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燃煤发电厂重大危险源辨识如何做

类别:煤矿安全 发布时间:2019-06-06 浏览人次:

燃煤发电厂的特点是大型设备多,运转设备多,带电设备多,压力容器多,高温高压管道多,且自动化程度高,并要使用一定量的油、氢、酸、碱、氨等危险品。本文通过梳理现行有关危险化学品、重大危险源的法律法规及国家标准,以此为基础,辨识燃煤发电厂可能存在的重大危险源,并运用本质安全管理理念,通过防止重大危险源发生事故的技术及管理措施的实施,确保燃煤发电厂中的重大危险源可控、在控。


辨识依据


1.危险品主要界定标准

危险化学品界定标准。《危险化学品目录》(2015版)、GB13690—2009《化学品分类和危险性公示通则》、GB30000.2—2013~GB30000.29—2013《《化学品分类和标签规范》。


危险品界定其他标准。GB6944—2012《危险货物分类和品名编号》、GB12268—2012《危险货物品名表》。


根据上述界定标准,燃煤发电厂所使用的氢气、轻柴油、抗燃油、液氨、硫酸、盐酸、氢氧化钠、联氨、化学试验用有毒药剂属于危险品。


2.重大危险源辨识标准


根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,燃煤发电厂可能成为重大危险源的有氢站、轻柴油油区、抗燃油油箱、液氨罐区、硫酸储罐、盐酸储罐、氢氧化钠储存区、联氨储存区、化学试验用有毒药剂储存区。同时,根据《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》(安监管协调字〔2004〕56号)规定,燃煤发电厂还可能存有这些重大危险源:锅炉、压力容器、压力管道、贮灰库等危险源。虽然根据《国家安全监管总局关于宣布失效一批安全生产文件的通知》(安监总办〔2016〕13号)中要求,《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》(安监管协调字〔2004〕56号)属于失效文件,但燃煤发电厂仍应重视锅炉、压力容器、压力管道、贮灰库等危险源的危险性,加强上述危险源的安全管理,落实安全生产主体责任。

燃煤发电厂重大危险源辨识如何做

种类和分布


燃煤发电厂化学危险品主要包括零号轻柴油、抗燃油、氢气、液氨、硫酸、盐酸、氢氧化钠、联氨、化学试验用有毒药剂等危险货物,现将以上化学危险品的特性、分布、类别、量级,以及是否构成重大危险源等予以分别表述。


1.零号轻柴油

燃煤发电厂当采用微油点火及低负荷助燃时,用油一般为零号轻柴油,见表1。

表1零号轻柴油

序号
项目内容
1特性易燃、易爆、易产生静电、易受热沸腾、易受热膨胀突溢、易蒸发
2分布油区的储油罐、厂区内柴油发电机、柴油消防泵
3类别《危险化学品目录》(2015版)中规定,柴油为编号1674的危险化学品
4量级

在采用大油枪点火设计投产的燃煤电厂,由于在启动试运过程中需要消耗较大量的轻柴油,且油区油罐设计较大,如2×600MW亚临界机组,通常设2座1500m3地上储油罐,约2500t;目前,少油点火已成为一种趋势,如1000MW级机组采用微油点火时,设2座500m3地上储油罐,约850t;燃油启动锅炉,设200m3储油罐;柴油发电机配置容量为4m3的油箱;柴油消防泵配置容量为300kg的油箱


5

是否构成

重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,易燃液体23℃≤闪点<61℃的液体临界量为5000t,上述燃煤发电厂多用轻柴油量小于5000t,不构成重大危险源

2.抗燃油

燃煤发电厂汽轮机调节系统一般采用抗燃油作为工质,见表2。

表2 抗燃油

序号
项目内容
1
特性

具有优良的抗燃性、抗氧化安定性和润滑性,含有五氧化二磷,有一定的腐蚀性和毒性

2分布汽机房内
3类别

《危险化学品目录》(2015版),五氧化二磷为编号2162的危险化学品,属于毒性物质

4量级

1000MW级机组,汽机油系统一般设有容纳900~1500L的抗燃油箱,总储油量小于1.76t

5是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,危险性属于6.1项且急性毒性为类别1的物质临界量为50t,上述燃煤电厂用抗燃油量小于50t,不构成重大危险源

