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鍋爐車(chē)間燃燒爆炸危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

攀鋼熱電廠(chǎng)運(yùn)用火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)鍋爐車(chē)間燃燒爆炸危險(xiǎn)性進(jìn)行,確定可能引起事故發(fā)生或使事故擴(kuò)大的設(shè)備,客觀(guān)地量化鍋爐車(chē)間潛在的燃燒爆炸的危險(xiǎn)性,向管理部門(mén)通報(bào)并提出相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策和措施,確保了熱電廠(chǎng)的安全運(yùn)作。
評(píng)價(jià)方法
   火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法是對(duì)工藝裝置及所含物科的潛在火災(zāi)爆炸和反應(yīng)性危險(xiǎn)按逐步推算的方法進(jìn)行客觀(guān)的評(píng)價(jià)。該法主要用于評(píng)價(jià)儲(chǔ)存、處理、生產(chǎn)易燃、可燃、活性物質(zhì)的操作過(guò)程。熱電廠(chǎng)鍋爐車(chē)間危險(xiǎn)介質(zhì)主要有煤粉、煤氣、柴油和高壓蒸汽,易發(fā)生火災(zāi)、爆炸,因此采用火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法(DOW7版)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
評(píng)價(jià)程序及內(nèi)容
  依照火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)程序圖進(jìn)行:
  ◇確定評(píng)價(jià)單元;
  ◇求取評(píng)價(jià)單元的物質(zhì)系數(shù);
  ◇按單元的工藝條件,計(jì)算危險(xiǎn)系數(shù);
  ◇根據(jù)評(píng)價(jià)單元的物質(zhì)系數(shù)和危險(xiǎn)系數(shù),求取火災(zāi)爆炸指數(shù);
  ◇根據(jù)火災(zāi)爆炸指數(shù)和影響區(qū)域?qū)﹀仩t車(chē)間危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià),并提出安全措施。
 
評(píng)價(jià)單元的劃分
  評(píng)價(jià)單元原則上是指工藝裝置的任一主要單元,但一般的倉(cāng)庫(kù)、儲(chǔ)油罐等也可劃分為評(píng)價(jià)單元。因此,熱電廠(chǎng)鍋爐車(chē)間可以劃分為14個(gè)單元:一期儲(chǔ)油罐、制粉系統(tǒng)、煤氣管道及1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)鍋爐(4×75T/h),二期儲(chǔ)油罐、制粉系統(tǒng)、煤氣管道及5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)鍋爐(4×130T/h)。
物質(zhì)系數(shù)的確定
  物質(zhì)系數(shù)MF是最基礎(chǔ)的數(shù)值,它由物質(zhì)的可然性Nf和化學(xué)活潑性(不穩(wěn)定性)Nr,確定。對(duì)于混合物質(zhì),原則上取最大的物質(zhì)系數(shù)作為該混合物的物質(zhì)系數(shù)。
  (1)儲(chǔ)油罐單元:一期、二期儲(chǔ)油罐儲(chǔ)存的物質(zhì)為柴油,其物質(zhì)系數(shù)由《物質(zhì)系數(shù)特性表》查得為10。
  (2)制粉系統(tǒng)單元:一期、二期制粉系統(tǒng)主要為鍋爐提供煤粉,根據(jù)DOW7版確定物質(zhì)系數(shù)的方法,危險(xiǎn)介質(zhì)為煤粉,其物質(zhì)系數(shù)查得為21,由于混入熱風(fēng)的溫度為340℃,高于60℃,按要求進(jìn)行溫度修正,修正后的物質(zhì)系數(shù)為24。
  (3)煤氣管道單元:一期、二期煤氣管道都有高爐煤氣管道和焦?fàn)t煤氣管道,危險(xiǎn)物為高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣,高爐、焦?fàn)t煤氣成份主要有CO、CH4、H 2、N2、CO2,從火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)角度主要考慮CO、CH4、H2三種物質(zhì),查物質(zhì)系數(shù)均為21,煤氣設(shè)計(jì)溫度為35℃,不必進(jìn)行溫度修正。
  (4)鍋爐單元:一期、二期共8臺(tái)鍋爐,主要考慮爐膛燃燒爆炸,爐膛的危險(xiǎn)物質(zhì)有高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、煤粉和氧氣,根據(jù)DOW7版確定物質(zhì)系數(shù)的方法,物質(zhì)系數(shù)取為21,由于爐膛燃燒溫度為700℃~980℃,按要求進(jìn)行溫度修正后鍋爐爐膛的混合物物質(zhì)系數(shù)仍取為21。
  將鍋爐車(chē)間14個(gè)評(píng)價(jià)單元的物質(zhì)系數(shù)填入表2中。
評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)系數(shù)的確定
  確定評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)系數(shù)的數(shù)值F3,首先要確定一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1和特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2,然后將二者相乘即F3=F1×F2。
  F3的正常值范圍為1~8,如果F3大于8.0時(shí),仍按8.0計(jì)。
火災(zāi)爆炸指數(shù)(F&EI)的計(jì)算
  火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)被用來(lái)估計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中的事故可能造成的破壞,根據(jù)易燃物泄漏并點(diǎn)燃后引起的火災(zāi)或燃料混合物爆炸的破壞情況分為以下四類(lèi):
  (1)沖擊波或燃爆;
  (2)初始泄漏引起的火災(zāi)暴露;
  (3)容器爆炸引起的對(duì)管道與設(shè)備的撞擊;
  (4)引起二次事故。
  隨著評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)系數(shù)和物質(zhì)系數(shù)的增大,二次事故變得愈加嚴(yán)重。
  火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F&EI)系評(píng)價(jià)單元的物質(zhì)系數(shù)和危險(xiǎn)系數(shù)的乘積,即F&EI=MF×F3。
  F&EI值與危險(xiǎn)等級(jí)表使人們對(duì)火災(zāi)爆炸的嚴(yán)重程度有一個(gè)相對(duì)的認(rèn)識(shí),見(jiàn)表1。

