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煤化工企業(yè)生產(chǎn)過程中的泄漏管理與控制

發(fā)布時間:

2024-02-24 16:02

煤制甲醇企業(yè)主要有空分裝置、水煤漿氣化裝置、凈化裝置、甲醇裝置和熱電裝置,生產(chǎn)過程涉及有毒有害、易燃易爆、高溫高壓介質(zhì)及甲醇、液氨、液化石油氣、CO、H2、H2S、CH4等主要危險化學(xué)品,加之生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜、條件苛刻,設(shè)備、管道種類數(shù)量眾多且存在閥門、法蘭、螺紋等多種連接方式,工作人員違章操作、工藝指標(biāo)波動、設(shè)備維護(hù)不當(dāng)、管道減薄或連接失效等情況均會造成有害介質(zhì)和危險化學(xué)品泄漏,從而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。為充分認(rèn)識泄漏對煤化工企業(yè)的危害,從源頭上預(yù)防和控制泄漏,本文基于該煤制甲醇企業(yè)的生產(chǎn)實踐,對煤化工企業(yè)生產(chǎn)過程中泄漏的危害、泄漏的管理與控制兩個方面進(jìn)行了分析總結(jié),并針對當(dāng)前企業(yè)泄漏管理現(xiàn)狀,提出了加強泄漏管理的意見和建議,現(xiàn)介紹如下。

 
一、泄漏的表現(xiàn)形式和危害

 

1、泄漏的表現(xiàn)形式

 

煤制甲醇生產(chǎn)過程中的泄漏主要包括易揮發(fā)性物料的逸散性泄漏和各種物料的源設(shè)備泄漏兩種形式。逸散性泄漏主要是工藝氣(H2、CO、CO2、H2S)、N2、O2及甲醇、液氨、液化石油氣等易揮發(fā)物料從生產(chǎn)、儲存裝置的連接法蘭、閥門、機泵、壓力管道焊接處、人孔等密閉系統(tǒng)密封處發(fā)生非預(yù)期或隱蔽式泄漏,也就是平時肉眼看不見的“跑冒滴漏”。源設(shè)備泄漏主要是工藝氣(H2、CO、CO2、H2S)、高壓水蒸氣、高溫?zé)崴?、甲醇、液氨、液化石油氣等危險物料非計劃、不受控制地以潑濺、滲漏、溢出等形式從反應(yīng)器、儲罐、管道、容器、槽車及其他擁有轉(zhuǎn)移物料的設(shè)備進(jìn)入周圍空間,以無組織形式排放,設(shè)備、管道、安全儀表失效及工藝指標(biāo)波動、違章操作是造成源設(shè)備泄漏的主要原因。

2、泄漏對安全生產(chǎn)的影響和危害

 

據(jù)統(tǒng)計,化工企業(yè)因泄漏引發(fā)的事故占化工企業(yè)生產(chǎn)安全事故的60%以上。根據(jù)應(yīng)急管理部危險化學(xué)品事故警示信息,我國化工企業(yè)因泄漏造成的爆炸、火災(zāi)、中毒、窒息等事故占比較大,對職工生命安全、職業(yè)健康和企業(yè)安全發(fā)展造成了嚴(yán)重的危害和影響。

2010年7月22日,貴州宜化化工有限公司發(fā)生管道泄漏爆炸事故,造成8人死亡、3人受傷。直接原因是1#變換系統(tǒng)副線管道發(fā)生泄漏,氣體沖刷產(chǎn)生靜電,繼而引爆現(xiàn)場可燃?xì)怏w,導(dǎo)致空間爆炸。

2015年11月28日,河北省邯鄲市龍港化工有限公司發(fā)生液氨泄漏事故,造成3人死亡、4人受傷。直接原因是工人在將儲罐內(nèi)的液氨往槽車充裝的過程中,備用液氨進(jìn)料管線法蘭盲板處發(fā)生泄漏,導(dǎo)致工人中毒窒息。

2018年11月28日,河北盛華化工有限公司發(fā)生氯乙烯泄漏重大爆燃事故,造成24人死亡、21人受傷。直接原因是聚氯乙烯車間1#氯乙烯氣柜長期未按規(guī)定檢修,氯乙烯氣柜卡頓、傾斜,而后開始泄漏,并擴(kuò)散至廠外區(qū)域,遇火源發(fā)生爆燃。