3.氢气

氢气是燃煤发电厂发电机冷却剂,采用水-氢-氢发电机冷却方式的燃煤发电厂通常设置制氢或供氢站,见表3。

表3 氢气

序号项目内容
1特性

爆炸极限为4.0%~75.6%(V%),氢气属于甲类火灾危险性物质,制氢站是电厂重点防火防爆区域

2分布制氢站或储氢站;汽轮发电机厂房内氢冷系统也有氢气
3类别《危险化学品目录》(2015版),氢气是编号为1648的危险化学品
4量级

1000MW机组工程设置制氢站时,配置1套产氢量10Nm3/h的中压水电解制氢装置,并配备6台13.9m3的氢气贮存罐,储量约0.24t

5

是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,氢气属于易燃气体,临界量为5t,上述燃煤电厂用氢量小于5t,不构成重大危险源

4.液氨

液氨是燃煤电厂脱硝系统常用的脱硝剂及给水处理PH调节剂,见表4。

表4 液氨

序号项目内容
1特性液氨易挥发形成氨气,氨气是一种有刺激性臭味,有毒的腐蚀性气体
2分布给水加氨装置、加氨箱、脱硝系统氨区
3类别

当氨气在空气中的浓度达到0.5%时,人吸入5~10 min可致死,《危险化学品目录》(2015版),液氨、氨气是编号为2的危险化学品

4量级

1000MW级机组工程脱硝常使用两个液氨储槽,每个液氨储槽的存储容量约为100m3,约98t,给水处理所用液氨,储存量约2t

5

是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,氨属于毒性气体,临界量为10t,上述燃煤电厂用液氨量大于10t,已构成重大危险源

5.硫酸

燃煤发电厂通常选用浓度为98%工业浓硫酸,主要用于碱性废液的中和、离子交换树脂的再生、废水处理中的酸碱中和,以及循环冷却水加酸处理,见表5。

序号项目内容
1特性具有强烈的腐蚀性和氧化性,能与水以任意比例互溶,同时放出大量的热
2分布

循环冷却水加药酸碱储存区、凝结水精处理酸碱储存区和锅炉补给水系统酸碱储存区

3类别

依据GB 12268—2012《危险货物品名表》规定,98%的浓硫酸,危险货物编号为UN1830,

具有中等危险性的物质

4量级

按照2×1000MW级机组规模,一般配置4~6个硫酸储罐,总量约为144.8~217.1t

5

是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,工业浓硫酸不作为重大危险源

6.盐酸

主要用于碱性废液的中和、离子交换树脂的再生、废水处理中的酸碱中和。请见表6。

序号项目内容
1特性有腐蚀性,为氯化氢的水溶液,具有刺激性气味
2分布凝结水精处理酸碱储存区和锅炉补给水系统酸碱储存区
3类别

依据GB 12268—2012《危险货物品名表》规定,盐酸危险货物编号为UN1789,

具有中等危险性的物质

4量级

按照2×1000MW级机组规模,一般配置2~4个盐酸储罐,总量约为47.6~95.2t

5

是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,工业盐酸不作为重大危险源

7.氢氧化钠

主要用于酸性废液的中和、离子交换树脂的再生、废水处理过程中的酸碱中和,见表7。

序号项目内容
1特性

具有高腐蚀性,易溶于水并形成碱性溶液,有潮解性,易吸取空气中的水蒸气

2分布储存在凝结水精处理酸碱区和锅炉补给水系统酸碱区
3类别

依据《危险化学品名录》(2015版)规定,氢氧化钠为编号1669的危险化学品

4量级

按照2×1000MW级机组规模,一般配置2~4个碱储罐,总量约为41.6~83.2t

5

是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,工业氢氧化钠不作为重大危险源

8.联氨

联氨是锅炉加药系统常设投加药品,见表8。

序号项目内容
1特性有淡氨味,具有强碱性和吸湿性,具有高度危险性的物质
2分布与其他化学加药系统布置在主厂房区域
3类别根据《化学品标签和分类规范》,其为类别3的毒性物质
4量级

