陶 明，岳佳全，王琰科

(西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710054)

0 引言

隨著我國對燃煤機組污染物排放標(biāo)準日益嚴苛，在不斷提高脫硫系統(tǒng)污染物脫除效率的同時，系統(tǒng)的投運率也必須得到保證。脫硫系統(tǒng)防腐的可靠性對濕法脫硫系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行至關(guān)重要，所以防腐也被稱為濕法脫硫的生命工程。

我國濕法脫硫吸收塔、煙道等設(shè)備的防腐材料主要采用價格低廉、施工簡單、維護方便的玻璃鱗片襯里涂料。由于防腐襯里涂料的易燃、易揮發(fā)特性，防腐施工又涉及到受限空間作業(yè)和交叉施工作業(yè)等一系列安全問題；如果對防腐施工管控不當(dāng)，極易發(fā)生火災(zāi)事故。自濕法脫硫在我國火電廠普遍應(yīng)用以來，每年均有多起脫硫系統(tǒng)火災(zāi)事故，既造成了重大經(jīng)濟損失，又延誤了改造工期，影響了機組的正常投運。

1 燃燒與火災(zāi)

燃燒俗稱“著火”，是可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和發(fā)煙現(xiàn)象。只有具備了可燃物、點火源、氧化劑這3個必要條件，燃燒才能夠發(fā)生。燃燒并不意味著火災(zāi)，只有當(dāng)燃燒在時間和空間失去控制，并且造成財產(chǎn)損失、人身傷亡或環(huán)境破壞時，才構(gòu)成火災(zāi)。根據(jù)危險源理論，影響火災(zāi)擴大蔓延的因素可歸為3類火災(zāi)危險源，這3類火災(zāi)危險源的共同作用使火災(zāi)擴大、蔓延，構(gòu)成災(zāi)害后果。

(1) I類火災(zāi)危險源。事故的本質(zhì)是能量的意外釋放，因此，能量或危險物質(zhì)在火災(zāi)中占有非常重要的位置，成為I類火災(zāi)危險源，如易燃物質(zhì)等。

(2) II類火災(zāi)危險源。對易燃物質(zhì)所產(chǎn)生的能量起控制作用的措施發(fā)生失效的因素，如消防器材失效等。

(3) III類火災(zāi)危險源。由于消防安全策略及其組織失誤等造成消防安全系統(tǒng)失衡的不安全因素，包括安全制度不健全、消防設(shè)施管理維護不當(dāng)和人員技能欠缺，以及消防救援力量薄弱及指揮失誤等因素。

通過對各類火災(zāi)事故的分析，火災(zāi)事故通常有如下4個特點。

(1) 因果性。火災(zāi)事故是具有相互聯(lián)系的多種因素共同作用的結(jié)果，可歸納為人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、安全管理的缺陷及對意外事件的處理不當(dāng)?shù)榷鄠€原因。

(2) 隨機性?；馂?zāi)事故的發(fā)生具有隨機性，即火災(zāi)事故是一種偶然的、隨機的事件。

(3) 潛伏性。火災(zāi)事故尚未發(fā)生或尚未造成后果的時候似乎一切都處于正常和平靜的狀態(tài)。但是只要火災(zāi)隱患沒有消除，事故就存在發(fā)生的可能。火災(zāi)事故發(fā)生的時間、地點、造成的損失都是不明確、難以預(yù)測的，存在潛伏性。

(4) 可預(yù)防性。發(fā)生火災(zāi)事故的場所是人造系統(tǒng)，這為預(yù)防火災(zāi)事故提供了基本前提，所以，火災(zāi)事故從理論上和客觀上講都是可預(yù)防的。其次，火災(zāi)事故的發(fā)生和發(fā)展是有規(guī)律的，只要按照科學(xué)的方法和嚴謹?shù)膽B(tài)度進行分析并積極做好有關(guān)預(yù)防工作，火災(zāi)事故也是能避免的。

脫硫系統(tǒng)的火災(zāi)事故也完全符合上述理論，以下結(jié)合上述理論，分析脫硫系統(tǒng)火災(zāi)的原因，提出防火安全管理工作的建議。

2 脫硫系統(tǒng)中主要易燃物

脫硫系統(tǒng)吸收塔及煙道的防腐襯里是以乙烯基酯樹脂材料為主，再加入30 %片徑不等的玻璃鱗片以及其他功能性助劑等制得的。根據(jù)國家對常用危險化學(xué)品的分類，乙烯基酯樹脂(vinyl ester resins)屬于易燃液體中的類別2——高度易燃液體和蒸汽(閃點小于23 ℃和初沸點大于35 ℃)，其危險特性主要是具有毒性并揮發(fā)刺激性氣味，遇到明火、高熱能引起燃燒爆炸。由于其揮發(fā)的蒸汽相對空氣重(蒸汽相對密度約3.0)，所以揮發(fā)氣體向低處擴散，在達到一定濃度時，如遇火源將著火爆炸(爆炸極限為2.6 %—13.4 %)。