2019年7月19日,河南煤氣集團(tuán)義馬氣化廠發(fā)生重大爆炸事故,造成15人死亡、16人重傷。直接原因是C套空氣分離裝置冷箱泄漏未及時處理,發(fā)生“砂爆”,進(jìn)而引發(fā)冷箱倒塌,導(dǎo)致附近500 m3液氧貯槽破裂,大量液氧迅速外泄,周圍可燃物在液氧或富氧條件下發(fā)生爆炸、燃燒。

 
二、泄漏的管理與控制

 

1、國內(nèi)外泄漏管理現(xiàn)狀

 

發(fā)達(dá)國家對化工企業(yè)的泄漏管理和控制重視程度很高,制定了一系列完整的法律、法規(guī)和檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并成立了專業(yè)化的泄漏檢測公司。美國職業(yè)安全與健康管理局(OSHA)、美國化學(xué)工藝安全中心(CCPS)、歐洲工藝安全中心(EPSC)、英國健康與安全執(zhí)行局(HSE)、美國石油學(xué)會(API)等機構(gòu)針對化工企業(yè)泄漏管理與控制,發(fā)布了《高危險性化學(xué)物質(zhì)的工藝安全管理》《煉油企業(yè)設(shè)備泄漏檢測手冊》等多項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。1983年,美國要求煉油廠實施檢測與維修(LDAR)計劃,并規(guī)定了設(shè)備、管道、閥門等的泄漏標(biāo)準(zhǔn)、檢測頻率及維修要求。1999年,歐盟建議成員煉油廠實施檢測與維修計劃,控制設(shè)備及管閥件的泄漏。國外化工企業(yè)生產(chǎn)裝置控制泄漏的措施主要包括裝置設(shè)計階段的風(fēng)險分析、工藝優(yōu)化、設(shè)備選型和運行階段的日常檢測、預(yù)警報警、處置與維修等。

國內(nèi)化工企業(yè)的泄漏管理和控制與國外相比還存在一定差距,“跑冒滴漏”現(xiàn)象普遍,泄漏檢測人員與儀器不足,泄漏引起的事故占比較大,危害嚴(yán)重。國家層面的泄漏管理標(biāo)準(zhǔn)主要由原化工部和中國石化集團(tuán)制定,法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺位或更新不及時。近年來,隨著國家對?;菲髽I(yè)安全管理的進(jìn)一步加強,相繼出臺了《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強化工企業(yè)泄漏管理的指導(dǎo)意見》(安監(jiān)總管三〔2014〕94號),為化工企業(yè)泄漏管理與控制提供了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。部分管理理念先進(jìn)的化工企業(yè)在泄漏管理與控制方面已經(jīng)取得了一定成果,如中石化安全工程研究院針對煉化行業(yè)裝置設(shè)備系統(tǒng)密封逸散性泄漏的問題,制定了《石化裝置揮發(fā)性有機化合物泄漏檢測規(guī)范》(Q/SH0546—2012)。

2、泄漏管理與控制的主要內(nèi)容

 

國內(nèi)煤化工企業(yè)可以借鑒國外化工企業(yè)提出的泄漏控制保護(hù)層管理機制(泄漏保護(hù)層示意圖見圖1),明確“零泄漏”管理目標(biāo),堅持預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理,建立健全泄漏管理制度,系統(tǒng)辨識、評估、管控泄漏安全風(fēng)險,通過運用先進(jìn)的泄漏檢測技術(shù),加強逸散性泄漏檢測維修及源設(shè)備泄漏管理,優(yōu)化并嚴(yán)格控制工藝指標(biāo),加強安全儀表系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng),全面提升泄漏管理與控制水平。