按照2×1000MW级机组规模,一般配置2个储罐,单体容积一般不超过3m3,

储存总量约为4.95t

5

是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,联氨作为毒性物质

临界量为50t,不构成重大危险源

9.化学试验用有毒药剂

化学试验用有毒药剂主要有:氯化汞、硫氰酸汞、汞标液、硫酸汞、硝酸汞、碘化汞、酒石酸锑钾、乙酸铅、四氯化碳、甲醛、苯胺、硫酸铜等,见表9。

序号项目内容
1特性

例如:氯化汞,俗称升汞,是实验室常用试剂。白色晶体、颗粒或粉末;

熔点276℃,沸点302℃,密度5.44g/cm3(25℃);有剧毒;溶于水、醇、

醚和乙酸;易升华,会引起汞中毒

2分布

储存在危险化学品库内,有的电厂是危险化学品专柜,用于定点储存化验

用的危险化学品。一般与化验室布置在一起

3类别毒性大小不一
4量级只用于试验室化验,量均比较少
5

是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,上述试验用有毒药剂

因使用量较小,不构成重大危险源

10.透平油

透平油作为汽轮机润滑油,广泛被使用于汽轮机润滑系统,见表10。

序号项目内容
1特性透平油的闪点一般高于150℃,属可燃物品
2分布汽机房内及仓库内
3类别根据《危险化学品目录》(2015版),透平油不属于危险化学品
4量级1000MW级机组汽轮机油的保有量,以32号透平油为例,约为65t
5

是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,透平油属

于非危险化学品,不构成重大危险源

11.变压器油

变压器冷却绝缘油是厂内大型变压器和室外布置中小型变压器冷却用油,同时也是绝缘油,见表11。

表11 变压器油

序号项目内容
1特性

外观透明,无杂质或悬浮物;闪点(闭杯)≥135℃;酸值≤0.03mgKOH/g,

不属于易燃液体

2分布

电厂内一般大型变压器,如超过100kV的均采用油冷却,布置在室外的中

小型变压器一般采用干式变压器,布置在室内的通常采用油冷却变压器

3类别根据《危险化学品目录》(2015版),变压器油不属于危险化学品
4量级1000MW级机组,主变压器的绝缘油的量约为200t左右
5

是否构成重大危险源

根据GB18218—2014《危险化学品重大危险源辨识》,变压器油属于非

危险化学品,不构成重大危险源

通过以上分析,燃煤发电厂存在的重大危险源仅有液氨罐区,以上有些危险化学品储存区虽储量上未达到重大危险源临界量,但仍存在较大危险性,如氢站、氢气储存区、点火轻柴油罐区等,燃煤发电厂管理者应将这类危险品视为重大危险源来加强管理。


技术措施


1.消除危险源


消除系统中的危险源可从根本上防止事故发生。但系统安全的一个重要观点是,人们不可能彻底消除所有危险源,只能有选择地消除几种特定危险源。一般来说,当某种危险源的危险性较高时,应首先考虑能否采取措施消除它,可选择适当的生产工艺、技术、设备,合理的设计、结构形式或合适的原材料来彻底消除某种危险源。例如,燃煤发电厂用等离子点火取代轻柴油点火方式、锅炉脱硝还原剂用尿素取代液氨、部分容量发电机组用空气取代氢气作为冷却介质。对于所用煤质适宜的燃煤发电厂,可通过采用等离子点火启动方式取消轻柴油点火方式,其点火机理:依靠等离子发生器发射的高温等离子体射流,直接点燃一次风煤粉,实现冷风点火。目前,等离子点火及稳燃技术已成功应用于贫煤、烟煤、褐煤锅炉。


同时,随着燃煤发电厂锅炉烟气排放的指标控制越加严格,锅炉烟气脱硝技术已在国内燃煤发电厂全面实施。由于受到安全、地域等因素限制,尿素热解和水解制氨技术逐渐受到青睐,并成为一种主流技术路线。燃煤发电厂脱硝工艺、还原剂,可用尿素热解和水解制氨技术替代液氨脱硝,这样可消除液氨灌区重大危险源。


2.限制能量或危险物质


受实际技术、经济条件的限制,有些危险源不能被彻底根除,此时应设法限制危险源的能量或危险物质的量,降低其危险性。


例如,对于大型燃煤发电厂,尤其是600MW及以上容量的机组,双水内冷工艺、空气冷工艺在此类大型发电机组上的应用还不成熟,传统的水-氢-氢发电及冷却技术依然是主流,氢气危险源无法被彻底消除,但可通过在线电解水制氢-质子膜交换技术替代传统KOH法电解水生产氢气技术,这样就可减少氢气的使用量或取消制氢站、贮氢罐的设置。


