發生爆炸、火災;燃煤發電廠油區油罐上的檢修作業,要求必須將相鄰存油罐體采取可靠的隔離措施隔離開,方可允許動火作業;燃煤發電廠在油區、氫罐區、液氨區采用進出人員登記制度,嚴格控制無關人員進入危險區域。


4.工程技術

在系統、設備的一部分發生故障或破壞的情況下,在一定時間內也能保證安全的安全技術措施稱為故障—安全設計。一般來說,通過精心技術設計,使得系統、設備發生故障時處于低能量狀態,防止能量意外釋放。如燃煤發電廠鍋爐所采用MFT(MainFuelTrip主燃料跳閘)保護,當鍋爐本體運行異常時或機組重要輔機運行異常且達到一定限值時,MFT保護啟動并切斷鍋爐燃料,防止爐膛發生爆炸,確保鍋爐安全;燃煤發電廠壓力容器上普遍安裝安全閥,當壓力容器故障或人為原因導致壓力容器壓力超限時,可以通過安全閥釋放壓力,避免壓力容器超壓爆炸,造成更大破壞。


5.減少故障和失誤


燃煤發電廠汽包爐的汽包水位、爐膛壓力等重要測點,多用于自動調節及聯鎖保護,為使測點取樣更具代表性,同時避免單一測點故障使自動及保護邏輯發生誤動,多采用多測點冗余配置,并通過控制系統邏輯運算得出選擇輸出值,以用于相應的自動調節及聯鎖保護。


目前,一些燃煤發電廠采用智能工作票和操作票兩票管理系統取代傳統的工作票和操作票兩票,充分運用先進信息技術來規避人的失誤,如二維碼KKS標志牌,作業人員可通過手機或PAD上的掃描功能核對KKS標志牌,防止走錯間隔,造成誤操作。


管理措施


燃煤發電廠重大危險源控制管理是一項系統工程,主要任務是對重大危險源的普查辨識登記、檢測評估,以及實施監控防范,對有缺陷和存在事故隱患的重大危險源實施治理。針對燃煤發電廠的管理措施,筆者提出以下建議:普查辨識,做好重大危險源登記建檔工作;建立健全本單位重大危險源安全管理規章制度,落實危險源安全管理和監控責任,制定重大危險源安全管理與監控的實施方案;保證重大危險源安全管理與監控所必需的資金投入;對從業人員進行安全教育和技術培訓,使其掌握本崗位的安全操作技能和緊急情況下應當采取的應急措施;對重大危險安全狀況進行定期檢查,并建立重大危險源安全管理檔案;對存在事故隱患和缺陷的危險源認真進行整改,不能立即整改的,必須采取切實可行的安全措施,防止事故發生;生產經營單位應將危險源可能發生事故的應急措施信息告知相關單位和人員;制定重大危險源應急救援預案,落實應急救援預案的各項措施,每年進行一次事故應急救援演練;當重大危險源的生產過程、材料、工藝、設備、防護措施和環境等因素發生重大變化,或國家有關法規、標準發生變化時,企業應當對重大危險源重新進行安全評估;貫徹執行國家、地區、行業的技術標準,推動技術進步,不斷改進管理手段,提高監控管理水平及重大危險源的安全穩定性。


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