煤直接液化项目易磨损泄漏着火应急处置难点与防控措施探索

王晓光

摘要：煤直接液化项目是前所未有的大型煤化工集成项目。该项目通过几次高温高压加氢反应，向掺有催化剂的煤浆中加入氢气，将煤炭中的大分子转化为小分子，再经过对煤液化产物进行加氢提质反应，生产出石脑油、柴油和液化气等产品。煤直接液化项目物料输转、反应过程含固易磨损泄漏是其与以往石油化工企业及其他煤化工行业的最大不同，这就需要探索建立一套适合煤直接液化生产特点的消防管理方法。文章根据几年来参与煤直接液化项目消防管理的经验和教训总结，从煤直接液化生产工艺装置易磨损泄漏的着火原因和应急处置难点、防控措施等几个方面进行阐述。

关键词：煤直接液化;磨损泄漏;应急处置;防控措施

一、煤直接液化装置易磨损泄漏原因分析

煤液化装置作为煤液化项目的核心部分，起着煤转化为油品的重要作用。煤液化在高温、高压、临氢条件下运行，是对大分子的煤实现加氢、裂解，获得小分子、高氢原子油品的过程。其工艺特性决定气、液、固三相流几乎贯穿整个工艺生产过程，其易发生磨损泄漏的安全隐患主要表现为：第一，煤液化装置系统庞大复杂，连接部位数量和连接方式多，所以静密封点多，泄漏发生概率相对较高。第二，整个装置从煤粉收集到油渣成型，各工段全部含有可燃介质，由于介质含固特性，个别部位压差高，介质流速快易磨损管道造成泄漏。第三，介质中含有腐蚀性物质对管道及阀门填料具有腐蚀作用，易导致腐蚀开裂发生泄漏。第四，煤液化的高溫特性决定了装置较多的热油泵，其机械密封易损坏发生介质泄漏。

二、煤直接液化项目泄漏着火应急处置难点

（一）煤化工工程主体设备、框架高大，火灾扑救困难

随着煤化工行业的迅速发展，装置结构更加复杂，大型设备、框架逐渐增多，一旦发生火灾会给消防工作带来极大的难度，严重威胁员工的生命安全并给企业财产带来巨大损失。高层框架火灾的性质与一般建筑火灾不同，火势蔓延快、人员疏散困难、火灾扑救难度较大。在无消防电梯或因电力中断导致消防电梯无法使用时，消防队员需要“全副武装”的通过楼梯冲上高层，体力消耗大、速度慢，不能及时到达着火层进行扑救，消防器材也不能随时得到补充，易延误灭火救援时间。同时，外部灭火进攻会受到限制，当前化工行业配置的高喷消防车一般最高仅能达到54m左右，如果超高设备框架发生火灾，消防员无法进行外部进攻。

（二）生产工艺高温、高压，发生火灾不易控制

煤化工行业与其他各种化工行业一样，在生产过程中设备、管道内大都处于高温、高压状态，一些催化、裂化装置内部温度达到40～500℃，压力达到2～150个大气压左右，这些高温高压装置，由于操作失误、设备损坏等原因，往往会导致爆炸燃烧，而且火势非常猛烈，火焰高达几十米至百米，火焰温度可达2000℃以上，辐射热极强，人员不能近距离灭火，给扑救造成很大困难。

（三）部分反应装置中煤粉粒度极小，发生火灾爆炸的危险性大

在备煤单元、催化剂制备单元和干式气化炉的生产设备中均有反应物料煤粉存在，煤粉粒度细小，易扩散泄漏，接触空气极易燃烧，发生粉尘爆炸的危险性极大而且容易引发连续爆炸。爆炸一旦发生，具有很强的杀伤力和破坏力，甚至造成掀顶、坍塌，机械设备损坏严重，大量人员伤亡。

（四）中间物料对设备的损伤

煤直接液化生产过程中的中间物料主要以含固液体（油煤浆）为主，在对其加工、输送过程中，对设备、管道、法兰的磨损较其他物料更为严重，跑、冒、滴、漏现象频率较高，物料从设备、管道中喷出后极易发生火灾，在火焰高温或热辐射的直接作用下，生产设备等进一步遭到破坏，会使燃烧更加猛烈，还可能引发爆炸。同时，由于煤化工行业生产工艺要求等原因，各种装置高大密集，装置之间的距离很近，容易出现立体燃烧，造成火势蔓延，不易迅速控制火势和彻底消灭火灾。

（五）生产过程中存在大量有毒、有害气体

随着化工行业的飞速发展，在生产运行过程中使用和接触到的有毒、有害物质的品种和数量也在迅速增加，而煤化工行业在其生产过程中同样存在大量的有毒、有害气体。例如，H2S、CO、NH3等，一旦发生泄漏，很难及时发现、准确判断和及时应对;而且，因其毒性强、易扩散、影响面积广，随时会威胁救援人员的生命安全。

三、消防安全防控措施

根据装置易磨损泄漏的火灾危险特点，本着“预防为主，防消结合”的原则，从物料控制、技术改造、定期检测、实时监控、增设消防设施和事故演练等多方面采取得力措施，加强管理，确保安全。

