煤直接液化項目易磨損泄漏著火應(yīng)急處置難點與防控措施探索

王曉光

摘要：煤直接液化項目是前所未有的大型煤化工集成項目。該項目通過幾次高溫高壓加氫反應(yīng)，向摻有催化劑的煤漿中加入氫氣，將煤炭中的大分子轉(zhuǎn)化為小分子，再經(jīng)過對煤液化產(chǎn)物進(jìn)行加氫提質(zhì)反應(yīng)，生產(chǎn)出石腦油、柴油和液化氣等產(chǎn)品。煤直接液化項目物料輸轉(zhuǎn)、反應(yīng)過程含固易磨損泄漏是其與以往石油化工企業(yè)及其他煤化工行業(yè)的最大不同，這就需要探索建立一套適合煤直接液化生產(chǎn)特點的消防管理方法。文章根據(jù)幾年來參與煤直接液化項目消防管理的經(jīng)驗和教訓(xùn)總結(jié)，從煤直接液化生產(chǎn)工藝裝置易磨損泄漏的著火原因和應(yīng)急處置難點、防控措施等幾個方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：煤直接液化;磨損泄漏;應(yīng)急處置;防控措施

一、煤直接液化裝置易磨損泄漏原因分析

煤液化裝置作為煤液化項目的核心部分，起著煤轉(zhuǎn)化為油品的重要作用。煤液化在高溫、高壓、臨氫條件下運行，是對大分子的煤實現(xiàn)加氫、裂解，獲得小分子、高氫原子油品的過程。其工藝特性決定氣、液、固三相流幾乎貫穿整個工藝生產(chǎn)過程，其易發(fā)生磨損泄漏的安全隱患主要表現(xiàn)為：第一，煤液化裝置系統(tǒng)龐大復(fù)雜，連接部位數(shù)量和連接方式多，所以靜密封點多，泄漏發(fā)生概率相對較高。第二，整個裝置從煤粉收集到油渣成型，各工段全部含有可燃介質(zhì)，由于介質(zhì)含固特性，個別部位壓差高，介質(zhì)流速快易磨損管道造成泄漏。第三，介質(zhì)中含有腐蝕性物質(zhì)對管道及閥門填料具有腐蝕作用，易導(dǎo)致腐蝕開裂發(fā)生泄漏。第四，煤液化的高溫特性決定了裝置較多的熱油泵，其機(jī)械密封易損壞發(fā)生介質(zhì)泄漏。

二、煤直接液化項目泄漏著火應(yīng)急處置難點

（一）煤化工工程主體設(shè)備、框架高大，火災(zāi)撲救困難

隨著煤化工行業(yè)的迅速發(fā)展，裝置結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，大型設(shè)備、框架逐漸增多，一旦發(fā)生火災(zāi)會給消防工作帶來極大的難度，嚴(yán)重威脅員工的生命安全并給企業(yè)財產(chǎn)帶來巨大損失。高層框架火災(zāi)的性質(zhì)與一般建筑火災(zāi)不同，火勢蔓延快、人員疏散困難、火災(zāi)撲救難度較大。在無消防電梯或因電力中斷導(dǎo)致消防電梯無法使用時，消防隊員需要“全副武裝”的通過樓梯沖上高層，體力消耗大、速度慢，不能及時到達(dá)著火層進(jìn)行撲救，消防器材也不能隨時得到補(bǔ)充，易延誤滅火救援時間。同時，外部滅火進(jìn)攻會受到限制，當(dāng)前化工行業(yè)配置的高噴消防車一般最高僅能達(dá)到54m左右，如果超高設(shè)備框架發(fā)生火災(zāi)，消防員無法進(jìn)行外部進(jìn)攻。

（二）生產(chǎn)工藝高溫、高壓，發(fā)生火災(zāi)不易控制

煤化工行業(yè)與其他各種化工行業(yè)一樣，在生產(chǎn)過程中設(shè)備、管道內(nèi)大都處于高溫、高壓狀態(tài)，一些催化、裂化裝置內(nèi)部溫度達(dá)到40～500℃，壓力達(dá)到2～150個大氣壓左右，這些高溫高壓裝置，由于操作失誤、設(shè)備損壞等原因，往往會導(dǎo)致爆炸燃燒，而且火勢非常猛烈，火焰高達(dá)幾十米至百米，火焰溫度可達(dá)2000℃以上，輻射熱極強(qiáng)，人員不能近距離滅火，給撲救造成很大困難。

（三）部分反應(yīng)裝置中煤粉粒度極小，發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險性大

在備煤單元、催化劑制備單元和干式氣化爐的生產(chǎn)設(shè)備中均有反應(yīng)物料煤粉存在，煤粉粒度細(xì)小，易擴(kuò)散泄漏，接觸空氣極易燃燒，發(fā)生粉塵爆炸的危險性極大而且容易引發(fā)連續(xù)爆炸。爆炸一旦發(fā)生，具有很強(qiáng)的殺傷力和破壞力，甚至造成掀頂、坍塌，機(jī)械設(shè)備損壞嚴(yán)重，大量人員傷亡。