表1   F&EI與危險(xiǎn)等級(jí)表

F&EI
危險(xiǎn)等級(jí)
1~60
最輕
61~96
較輕
97~127
中等
128~158
很大
159
非常大


安全措施補(bǔ)償系數(shù)
  鍋爐車(chē)間的設(shè)計(jì)、運(yùn)行過(guò)程中考慮了工藝控制(C1)、物質(zhì)隔離(C2,)和防火設(shè)施(C3、)三類(lèi)安全措施,其中工藝控制(C1,)包括緊急動(dòng)力源、冷卻、抑爆裝置、緊急聯(lián)鎖停車(chē)裝置、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、惰性氣體保護(hù)、操作規(guī)程/程序、化學(xué)活潑性物質(zhì)的評(píng)價(jià)、其他工藝危險(xiǎn)分析。物質(zhì)隔離(C2,)包括遠(yuǎn)距離控制閥、備用泄料、排放系統(tǒng)、聯(lián)鎖;防火設(shè)施(C3、)包括泄漏檢測(cè)裝置、鋼結(jié)構(gòu)、消防水系統(tǒng)、特殊系統(tǒng)灑水系統(tǒng)、水幕、泡沫裝置、手提式滅火器/水槍、電纜保護(hù)。根據(jù)DOW7版要求,將C=C1×C2×C3作為安全措施補(bǔ)償系數(shù)列入表2中。

評(píng)價(jià)單元
主要物質(zhì)
MF
F1
F2
F3
F&EI
C
H
R/Sm/m2
一期儲(chǔ)
油罐
 
柴油
10
2.45
3.20
7.84
78.40
.094
0.28
20/1256
二期儲(chǔ)
油罐
 
柴油
10
2.20
3.15
6.93
69.30
0.96
0.26
18/1017
一期制
粉系統(tǒng)
 
煤粉
24
2.00
2.50
5.00
120.0
0.62
0.79
31/3018
二期制
粉系統(tǒng)
 