圖1 泄漏保護(hù)層示意圖

(1)泄漏風(fēng)險辨識、評估和管控

煤化工企業(yè)應(yīng)對涉及危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存、輸送、使用、處置等過程的設(shè)施、設(shè)備、管線(管道本體及連接部件)進(jìn)行泄漏風(fēng)險辨識,根據(jù)危險特性和數(shù)量編制泄漏源管理清單。對辨識出泄漏源的生產(chǎn)設(shè)施、設(shè)備、管線采用定性、定量或者兩者相結(jié)合的風(fēng)險評估辦法進(jìn)行泄漏風(fēng)險評估。根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果,對泄漏風(fēng)險進(jìn)行分級管控,可分為重大風(fēng)險、較大風(fēng)險、一般風(fēng)險、低風(fēng)險,對重大風(fēng)險和較大風(fēng)險的泄漏源應(yīng)重點監(jiān)控、加大巡查和巡檢頻次、制定泄漏專項應(yīng)急預(yù)案。該煤制甲醇企業(yè)采用矩陣風(fēng)險評價法對泄漏風(fēng)險進(jìn)行評估,矩陣風(fēng)險評價法是一種根據(jù)危險發(fā)生的可能性和傷害的嚴(yán)重程度綜合評價風(fēng)險大小的定性的風(fēng)險評估分析方法,其風(fēng)險值(R)等于危害發(fā)生可能性(L)與危害后果嚴(yán)重性(S)的乘積,風(fēng)險等級劃分見表1,并選取甲醇合成車間變換工段煤氣與預(yù)熱器的泄漏風(fēng)險管控進(jìn)行舉例說明,見表2。

(2)泄漏風(fēng)險隱患排查治理

煤化工企業(yè)應(yīng)根據(jù)泄漏風(fēng)險辨識結(jié)果,制定泄漏風(fēng)險隱患排查表,充分利用人工巡檢觀察、皂液、便攜式可燃和有毒報警器及移動式檢測儀等多種手段對企業(yè)涉及危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存、運輸?shù)脑O(shè)備、管線進(jìn)行定期巡回排查,對發(fā)現(xiàn)的各種滲漏、液滴、結(jié)塊、污跡、氣流、異味等泄漏現(xiàn)象及設(shè)備振動、聲音異常,溫度、壓力、液位、固定式報警儀異?,F(xiàn)象進(jìn)行登記,并嚴(yán)格按照資金、責(zé)任、時限、預(yù)案、措施“五落實”要求組織消除泄漏風(fēng)險隱患。

表1 風(fēng)險等級劃分

表2 變換工段煤氣與預(yù)熱器泄漏風(fēng)險管控

(3)逸散性泄漏檢測與維修

煤化工企業(yè)應(yīng)全面排查生產(chǎn)裝置易發(fā)生逸散性泄漏的連接法蘭、閥門、機泵(軸封)、壓力管道焊接處、人孔部位,建立泄漏源管理清單,按照《泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機物檢測技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 733—2014)選用先進(jìn)檢測儀器,例如便攜式FID氣體泄漏檢測儀,定期對泄漏源進(jìn)行泄漏檢測,并記錄檢測值。發(fā)現(xiàn)逸散性泄漏時,應(yīng)在泄漏部位或附近位置及時懸掛泄漏標(biāo)識牌,標(biāo)明具體泄漏位置,建立泄漏點管理清單,及時實施維修,并對維修后的部位進(jìn)行泄漏檢測驗證。

(4)源設(shè)備泄漏檢測與維修

高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備選型及預(yù)防性檢測與維修是加強源設(shè)備泄漏管理的重要手段。煤化工企業(yè)應(yīng)根據(jù)泄漏風(fēng)險評估結(jié)果制定預(yù)防性檢測計劃。檢測檢驗必須嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,檢測部位及措施主要包括:設(shè)備、管道的腐蝕、減薄,壁厚檢驗、金相檢測;設(shè)備、管道的裂紋、鼓泡、微孔檢驗;管道彎頭的沖蝕檢驗;設(shè)備、管道連接焊口位置表面是否有缺陷;監(jiān)測壓縮機、機泵等動設(shè)備的振動、溫度狀況,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸偏心;安全閥、爆破片等防超壓設(shè)施的檢驗與日常檢查。對檢驗或檢測出的設(shè)備、管道完整性達(dá)不到防止泄漏標(biāo)準(zhǔn)的,應(yīng)在設(shè)備、管道、部件的預(yù)測失效時間內(nèi)進(jìn)行預(yù)防性維修。對失效的設(shè)備必須嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行選型更換。

