煤直接液化項目易磨損泄漏著火應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，向摻有催化劑的煤漿中加入氫氣，將煤炭中的大分子轉化為小分子，再經過對煤液化產物進行加氫提質反應，生產出石腦油、柴油和液化氣等產品。煤直接液化項目物料輸轉、反應過程含固易磨損泄漏是其與以往石油化工企業及其他煤化工行業的最大不同，這就需要探索建立一套適合煤直接液化生產特點的消防管理方法。文章根據幾年來參與煤直接液化項目消防管理的經驗和教訓總結，從煤直接液化生產工藝裝置易磨損泄漏的著火原因和應急處置難點、防控措施等幾個方面進行闡述。

關鍵詞：煤直接液化;磨損泄漏;應急處置;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過程，其易發生磨損泄漏的安全隱患主要表現為：第一，煤液化裝置系統龐大復雜，連接部位數量和連接方式多，所以靜密封點多，泄漏發生概率相對較高。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，由于介質含固特性，個別部位壓差高，介質流速快易磨損管道造成泄漏。第三，介質中含有腐蝕性物質對管道及閥門填料具有腐蝕作用，易導致腐蝕開裂發生泄漏。第四，煤液化的高溫特性決定了裝置較多的熱油泵，其機械密封易損壞發生介質泄漏。

二、煤直接液化項目泄漏著火應急處置難點

（一）煤化工工程主體設備、框架高大，火災撲救困難

隨著煤化工行業的迅速發展，裝置結構更加復雜，大型設備、框架逐漸增多，一旦發生火災會給消防工作帶來極大的難度，嚴重威脅員工的生命安全并給企業財產帶來巨大損失。高層框架火災的性質與一般建筑火災不同，火勢蔓延快、人員疏散困難、火災撲救難度較大。在無消防電梯或因電力中斷導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，不能及時到達著火層進行撲救，消防器材也不能隨時得到補充，易延誤滅火救援時間。同時，外部滅火進攻會受到限制，當前化工行業配置的高噴消防車一般最高僅能達到54m左右，如果超高設備框架發生火災，消防員無法進行外部進攻。

（二）生產工藝高溫、高壓，發生火災不易控制

煤化工行業與其他各種化工行業一樣，在生產過程中設備、管道內大都處于高溫、高壓狀態，一些催化、裂化裝置內部溫度達到40～500℃，壓力達到2～150個大氣壓左右，這些高溫高壓裝置，由于操作失誤、設備損壞等原因，往往會導致爆炸燃燒，而且火勢非常猛烈，火焰高達幾十米至百米，火焰溫度可達2000℃以上，輻射熱極強，人員不能近距離滅火，給撲救造成很大困難。

（三）部分反應裝置中煤粉粒度極小，發生火災爆炸的危險性大

在備煤單元、催化劑制備單元和干式氣化爐的生產設備中均有反應物料煤粉存在，煤粉粒度細小，易擴散泄漏，接觸空氣極易燃燒，發生粉塵爆炸的危險性極大而且容易引發連續爆炸。爆炸一旦發生，具有很強的殺傷力和破壞力，甚至造成掀頂、坍塌，機械設備損壞嚴重，大量人員傷亡。

（四）中間物料對設備的損傷

煤直接液化生產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，對設備、管道、法蘭的磨損較其他物料更為嚴重，跑、冒、滴、漏現象頻率較高，物料從設備、管道中噴出后極易發生火災，在火焰高溫或熱輻射的直接作用下，生產設備等進一步遭到破壞，會使燃燒更加猛烈，還可能引發爆炸。同時，由于煤化工行業生產工藝要求等原因，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。

（五）生產過程中存在大量有毒、有害氣體

隨著化工行業的飛速發展，在生產運行過程中使用和接觸到的有毒、有害物質的品種和數量也在迅速增加，而煤化工行業在其生產過程中同樣存在大量的有毒、有害氣體。例如，H2S、CO、NH3等，一旦發生泄漏，很難及時發現、準確判斷和及時應對;而且，因其毒性強、易擴散、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

根據裝置易磨損泄漏的火災危險特點，本著“預防為主，防消結合”的原則，從物料控制、技術改造、定期檢測、實時監控、增設消防設施和事故演練等多方面采取得力措施，加強管理，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品的輸出，所有可燃物料始終密閉在各類設備和管道中，在火災重點防火部位的物料輸送管道和設備均設有氮氣保護系統。各個連接處采用可靠的密封措施。裝置生產過程控制采用先進越限報警和連鎖保護系統，確保在誤操作或非正常工況下對危險物料的安全控制。出現泄漏后，發現泄漏的人員必須及時報告值班員。如果發生重大泄漏，值班員核實確認后，通知生產部門，并組織維修人員及時進行維修;如果泄漏點較大，但未對環境造成嚴重損害，應及時通知調度生產部，并組織維修人員進行修理;一旦發生火災、爆炸事故，應及時通知主管部門、制造部、安全環保部;生產部或安全環保部負責人向責任經理匯報，總經理和責任經理決定是否啟動應急預案;如果發生重大泄漏事件，向應急中心、環境保護、醫療服務、地方政府等聯絡小組報告。