（四）中間物料對設(shè)備的損傷

煤直接液化生產(chǎn)過程中的中間物料主要以含固液體（油煤漿）為主，在對其加工、輸送過程中，對設(shè)備、管道、法蘭的磨損較其他物料更為嚴(yán)重，跑、冒、滴、漏現(xiàn)象頻率較高，物料從設(shè)備、管道中噴出后極易發(fā)生火災(zāi)，在火焰高溫或熱輻射的直接作用下，生產(chǎn)設(shè)備等進(jìn)一步遭到破壞，會使燃燒更加猛烈，還可能引發(fā)爆炸。同時，由于煤化工行業(yè)生產(chǎn)工藝要求等原因，各種裝置高大密集，裝置之間的距離很近，容易出現(xiàn)立體燃燒，造成火勢蔓延，不易迅速控制火勢和徹底消滅火災(zāi)。

（五）生產(chǎn)過程中存在大量有毒、有害氣體

隨著化工行業(yè)的飛速發(fā)展，在生產(chǎn)運行過程中使用和接觸到的有毒、有害物質(zhì)的品種和數(shù)量也在迅速增加，而煤化工行業(yè)在其生產(chǎn)過程中同樣存在大量的有毒、有害氣體。例如，H2S、CO、NH3等，一旦發(fā)生泄漏，很難及時發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確判斷和及時應(yīng)對;而且，因其毒性強(qiáng)、易擴(kuò)散、影響面積廣，隨時會威脅救援人員的生命安全。

三、消防安全防控措施

根據(jù)裝置易磨損泄漏的火災(zāi)危險特點，本著“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的原則，從物料控制、技術(shù)改造、定期檢測、實時監(jiān)控、增設(shè)消防設(shè)施和事故演練等多方面采取得力措施，加強(qiáng)管理，確保安全。

（一）危險物料全程有效安全控制

對危險物料的安全控制是防火防爆最有效的措施之一。從原料的輸入加工直至產(chǎn)品的輸出，所有可燃物料始終密閉在各類設(shè)備和管道中，在火災(zāi)重點防火部位的物料輸送管道和設(shè)備均設(shè)有氮氣保護(hù)系統(tǒng)。各個連接處采用可靠的密封措施。裝置生產(chǎn)過程控制采用先進(jìn)越限報警和連鎖保護(hù)系統(tǒng)，確保在誤操作或非正常工況下對危險物料的安全控制。出現(xiàn)泄漏后，發(fā)現(xiàn)泄漏的人員必須及時報告值班員。如果發(fā)生重大泄漏，值班員核實確認(rèn)后，通知生產(chǎn)部門，并組織維修人員及時進(jìn)行維修;如果泄漏點較大，但未對環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害，應(yīng)及時通知調(diào)度生產(chǎn)部，并組織維修人員進(jìn)行修理;一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故，應(yīng)及時通知主管部門、制造部、安全環(huán)保部;生產(chǎn)部或安全環(huán)保部負(fù)責(zé)人向責(zé)任經(jīng)理匯報，總經(jīng)理和責(zé)任經(jīng)理決定是否啟動應(yīng)急預(yù)案;如果發(fā)生重大泄漏事件，向應(yīng)急中心、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療服務(wù)、地方政府等聯(lián)絡(luò)小組報告。

（二）應(yīng)用技術(shù)改造，降低磨損泄漏

通過生產(chǎn)運行及停工檢修過程中的不斷摸索與實踐，對易發(fā)生磨損的管線、法蘭、閥門等重要部位進(jìn)行技術(shù)改造，通過降低物料輸送壓力、改變物料走向減少彎道、增設(shè)旁路或增加前后端安全切斷閥、高壓泵填料結(jié)構(gòu)由原單封模式變?yōu)殡p封、改變原有設(shè)備材料材質(zhì)、對易泄漏部位堆焊耐磨材料、外部補(bǔ)焊等多種方法，增強(qiáng)耐磨損、耐腐蝕性，解決或降低泄漏著火事故發(fā)生。此外，煤直接液化項目工作人員在工作中常常會使用機(jī)械設(shè)備交叉作業(yè)，在作業(yè)過程中容易造成物體由高處下落，對下方人員造成生命威脅。因此，在開展機(jī)械設(shè)備交叉作業(yè)之前，工作人員需檢查作業(yè)區(qū)域是否存在危險點源，并選擇科學(xué)合理的站位，集中注意力開展施工。同時在操縱機(jī)械設(shè)備時，需保證機(jī)械設(shè)備上方的物體放置牢固，并有相應(yīng)的固定設(shè)施，禁止在交叉作業(yè)中違章作業(yè)。若在作業(yè)中出現(xiàn)物體高空下墜隱患，下方施工人員需要在第一時間避開可能打擊的方向，同時周邊人員若聽到異響或危險警報，需要在第一時間撤離現(xiàn)場，并對遭遇打擊傷害的工作人員進(jìn)行搶救，報告給當(dāng)?shù)貙俚貞?yīng)急小組。