(5)工藝管理

煤化工生產(chǎn)過程中違規(guī)操作、工藝參數(shù)波動較大均可導(dǎo)致設(shè)備超溫、超壓、超振動、超位移、超負(fù)荷運行,進(jìn)而增加泄漏風(fēng)險。因此在化工裝置開車、正常運行及停車過程中,必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程,規(guī)范操作行為,確保系統(tǒng)平穩(wěn)運行。如煤制甲醇?xì)饣b置開車過程中,必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行氣化爐升壓,并現(xiàn)場查漏,對封頭、法蘭等部件螺栓進(jìn)行熱緊,直至系統(tǒng)平穩(wěn)運行。裝置運行過程中,必須正確執(zhí)行工藝操作規(guī)程,工藝操作的參數(shù)和步驟應(yīng)保證工藝平穩(wěn),避免產(chǎn)生較大的工藝波動,保障設(shè)備穩(wěn)定運行,各項工藝指標(biāo)不得超過控制值。緊急停車情況下,應(yīng)及時查明緊急停車原因,明確不同情況的應(yīng)對措施,防止因緊急停車造成泄漏事故的發(fā)生。

(6)儀表安全管理

化工安全儀表系統(tǒng)(SIS)包括安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)和有毒有害、可燃?xì)怏w及火災(zāi)檢測保護(hù)系統(tǒng)等,其中可靠、靈敏的有毒有害、可燃?xì)怏w報警儀(系統(tǒng))是監(jiān)測?;沸孤┑闹匾侄?。因此,煤化工企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》《工作場所有毒氣體檢測報警裝置設(shè)置規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,加強化工安全儀表系統(tǒng)基礎(chǔ)管理工作,建立健全儀表檢查、維護(hù)、使用、鑒定等臺賬,對有毒有害和可燃?xì)怏w報警儀(系統(tǒng))進(jìn)行定期檢驗和現(xiàn)場檢查維護(hù),及時分析處置各類報警信號,確保有毒有害、可燃?xì)怏w報警儀(系統(tǒng))始終處于完好、正常投用狀態(tài)。

(7)建立健全泄漏管理制度

煤化工企業(yè)應(yīng)制定?;?ldquo;零泄漏”管理工作目標(biāo),建立完善從主要負(fù)責(zé)人到崗位員工的泄漏管理責(zé)任制,建立并不斷完善泄漏檢測、報告、處理、消除等閉環(huán)管理制度,建立健全泄漏考核獎懲制度。

(8)泄漏管理培訓(xùn)和應(yīng)急處置

煤化工企業(yè)應(yīng)將泄漏管理與控制內(nèi)容列入員工安全培訓(xùn)教育專項培訓(xùn)內(nèi)容,分級、分類、分崗位有針對性地組織培訓(xùn),增強全員對泄漏風(fēng)險和危害的認(rèn)識,做到全面掌握泄漏風(fēng)險辨識管控、隱患排查治理、泄漏報告、泄漏應(yīng)急處置、儀表管理等內(nèi)容。并根據(jù)泄漏風(fēng)險辨識結(jié)果,完善生產(chǎn)安全事故應(yīng)急預(yù)案,明確泄漏事故應(yīng)急處置程序,做好應(yīng)急物資儲備,組織開展泄漏專項應(yīng)急預(yù)案和現(xiàn)場處置方案演練,認(rèn)真做好演練評估、總結(jié),切實提升泄漏應(yīng)急處置能力。

 

三、加強泄漏管理的意見和建議

 

1、煤化工企業(yè)應(yīng)牢固樹立“泄漏就是事故”的安全理念,將泄漏管理作為預(yù)防化工安全事故的重要抓手,認(rèn)真落實國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,結(jié)合生產(chǎn)實際,建立一套完整有效的泄漏管理體系,并不斷完善和嚴(yán)格落實泄漏管理制度。

2、煤化工企業(yè)應(yīng)結(jié)合已開展的安全風(fēng)險隱患排查治理工作,全面辨識、排查可能發(fā)生逸散性泄漏的連接法蘭、閥門、機泵(軸封)、壓力管道焊接處、人孔部位,以及?;穬?、容器等源設(shè)備,建立健全泄漏源管理清單,確保做到全覆蓋。

3、煤化工企業(yè)應(yīng)根據(jù)泄漏源管理清單,認(rèn)真開展泄漏風(fēng)險分級,制定科學(xué)有效的管控措施,并分級分類組織員工培訓(xùn)。根據(jù)泄漏管理制度,對泄漏管控措施落實情況進(jìn)行監(jiān)督檢查和考核。

4、煤化工企業(yè)應(yīng)通過“請進(jìn)來、走出去”的方式,學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)的泄漏管理方法,引進(jìn)先進(jìn)的泄漏檢測與維修技術(shù),不斷提升泄漏管理與控制水平。

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