煤粉
24
2.10
2.30
4083
15.92
0.65
0.78
30/2826
一期煤
氣管道
CH4、CO、H2
21
2.45
2.60
6.37
133.77
0.90
0.80
34/3630
二期煤
氣管道
CH4、COH2
21
2.40
2.60
6.24
131.04
0.92
0.80
34/3630
1號(hào)鍋爐
CH4、CO、H2
21
2.45
3.15
7.72
162.12
0.36
0.82
42/5539
2號(hào)鍋爐
CH4、CO、H2
21
2.55
3.20
8.00
168.0
0.38
0.83
43/5806
3號(hào)鍋爐
CH4、CO、H2
21
2.50
3.10
7.75
162.75
0.36
0.82
42/5539
4號(hào)鍋爐
CH4、CO、H2
21
2.50
3.30
8.00
168.0
0.40
0.83
43/5806
5號(hào)鍋爐
CH4CO、H2
21
2.62
3.25
8.00
168.0
0.32
0.83
43/5806
6號(hào)鍋爐
CH4、CO、H2
21
2.40
3.20
7.68
161.28
0.30
0.82
41/5278
7號(hào)鍋爐
CH4、CO、H2
21
2.70
3.30
8.00
168.0
0.34
0.83
43/5806
8號(hào)鍋爐
CH4、COH2
21
2.55
3.20
8.00
168.0
0.31
0.83
43/5806