（二）應用技術改造，降低磨損泄漏

通過生產運行及停工檢修過程中的不斷摸索與實踐，對易發生磨損的管線、法蘭、閥門等重要部位進行技術改造，通過降低物料輸送壓力、改變物料走向減少彎道、增設旁路或增加前后端安全切斷閥、高壓泵填料結構由原單封模式變為雙封、改變原有設備材料材質、對易泄漏部位堆焊耐磨材料、外部補焊等多種方法，增強耐磨損、耐腐蝕性，解決或降低泄漏著火事故發生。此外，煤直接液化項目工作人員在工作中常常會使用機械設備交叉作業，在作業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，在開展機械設備交叉作業之前，工作人員需檢查作業區域是否存在危險點源，并選擇科學合理的站位，集中注意力開展施工。同時在操縱機械設備時，需保證機械設備上方的物體放置牢固，并有相應的固定設施，禁止在交叉作業中違章作業。若在作業中出現物體高空下墜隱患，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場，并對遭遇打擊傷害的工作人員進行搶救，報告給當地屬地應急小組。

（三）定期檢測與實時監控

參考歷年生產檢修及泄漏事故，精確統計磨損數據建立數據庫，對易磨損發生泄漏頻率高的部位進行定期測厚;利用紅外線實時監控系統溫差色帶連續性原理直觀顯示設備厚度;利用工業電視監控系統、火焰探測設備、可燃氣體濃度報警器等全方位實時監控，盡早發現泄漏事故。在處理事件過程中，由于處理事件的機會稍縱即逝，這就要求領導組在壓力極大、可能性極低的情況下，必須迅速地做出準確判斷和正確方案。當突發事件發生時，煤直接液化項目應充分展現自身在信息收集、更新和反應方面的優勢，根據領導小組的要求，提供專門知識信息、相關法律政策規定信息等。另外，煤直接液化項目在平常運作中，應加強對于國內外突發事件及危機事件等信息的采集，并針對其處理情況等案例信息進行整理和歸納，并進行總結，以便在遇到相似突發事件時可以準確為領導組提供更為直觀的先進經驗。

（四）增加消防設施，強化早期處置

鑒于煤直接液化項目原料煤粉粒度極?。ㄐ∮?00目），極易擴散泄露和爆炸，且其有生產裝置框架高大等特點，在原有消防設計基礎上，對于煤粉、油煤漿易泄露擴散的裝置和高大框架，做好防漏及防噴濺措施，增加反應器框架隔離平臺，增設固定消防冷卻系統和大量消火栓、高架消防炮、半固定消防豎管、常用移動消防器材儲存箱等，用以在泄漏事故發生時及早處置，防止火災擴散和蔓延。對消防設施進行全面的風險調查和風險評估，按照有關標準和規范，組織適當的人員來識別和評估潛在泄漏風險，總結風險分析結果、分析設備故障數據或歷史泄漏數據，并通過分析電廠實際故障數據或歷史泄漏數據，確定和評估潛在泄漏，并結合設備類型，根據泄漏量對泄漏進行管理，并提供具體的預防措施。如果工藝系統發生變化，應及時分析變更造成的潛在泄漏風險，并采取相應的措施。

（五）強化消防管理，有力保障安全

應用CTPM精益管理模式，采取消防設施“戶籍化”“網格化”“標準化”管理，保證生產現場的消防設施器材有專人負責，并按要求進行檢查、試驗，堅決杜絕出現管理盲區。應用“全員消防”的管理理念，結合多種宣傳模式、因崗施教培訓、聯合應急演練、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。應用“科技消防”管理標準，強化專職消防隊伍人才的培養及消防裝備器材的更新，向先進的實操訓練方法、先進的科技戰術、先進的科學技術裝備和器材要戰斗力。多方舉措構筑煤直接液化項目消防安全“防火墻”。

四、結語

煤直接液化項目平穩安全運行幾年來的實踐證明，依據我國現行法律法規和技術規范標準，結合煤直接液化項目的生產工藝特點，采用上述的防泄漏管控措施，是適合煤直接液化生產工藝特點的科學的、行之有效的消防管理辦法。

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