某液氯氣化裝置消防安全設(shè)施設(shè)計(jì)的探討

李志強(qiáng)

(湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，湖北 武漢 430073)

1 項(xiàng)目概況

氯氣為本工程高純度四氯化硅產(chǎn)品的重要原料之一，為保證該項(xiàng)目的生產(chǎn)需新建液氯汽化裝置一套，包含液氯儲(chǔ)罐、汽化裝置以及配套的尾氣吸收裝置等。該項(xiàng)目設(shè)置有液氯儲(chǔ)罐兩個(gè)，每個(gè)儲(chǔ)罐容積為30 m3，一用一備。裝置內(nèi)設(shè)有兩套液氯氣化裝置、氯氣緩沖罐、加壓氣化器和加壓緩沖罐，同時(shí)布置有兩個(gè)熱水槽，供氣化器熱水使用；根據(jù)安全設(shè)施設(shè)計(jì)要求，室外布置管道尾氣吸收裝置和事故尾氣吸收裝置。

2 液氯性質(zhì)及液氯泄露事故的原因分析

液氯屬于劇毒化學(xué)品，屬于重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品[1]。常溫常壓下為黃綠色、有刺激性氣味的氣體。常溫下、709kPa以上壓力時(shí)為液體，液氯為金黃色。微溶于水，易溶于二硫化碳和四氯化碳。對(duì)眼、呼吸道粘膜有刺激作用。輕度中毒者有流淚、咳嗽、咳少量痰、胸悶，出現(xiàn)氣管炎和支氣管炎的表現(xiàn)；中度中毒發(fā)生支氣管肺炎或間質(zhì)性肺水腫，病人除有上述癥狀的加重外，出現(xiàn)呼吸困難、輕度紫紺等；重者發(fā)生肺水腫、昏迷和休克，可出現(xiàn)氣胸、縱隔氣腫等并發(fā)癥。吸入極高濃度的氯氣，可引起迷走神經(jīng)反射性心跳驟?；蚝眍^痙攣而發(fā)生“電擊樣”死亡。

2004年4月16日，重慶市天元化工總廠(chǎng)氯冷凝器發(fā)生故障，處置過(guò)程中發(fā)生爆炸，事故造成9人死亡，罐區(qū)100m范圍內(nèi)部分建筑損壞，大量氯氣泄漏導(dǎo)致周?chē)?5萬(wàn)居民疏散[2]。

2011年10月16日上午，位于武進(jìn)區(qū)鄭陸鎮(zhèn)的常州市波源化工有限公司發(fā)生液氯泄漏事故。事故造成該公司1名職工重傷經(jīng)搶救無(wú)效死亡，另有2名職工住院治療[3]。

2017年5月13日，河北省滄州市利興特種橡膠股份有限公司發(fā)生的氯氣泄漏事故，導(dǎo)致該公司現(xiàn)場(chǎng)員工及附近人員中毒，周邊群眾1000余人被緊急疏散，事故造成2人死亡、25人入院治療[4]。

綜合分析以往液氯泄露事故原因，絕大部分是液氯罐車(chē)卸料流程不合規(guī)、檢修更換操作不規(guī)范以及液氯泄露后處置不當(dāng)引起的。為進(jìn)一步提高液氯儲(chǔ)存和使用的安全性，本文在項(xiàng)目實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，既保證了滿(mǎn)足國(guó)家法律法規(guī)的要求，又提出了切實(shí)可行滿(mǎn)足企業(yè)實(shí)際運(yùn)行需求的設(shè)計(jì)方案。

3 液氯汽化裝置消防安全設(shè)施的設(shè)計(jì)

3.1 總圖運(yùn)輸?shù)南涝O(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)范關(guān)于乙類(lèi)車(chē)間與其他建筑物的防火間距要求，該項(xiàng)目周?chē)渌ㄖ镏g間距設(shè)計(jì)均滿(mǎn)足規(guī)范要求，具體見(jiàn)表1。

表 1 建筑物之間間距設(shè)計(jì)

注：括號(hào)內(nèi)為《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016- 2014)要求距離。

3.2 建筑的消防設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目單層框架結(jié)構(gòu)建筑，生產(chǎn)類(lèi)別為乙類(lèi)，耐火等級(jí)為二級(jí)，總建筑面積為468.16 m2，建筑整體為一個(gè)防火分區(qū)。建筑外門(mén)窗采用一旦液氯泄露能自動(dòng)關(guān)閉的電動(dòng)窗；設(shè)置有兩個(gè)平開(kāi)的安全出口滿(mǎn)足安全疏散。

3.3 給水排水的消防設(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)范要求，本項(xiàng)目消防給水接自廠(chǎng)區(qū)原有環(huán)狀消防給水管網(wǎng)，接入點(diǎn)兩處，接入點(diǎn)壓力1.0MPa，接入管管徑DN150，項(xiàng)目界區(qū)內(nèi)形成環(huán)狀管網(wǎng)，管網(wǎng)上根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置室外地上式消火栓。裝置內(nèi)根據(jù)規(guī)范設(shè)置一定數(shù)量的室內(nèi)消火栓。