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
評(píng)價(jià)單元危害系數(shù)的確定
  危害系數(shù)代表了單元中物料泄漏或反應(yīng)能量釋放所引起的火災(zāi)、爆炸事故的綜合效應(yīng)。
  它是由評(píng)價(jià)單元的物質(zhì)系數(shù)和單元危險(xiǎn)系數(shù)確定的。根據(jù)DOW7版要求,分別將各單元的危害系數(shù)填入表2中。為了簡(jiǎn)化表格,用字母H表示評(píng)價(jià)單元危害系數(shù)。
暴露區(qū)域的計(jì)算
  按DOW7版計(jì)算法,評(píng)價(jià)單元內(nèi)發(fā)生火災(zāi)和爆炸時(shí)可能影響的區(qū)域半徑和面積采用如下計(jì)算公式:暴露區(qū)域半徑R=F&EI×0.84×0.3048(m),暴露區(qū)域面積S=∏×R2 (m2),將計(jì)算結(jié)果分別列入表2中。
評(píng)價(jià)結(jié)果
  從表2可以看出,在評(píng)價(jià)的14個(gè)危險(xiǎn)單元中:
  (1)一期、二期儲(chǔ)油罐的F&EI值在61~97之間,危險(xiǎn)等級(jí)屬于“較輕”的第二級(jí),但儲(chǔ)油罐儲(chǔ)存的油用于鍋爐車(chē)間的輸油系統(tǒng),一旦發(fā)生事故,不但會(huì)造成人員傷亡,而且直接影響鍋爐車(chē)間的生產(chǎn),發(fā)生事故影響面較大,經(jīng)濟(jì)損失是嚴(yán)重的。
  (2)一期、二期制粉系統(tǒng)的F&EI值在97~127之間,危險(xiǎn)等級(jí)屬于“中等”的第三級(jí),但制粉系統(tǒng)在廠(chǎng)房?jī)?nèi),數(shù)控設(shè)各較多,一旦發(fā)生事故,經(jīng)濟(jì)損失是慘重,其后果比較嚴(yán)重。
  (3)一期、二期煤氣管道的F&EI值在128~158之間,危險(xiǎn)等級(jí)屬于“很大”的第四級(jí),但煤氣管道沿廠(chǎng)區(qū)架設(shè),一旦發(fā)生事故,事故影響的區(qū)域都波及整個(gè)廠(chǎng)區(qū),其后果是嚴(yán)重的,而且煤氣管道與公司其他單位連接,直接影響公司主體廠(chǎng)礦的生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)損失是慘重的。
  (4)一期、二期8臺(tái)鍋爐的F&EI值均大于159,危險(xiǎn)等級(jí)屬于“非常大”的第五級(jí),一旦發(fā)生事故,事故影響的區(qū)域?qū)⒉罢麄€(gè)廠(chǎng)區(qū),其后果是災(zāi)難性的,而且任一臺(tái)鍋爐發(fā)生爆炸事故都可能引發(fā)其他鍋爐爆炸,加重這種災(zāi)難后果。由于工藝危險(xiǎn)系數(shù)F3取值范圍為1~8,超過(guò)8的數(shù)值只取8,具有一定的局限性,使二期鍋爐測(cè)算的火災(zāi)、爆炸指數(shù)與一期鍋爐沒(méi)有質(zhì)的區(qū)別,實(shí)際上二期鍋爐(130T/h)發(fā)生事故的潛在危害性和影響區(qū)域遠(yuǎn)大于一期鍋爐(75T/h)的潛在危害性。
  (5)熱電廠(chǎng)“三高四易”的生產(chǎn)特性,表明一旦發(fā)生事故,會(huì)導(dǎo)致連鎖反應(yīng),由點(diǎn)引發(fā)面,使后果變得更加嚴(yán)重,為此,只有將重點(diǎn)危險(xiǎn)源進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控,方能防微杜漸,將事故消滅在萌芽狀態(tài)之中。
防范措施
  熱電廠(chǎng)鍋爐車(chē)間應(yīng)用火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法對(duì)車(chē)間進(jìn)行評(píng)價(jià)后,可以看出車(chē)間潛在的燃燒、爆炸危險(xiǎn)性相當(dāng)大,為了確保熱電廠(chǎng)的安全生產(chǎn),確保該公司的安全運(yùn)作,特提出如下防范措施:
  (1)完善儲(chǔ)油罐接地線(xiàn)及避雷裝置,防止因雷電、靜電發(fā)生火災(zāi)。
  (2)應(yīng)密閉制粉系統(tǒng),防止粉塵外泄,磨煤機(jī)、給粉機(jī)應(yīng)潤(rùn)滑運(yùn)行,防止產(chǎn)生靜電火花,設(shè)置防爆門(mén),煤粉倉(cāng)混入熱風(fēng)時(shí),必須在工況內(nèi)運(yùn)行,避免在煤粉爆炸極限范圍內(nèi)作業(yè),以免發(fā)生爆炸。
  (3)保證氮?dú)饧皦嚎s空氣正常使用壓力,確保在煤氣使用過(guò)程中發(fā)生異常時(shí)能自動(dòng)有效地切斷煤氣,防止煤氣爆炸。
  (4)鍋爐系統(tǒng)增加煤氣報(bào)警裝置及煙氣探測(cè)器,遇有火險(xiǎn)緊急情況能自動(dòng)報(bào)警并動(dòng)作。
  (5)運(yùn)用超聲波等先進(jìn)技術(shù),對(duì)壓力容器管道如煤氣管道和汽包等進(jìn)行定期探傷,發(fā)現(xiàn)隱患,立即處理。
  (6)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有安全設(shè)施及裝置的維護(hù)檢查,確保安全設(shè)施及裝置的可靠性,在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)能有效地發(fā)揮其作用。
  (7)充分運(yùn)用現(xiàn)代安全科學(xué)技術(shù),尤其是危險(xiǎn)辨識(shí)技術(shù),對(duì)重大危險(xiǎn)源如鍋爐、煤氣管道、煤粉倉(cāng)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控,以便于微觀(guān)管理控制。
  (8)嚴(yán)格按公司安全管理處和熱電廠(chǎng)的安全管理標(biāo)準(zhǔn),在班組大力推行KYT活動(dòng),完善安全標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),便班組安全工作不斷創(chuàng)新。
  (9)大力開(kāi)展事故演練,加強(qiáng)職工對(duì)突發(fā)事故處理的應(yīng)變能力。
  (10)完善安全檢查內(nèi)容,抓好設(shè)備、設(shè)施及環(huán)境缺陷的改造。根據(jù)危險(xiǎn)源的分級(jí)管理原則,落實(shí)車(chē)間、班組的安全職責(zé),對(duì)危險(xiǎn)隱患分級(jí)整改,做到鍋爐車(chē)間的本質(zhì)安全化。
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