（一）危险物料全程有效安全控制

对危险物料的安全控制是防火防爆最有效的措施之一。从原料的输入加工直至产品的输出，所有可燃物料始终密闭在各类设备和管道中，在火灾重点防火部位的物料输送管道和设备均设有氮气保护系统。各个连接处采用可靠的密封措施。装置生产过程控制采用先进越限报警和连锁保护系统，确保在误操作或非正常工况下对危险物料的安全控制。出现泄漏后，发现泄漏的人员必须及时报告值班员。如果发生重大泄漏，值班员核实确认后，通知生产部门，并组织维修人员及时进行维修;如果泄漏点较大，但未对环境造成严重损害，应及时通知调度生产部，并组织维修人员进行修理;一旦发生火灾、爆炸事故，应及时通知主管部门、制造部、安全环保部;生产部或安全环保部负责人向责任经理汇报，总经理和责任经理决定是否启动应急预案;如果发生重大泄漏事件，向应急中心、环境保护、医疗服务、地方政府等联络小组报告。

（二）应用技术改造，降低磨损泄漏

通过生产运行及停工检修过程中的不断摸索与实践，对易发生磨损的管线、法兰、阀门等重要部位进行技术改造，通过降低物料输送压力、改变物料走向减少弯道、增设旁路或增加前后端安全切断阀、高压泵填料结构由原单封模式变为双封、改变原有设备材料材质、对易泄漏部位堆焊耐磨材料、外部补焊等多种方法，增强耐磨损、耐腐蚀性，解决或降低泄漏着火事故发生。此外，煤直接液化项目工作人员在工作中常常会使用机械设备交叉作业，在作业过程中容易造成物体由高处下落，对下方人员造成生命威胁。因此，在开展机械设备交叉作业之前，工作人员需检查作业区域是否存在危险点源，并选择科学合理的站位，集中注意力开展施工。同时在操纵机械设备时，需保证机械设备上方的物体放置牢固，并有相应的固定设施，禁止在交叉作业中违章作业。若在作业中出现物体高空下坠隐患，下方施工人员需要在第一时间避开可能打击的方向，同时周边人员若听到异响或危险警报，需要在第一时间撤离现场，并对遭遇打击伤害的工作人员进行抢救，报告给当地属地应急小组。

（三）定期检测与实时监控

参考历年生产检修及泄漏事故，精确统计磨损数据建立数据库，对易磨损发生泄漏频率高的部位进行定期测厚;利用红外线实时监控系统温差色带连续性原理直观显示设备厚度;利用工业电视监控系统、火焰探测设备、可燃气体浓度报警器等全方位实时监控，尽早发现泄漏事故。在处理事件过程中，由于处理事件的机会稍纵即逝，这就要求领导组在压力极大、可能性极低的情况下，必须迅速地做出准确判断和正确方案。当突发事件发生时，煤直接液化项目应充分展现自身在信息收集、更新和反应方面的优势，根据领导小组的要求，提供专门知识信息、相关法律政策规定信息等。另外，煤直接液化项目在平常运作中，应加强对于国内外突发事件及危机事件等信息的采集，并针对其处理情况等案例信息进行整理和归纳，并进行总结，以便在遇到相似突发事件时可以准确为领导组提供更为直观的先进经验。

（四）增加消防设施，强化早期处置

鉴于煤直接液化项目原料煤粉粒度极小（小于200目），极易扩散泄露和爆炸，且其有生产装置框架高大等特点，在原有消防设计基础上，对于煤粉、油煤浆易泄露扩散的装置和高大框架，做好防漏及防喷溅措施，增加反应器框架隔离平台，增设固定消防冷却系统和大量消火栓、高架消防炮、半固定消防竖管、常用移动消防器材储存箱等，用以在泄漏事故发生时及早处置，防止火灾扩散和蔓延。对消防设施进行全面的风险调查和风险评估，按照有关标准和规范，组织适当的人员来识别和评估潜在泄漏风险，总结风险分析结果、分析设备故障数据或历史泄漏数据，并通过分析电厂实际故障数据或历史泄漏数据，确定和评估潜在泄漏，并结合设备类型，根据泄漏量对泄漏进行管理，并提供具体的预防措施。如果工艺系统发生变化，应及时分析变更造成的潜在泄漏风险，并采取相应的措施。

（五）强化消防管理，有力保障安全

应用CTPM精益管理模式，采取消防設施“户籍化”“网格化”“标准化”管理，保证生产现场的消防设施器材有专人负责，并按要求进行检查、试验，坚决杜绝出现管理盲区。应用“全员消防”的管理理念，结合多种宣传模式、因岗施教培训、联合应急演练、举办“消防运动会”等新颖活动，促使全体员工提升消防“四个能力”建设。应用“科技消防”管理标准，强化专职消防队伍人才的培养及消防装备器材的更新，向先进的实操训练方法、先进的科技战术、先进的科学技术装备和器材要战斗力。多方举措构筑煤直接液化项目消防安全“防火墙”。

四、结语

煤直接液化项目平稳安全运行几年来的实践证明，依据我国现行法律法规和技术规范标准，结合煤直接液化项目的生产工艺特点，采用上述的防泄漏管控措施，是适合煤直接液化生产工艺特点的科学的、行之有效的消防管理办法。

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