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锅炉车间燃烧爆炸危险性评价
2008年05月21日
攀钢热电厂运用火灾爆炸危险指数评价法对锅炉车间燃烧爆炸危险性进行评价，确定可能引起事故发生或使事故扩大的设备，客观地量化锅炉车间潜在的燃烧爆炸的危险性，向管理部门通报并提出相应的预防对策和措施，确保了热电厂的安全运作。
评价方法
火灾爆炸危险指数评价法是对工艺装置及所含物料的潜在火灾和反应性危险按逐步推算的方法进行客观的评价。该法主要用于评价储存、处理、生产易燃、可燃、活性物质的操作过程。热电厂锅炉车间危险介质主要有煤粉、煤气、柴油和高压蒸汽，易发生火灾、爆炸，因此采用火灾爆炸危险指数评价法（DOW7版）进行评价。
火灾爆炸危险指数评价程度
评价程序及内容
依照火灾爆炸危险指评价程序图进行：
◇ 确定评价单元；
◇ 求取评价单元的物质系数；
◇ 按单元的工艺条件，计算危险系；
◇ 根据评价单元的物质系数和危险系数，求取火灾爆炸指数；
◇ 根据火灾爆炸指数和影响区域对锅炉车间危险性进行评价，并提出安全措施。
评价单元的划分
评价单元原则上是指工艺装置的任一主要单元，但一般的仓库、储油罐等也可划分为评价单元。因此，热电厂锅炉车间可以划分为14个单元：一期储油罐、制粉系统、煤气管道及1号、2号、3号、4号锅炉（4×72T/h），二期储油罐、制粉系统、煤气管道及5号、6号、7号、8号锅炉（4×130 T/h）。
物质系数的确定
物质系数MF是最基础的数值，它由物质的可燃性Nf和化学活泼性（不稳定性）Nf确定。对于混合物质，原则上取最大的物质系数作为该混合物的物质系数。
（1） 储油罐单元：一期、二期储油罐存的物质为柴油，其物质系数由《物质系数特性表》查得为10。
（2） 制粉系统单元：一期、二期制粉系统主要为锅炉提供煤粉，根据DOW7版确定物质系数的方法，危险介质为煤粉，其物质系数查得为21，由于混入热风的温度为340℃，高于60℃，按要求进行温度修正，修正后的物质系数为24。
（3） 煤气管道单元：一期、二期煤气管道都有高炉煤气管道和焦炉煤气管道，危险物质为高炉煤气和焦炉煤气，高炉、焦炉煤气成分主要有CO、CH4、H2、N2、CO2，从火灾爆炸指数评价角度主要考虑CO、CH4、H2 三种物质，查物质系数均为21，煤气设计温度为35℃，不必进行温度修正。
（4） 锅炉单元：一期、二期共8台锅炉，主要考虑炉膛燃烧爆炸，炉膛的危险物质有高炉煤气、焦炉煤气、煤粉和氧气，根据DOW7版确定物质系数的方法，物质系数取为21，由于炉膛燃烧温度为700℃～980℃，按要求进行温度修正后锅炉炉膛的混合物物质系数仍取为21。
将锅炉车间14个评价单元的物质系数填入表2中。
评价单元危险系数的确定
确定评价单元危险系数的数值F3，首先要确定一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2，然后将二者相乘即F3＝F1×F2。
F3的正常值范围为1～8，如果F3大于8.0时，仍按8.0计。
火灾爆炸指数（F&E1）的计算
火灾爆炸危险指数被用来估计生产过程中的事故可能造成的破坏，根据易燃物泄漏并点燃后引起的火灾或燃料混合物爆炸的破坏情况分为以下四类：
（1） 冲击波或燃爆；
（2） 初始泄漏引起的火灾暴露；
（3） 容器爆炸引起的对管道与设备的撞击；
（4） 引起二次事故。
随着评价单元危险系数和物质系数的增大，二次事故变得愈加严重。
火灾爆炸危险指数（F&E1）系评价单元的物质系数和危险系数的乘积，即F&E1＝MF×F3。
F&E1值与危险等级表使人们对火灾爆炸的严重程度有一个相对的认识，见表1。
安全措施补偿系数
表1 F&E1与危险等级表
见表