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，該項(xiàng)目滅火器配置場(chǎng)所的火災(zāi)種類(lèi)為B/C類(lèi)，火災(zāi)危險(xiǎn)性為嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)。配置MF/ABC5手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。

3.4 工藝系統(tǒng)的安全設(shè)施設(shè)計(jì)

(1)卸車(chē)過(guò)程，向儲(chǔ)罐壓送液氯時(shí)，加壓氣化器用熱水加熱，進(jìn)口水溫不超過(guò)40℃，氣化壓力不超過(guò)1MPa。卸車(chē)氣相管道、液相管道設(shè)遠(yuǎn)傳溫度和壓力顯示和高報(bào)警。液氯儲(chǔ)罐設(shè)遠(yuǎn)傳液位顯示和低報(bào)警、高報(bào)警、高高報(bào)警，液氯儲(chǔ)罐充裝量不大于設(shè)備容積的80%。

(2)液氯經(jīng)過(guò)管道輸送到液氯氣化器氣化過(guò)程中，液氯進(jìn)口管道設(shè)置切斷閥、調(diào)節(jié)閥；切斷閥與液氯氣化器壓力、液位、溫度進(jìn)行聯(lián)鎖切斷；調(diào)節(jié)閥與液氯氣化器壓力形成調(diào)節(jié)；熱水進(jìn)料管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥與液氯氣化器溫度形成調(diào)節(jié)。

(3)液氯氣化器充裝量不能大于設(shè)備容積的80%，設(shè)有遠(yuǎn)傳液位顯示和高報(bào)警、高高報(bào)警，超高高限時(shí)，關(guān)閉液氯進(jìn)口開(kāi)關(guān)閥；遠(yuǎn)傳溫度顯示高限報(bào)警，關(guān)閉進(jìn)氣化器進(jìn)熱水調(diào)節(jié)閥。

(4)氯氣緩沖罐設(shè)有遠(yuǎn)傳液位顯示和高報(bào)警、高高報(bào)警，遠(yuǎn)傳溫度顯示，遠(yuǎn)傳壓力顯示和高報(bào)警、高高報(bào)警，液氯儲(chǔ)罐壓力超高限時(shí)報(bào)警，聯(lián)鎖停液氯泵，停進(jìn)氣化器切斷閥，關(guān)閉蒸汽調(diào)節(jié)閥。

(5)在液氯儲(chǔ)罐、液氯氣化器、氯氣緩沖罐設(shè)置安全閥，對(duì)罐體進(jìn)行安全泄壓；尾氣去廢氣處理；

(6)當(dāng)管道檢修需要排空時(shí)，啟動(dòng)管道尾氣吸收裝置，使用文丘里噴射器對(duì)管道內(nèi)剩余氯氣進(jìn)行輸送至處理裝置進(jìn)行處理。聯(lián)鎖啟動(dòng)泄漏風(fēng)機(jī)，將氯氣吸入管道尾氣吸收系統(tǒng)進(jìn)行處理。

3.5 火災(zāi)報(bào)警及工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

裝置區(qū)危險(xiǎn)成分為氯氣有毒性氣體，故設(shè)置有毒氣體檢測(cè)器。在整個(gè)裝置區(qū)內(nèi)易泄漏和易積聚有毒氣體的場(chǎng)所，按規(guī)范設(shè)置有毒氣體探測(cè)器。

根據(jù)計(jì)算本項(xiàng)目裝置構(gòu)成二級(jí)重大危險(xiǎn)源，依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)控通用技術(shù)規(guī)范》《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源罐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》的要求，液氯氣化裝置區(qū)設(shè)置工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)確保安全監(jiān)控罐區(qū)實(shí)時(shí)狀態(tài)。

本項(xiàng)目聲光報(bào)警設(shè)備利用有毒氣體探測(cè)器自帶的聲光警報(bào)器發(fā)出安全警示及緊急疏散警報(bào)，取代應(yīng)急廣播相關(guān)功能。

4 結(jié)論及建議

本文對(duì)液氯的性質(zhì)以及液氯泄露事故的案例進(jìn)行分析，在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中既滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)范及法律法規(guī)的要求，又提出了具有可操作性的措施和意見(jiàn)。目前該項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)了安監(jiān)部門(mén)的審查，希望對(duì)類(lèi)似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)以及運(yùn)營(yíng)管理起到一定借鑒意義。

對(duì)于類(lèi)似項(xiàng)目建設(shè)單位來(lái)說(shuō)，應(yīng)建立健全管理制度、教育制度及崗位操作規(guī)程；建立完善事故應(yīng)急救援系統(tǒng)，編制應(yīng)急救援預(yù)案并定期進(jìn)行演練。利用多種形式對(duì)員工進(jìn)行安全教育，提高員工的素質(zhì)和安全技能。