对于采用传统大油枪点火的燃煤发电厂,可通过技术改造,采用微油点火技术,这样可以大大降低燃油使用量。对于新建燃煤发电厂,若不适用等离子点火,则可考虑微油点火,这样就可极大减少燃油存储及使用量。


对于给水处理使用联氨,可考虑改变机组给水处理方式,如实施给水加氧工艺,大幅降低联氨使用量,减少联氨储存量。


3.隔离

隔离是一种常用的控制能量或危险物质的安全技术措施,其既可用于防止事故发生,也可用于避免或减少事故损失。预防事故发生的隔离措施有分离和屏蔽,前者是指时间或空间上的分离,防止一旦相遇则可能产生或释放能量或危险物质的物质相遇;后者是利用物理的屏蔽措施局限、约束能量或危险物质。


例如,燃煤发电厂在油区、氢罐区、液氨区,对于火种的管控以及安装静电释放装置,就是把燃烧3要素(可燃物、助燃物和着火源)中的一种要素与其余要素隔离开,防止发生爆炸、火灾;燃煤发电厂油区油罐上的检修作业,要求必须将相邻存油罐体采取可靠的隔离措施隔离开,方可允许动火作业;燃煤发电厂在油区、氢罐区、液氨区采用进出人员登记制度,严格控制无关人员进入危险区域。


4.工程技术

在系统、设备的一部分发生故障或破坏的情况下,在一定时间内也能保证安全的安全技术措施称为故障—安全设计。一般来说,通过精心技术设计,使得系统、设备发生故障时处于低能量状态,防止能量意外释放。如燃煤发电厂锅炉所采用MFT(MainFuelTrip主燃料跳闸)保护,当锅炉本体运行异常时或机组重要辅机运行异常且达到一定限值时,MFT保护启动并切断锅炉燃料,防止炉膛发生爆炸,确保锅炉安全;燃煤发电厂压力容器上普遍安装安全阀,当压力容器故障或人为原因导致压力容器压力超限时,可以通过安全阀释放压力,避免压力容器超压爆炸,造成更大破坏。


5.减少故障和失误


燃煤发电厂汽包炉的汽包水位、炉膛压力等重要测点,多用于自动调节及联锁保护,为使测点取样更具代表性,同时避免单一测点故障使自动及保护逻辑发生误动,多采用多测点冗余配置,并通过控制系统逻辑运算得出选择输出值,以用于相应的自动调节及联锁保护。


目前,一些燃煤发电厂采用智能工作票和操作票两票管理系统取代传统的工作票和操作票两票,充分运用先进信息技术来规避人的失误,如二维码KKS标志牌,作业人员可通过手机或PAD上的扫描功能核对KKS标志牌,防止走错间隔,造成误操作。


管理措施


燃煤发电厂重大危险源控制管理是一项系统工程,主要任务是对重大危险源的普查辨识登记、检测评估,以及实施监控防范,对有缺陷和存在事故隐患的重大危险源实施治理。针对燃煤发电厂的管理措施,笔者提出以下建议:普查辨识,做好重大危险源登记建档工作;建立健全本单位重大危险源安全管理规章制度,落实危险源安全管理和监控责任,制定重大危险源安全管理与监控的实施方案;保证重大危险源安全管理与监控所必需的资金投入;对从业人员进行安全教育和技术培训,使其掌握本岗位的安全操作技能和紧急情况下应当采取的应急措施;对重大危险安全状况进行定期检查,并建立重大危险源安全管理档案;对存在事故隐患和缺陷的危险源认真进行整改,不能立即整改的,必须采取切实可行的安全措施,防止事故发生;生产经营单位应将危险源可能发生事故的应急措施信息告知相关单位和人员;制定重大危险源应急救援预案,落实应急救援预案的各项措施,每年进行一次事故应急救援演练;当重大危险源的生产过程、材料、工艺、设备、防护措施和环境等因素发生重大变化,或国家有关法规、标准发生变化时,企业应当对重大危险源重新进行安全评估;贯彻执行国家、地区、行业的技术标准,推动技术进步,不断改进管理手段,提高监控管理水平及重大危险源的安全稳定性。


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