锅炉车间的设计、运行过程中考虑了工艺控制（C1）、物质隔离（C2）和防火设施（C3）三类安全措施，其中工艺控制（C1）包括紧急动力源、冷却、抑爆装置、紧急联锁停车装置、计算机控制系统、惰性气体保护、操作规程/程序、化学活泼性物质的评价、其他工艺危险分析。物质隔离（C2）包括远距离控制阀、备用泄料、排放系统、联锁；防火设施（C3）包括泄漏检测装置、钢结构、消防水系统、特殊系统洒水系统、水幕、泡沫装置、手提式灭火器/水枪、电缆保护。根据DOW7版要求，将C＝C1×C2×C3作为安全措施补偿系数列入表2中。
评价单元危害系数的确定
危害系数代表了单元中物料泄漏或反应能量释放所引起的火灾、爆炸事矿的综合效应。
它是由评价单元的物质系数和单元危险系数确定的。根据DOW7版要求，分别将各单元的危害系数填入表2中。为了简化表格，用字母H表示评价单元危害系数。
暴露区域的计算
按DOW7版计算法，评价单元内发生火灾和爆炸时可能影响的区域半径和面积采用哪下计算公式：暴露区域半径R=F&E1×0.84×0.3048（m），暴露区域面积S＝Π×R2（m2），将计算结果分别列入表2中。
见表
评价结果
从表2可以看出，在评价的14个危险单元中：
（1）一期、二期储油罐的F&E1值在61～97之间，危险等级属于“较轻”的第二级，但储油罐储存的油用于锅炉车间的输油系统，一旦发生事故，不但会造成人员伤亡，而且直接影响锅炉车间的生产，发生事故影响面较大，经济损失是严重的。
（2）一期、二期制粉系统的F&E1值在97～127之间，危险等级属于“中等”的第三级，但制粉系统在厂房内，数控设备较多，一旦发生事故，经济损失是惨重，其后果比较严重。
（3）一期、二期煤气管道的F&E1值在128～158之间，危险等级属于“很大”的第四级，但煤气管道沿厂区架设，一旦发生事故，事故影响的区域都波及整个厂区，其后果是严重的，而且煤气管道与公司其他单元连接，直接影响公司主体厂矿的生产，经济损失是惨重的。
（4）一期、二期8台锅炉的F&E1值的均大于159，危险等级属于“非常大”的第五级，一旦发生事故，事故影响的区域将波及整个厂区，其后果是灾难性的，而且任一台锅炉发生爆炸事故都可能引发其他锅炉爆炸，加重这种灾难后果。由于工艺危险系数F3取值范围为1～8，超过的数值只取8，具有一定的局限性，使二期锅炉测算的火灾、爆炸指数与一期锅炉没有质的区别，实际上二期锅炉（130T/h）发生事故的潜在危害性和影响区域远大于一期锅炉（75T/h）的潜在危害性。
（5）热电厂“三高四易”的生产特性，表明一旦发生事矿，会导致连锁反应，由点引发面，使后果变得更加严重，为此，只有将重点危险源进行严密监控，方能防微杜渐，将事故消灭在萌芽状态之中。
防范措施
热电厂锅炉车间应用火灾爆炸危险指数法对车间进行评价后，可以看出车间潜在的燃烧、爆炸危险性相当大，为了确保热电厂的安全生产，确保该公司的安全生产，确保该公的安全运作，特提出如下防范措施：
（1） 完善储油罐接地线及避雷装置，防止因雷电、静电发生火灾。
（2） 应密闭制粉系统，防止粉尘外泄，磨煤机、给粉机应润滑运行，防止产生静电火花，设置防爆门，煤粉仓混入热风时，必须在工况内运行，避免在煤粉爆炸极限范围内作业，以免发生爆炸。
（3） 保证氮气及压缩空气正常使用压力，确保在煤气使用过程中发生异常时能自动有效地切断煤气，防止煤气爆炸。
（4） 锅炉系统增加煤气报警装置烟气探测器。遇有紧急情况能自动报警并动作。
（5） 运用超声波等先进技术，对压力容器管道如煤气管道和汽包等进行定期探伤，发现隐患，立即处理。
（6） 加强对现有安全设施及装置的维护检查，确保安全设施及装置的可靠性，在发生险情时能有效地发挥其作用。
（7） 充分运用现代安全科学技术，尤其是危险辨识技术，对重大危险源如锅炉、煤气管道、煤粉仓进行重点监控，以便于微观管理控制。
（8） 严格按公司安全管理处和热电厂的安全管理标准，在班组大力推行KYT活动，完善完全标准化作业，便班组安全工作不断创新。
（9） 完善安全检查内容，抓好设备、设施及环境缺陷的改造。根据危险源的分管理原则，落实车间、班组的安全职责，对危险隐患分级整改，做到锅炉车间的本质安全化。