（三）定期檢測與實時監(jiān)控

參考?xì)v年生產(chǎn)檢修及泄漏事故，精確統(tǒng)計磨損數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，對易磨損發(fā)生泄漏頻率高的部位進(jìn)行定期測厚;利用紅外線實時監(jiān)控系統(tǒng)溫差色帶連續(xù)性原理直觀顯示設(shè)備厚度;利用工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、火焰探測設(shè)備、可燃?xì)怏w濃度報警器等全方位實時監(jiān)控，盡早發(fā)現(xiàn)泄漏事故。在處理事件過程中，由于處理事件的機(jī)會稍縱即逝，這就要求領(lǐng)導(dǎo)組在壓力極大、可能性極低的情況下，必須迅速地做出準(zhǔn)確判斷和正確方案。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時，煤直接液化項目應(yīng)充分展現(xiàn)自身在信息收集、更新和反應(yīng)方面的優(yōu)勢，根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)小組的要求，提供專門知識信息、相關(guān)法律政策規(guī)定信息等。另外，煤直接液化項目在平常運作中，應(yīng)加強(qiáng)對于國內(nèi)外突發(fā)事件及危機(jī)事件等信息的采集，并針對其處理情況等案例信息進(jìn)行整理和歸納，并進(jìn)行總結(jié)，以便在遇到相似突發(fā)事件時可以準(zhǔn)確為領(lǐng)導(dǎo)組提供更為直觀的先進(jìn)經(jīng)驗。

（四）增加消防設(shè)施，強(qiáng)化早期處置

鑒于煤直接液化項目原料煤粉粒度極?。ㄐ∮?00目），極易擴(kuò)散泄露和爆炸，且其有生產(chǎn)裝置框架高大等特點，在原有消防設(shè)計基礎(chǔ)上，對于煤粉、油煤漿易泄露擴(kuò)散的裝置和高大框架，做好防漏及防噴濺措施，增加反應(yīng)器框架隔離平臺，增設(shè)固定消防冷卻系統(tǒng)和大量消火栓、高架消防炮、半固定消防豎管、常用移動消防器材儲存箱等，用以在泄漏事故發(fā)生時及早處置，防止火災(zāi)擴(kuò)散和蔓延。對消防設(shè)施進(jìn)行全面的風(fēng)險調(diào)查和風(fēng)險評估，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，組織適當(dāng)?shù)娜藛T來識別和評估潛在泄漏風(fēng)險，總結(jié)風(fēng)險分析結(jié)果、分析設(shè)備故障數(shù)據(jù)或歷史泄漏數(shù)據(jù)，并通過分析電廠實際故障數(shù)據(jù)或歷史泄漏數(shù)據(jù)，確定和評估潛在泄漏，并結(jié)合設(shè)備類型，根據(jù)泄漏量對泄漏進(jìn)行管理，并提供具體的預(yù)防措施。如果工藝系統(tǒng)發(fā)生變化，應(yīng)及時分析變更造成的潛在泄漏風(fēng)險，并采取相應(yīng)的措施。

（五）強(qiáng)化消防管理，有力保障安全

應(yīng)用CTPM精益管理模式，采取消防設(shè)施“戶籍化”“網(wǎng)格化”“標(biāo)準(zhǔn)化”管理，保證生產(chǎn)現(xiàn)場的消防設(shè)施器材有專人負(fù)責(zé)，并按要求進(jìn)行檢查、試驗，堅決杜絕出現(xiàn)管理盲區(qū)。應(yīng)用“全員消防”的管理理念，結(jié)合多種宣傳模式、因崗施教培訓(xùn)、聯(lián)合應(yīng)急演練、舉辦“消防運動會”等新穎活動，促使全體員工提升消防“四個能力”建設(shè)。應(yīng)用“科技消防”管理標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化專職消防隊伍人才的培養(yǎng)及消防裝備器材的更新，向先進(jìn)的實操訓(xùn)練方法、先進(jìn)的科技戰(zhàn)術(shù)、先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)裝備和器材要戰(zhàn)斗力。多方舉措構(gòu)筑煤直接液化項目消防安全“防火墻”。

四、結(jié)語

煤直接液化項目平穩(wěn)安全運行幾年來的實踐證明，依據(jù)我國現(xiàn)行法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合煤直接液化項目的生產(chǎn)工藝特點，采用上述的防泄漏管控措施，是適合煤直接液化生產(chǎn)工藝特點的科學(xué)的、行之有效的消防管理辦法。

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