脫硫系統(tǒng)吸收塔內(nèi)的噴淋層以及除霧器均采用非金屬材質(zhì)。噴淋層主要采用玻璃鋼，玻璃鋼學(xué)名為纖維增強塑料，其基體材料為不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂(類似于防腐襯里主要材料乙烯基酯)，增強材料可采用玻璃纖維布、玻璃纖維表面氈、玻璃纖維短切氈。其中纖維布和表面氈的單位質(zhì)量為30—50 g/m2，短切氈的單位質(zhì)量為300—600 g/m2。除霧器主要采用聚丙烯材質(zhì)(PP)，為了提高材料的耐熱性和結(jié)構(gòu)強度，需要添加約30 %的滑石粉、玻璃纖維等增強性材料。聚丙烯為半透明無毒無味的蠟狀固體，易燃且火焰無煙，燃燒時有燒滴現(xiàn)象，密度約0.90—0.91 g/cm3，熱分解溫度310—365 ℃，熔點為164—170 ℃。

通過對火電廠濕法脫硫系統(tǒng)塔內(nèi)核心設(shè)備——噴淋層與除霧器主要材質(zhì)進行分析，得出其均為樹脂或塑料制品。此類材料具有化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、耐沖擊、易成型且加工成本低的特性，但同時也有耐熱性差、易變形、易燃燒的缺點。其一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢難以控制，所以在設(shè)備安裝、檢修期間必須采取有效的防火措施，以確保施工安全。

3 火災(zāi)原因分析及防火安全管理重要性

火電廠脫硫系統(tǒng)改造和檢修過程中，構(gòu)成燃燒的3個要素較為充分，其中防腐材料和主要塔內(nèi)件材料均為易燃物質(zhì)；點火源表現(xiàn)形式有火焰、火星、高熱物體、電火花等，這些在施工過程中也普遍存在；脫硫吸收塔受煙囪自拔力影響，易形成一定的抽吸效果，使得空氣供給較為充裕，一旦燃燒，則塔內(nèi)充足的易燃物和氧氣供應(yīng)，會使得火災(zāi)蔓延，難以控制。

從火災(zāi)事故原因的3個層次分析，本質(zhì)原因是吸收塔內(nèi)部有大量易燃的樹脂類化學(xué)物品，這些物質(zhì)在一定條件下可以釋放出大量熱能和化學(xué)能，從而造成人員傷亡和財產(chǎn)損失?；馂?zāi)事故的直接原因是生產(chǎn)作業(yè)中產(chǎn)生點火源，同時在3類火災(zāi)危險源的共同作用下蔓延成災(zāi)?；馂?zāi)事故的間接原因則是防火安全管理的缺失。

從近年來的脫硫吸收塔火災(zāi)事故分析可以看出，火災(zāi)基本發(fā)生在吸收塔改造的前期準備和后期收尾階段，而在防腐施工過程中卻很少有火災(zāi)發(fā)生。說明在防腐施工中，各項安全管理工作落實較好，對點火源的管控嚴格，而在其他施工階段，安全管理出現(xiàn)漏洞或者由于趕工而對防火安全存在僥幸心理。由此也可以看出，只要在施工各個階段重視防火安全管理工作，落實各項防火安全措施，脫硫系統(tǒng)的火災(zāi)事故是可以預(yù)防和避免的。管理工作的重點應(yīng)放在如下3個方面：

(1) 加強施工各階段點火源的控制和防止燃燒蔓延各項措施落實工作；

(2) 防火管理工作應(yīng)從改造或檢修施工開始至結(jié)束，不應(yīng)局限于防腐施工期間；

(3) 在設(shè)計、施工階段就應(yīng)該重視防火及消防設(shè)施相關(guān)工作，這些設(shè)施應(yīng)先于工程施工并具備投運能力，例如：吸收塔各層消防水、脫硫系統(tǒng)隔離擋板、各層平臺及逃生通道等。

4 脫硫系統(tǒng)施工防火安全措施

從上述分析中可以看出，防火安全管理的首要工作就是各項安全措施的明確和落實，脫硫系統(tǒng)防火安全措施使得該項工作有章可循。依據(jù)有關(guān)單位的防火安全管理經(jīng)驗和國家相關(guān)安全管理標(biāo)準，總結(jié)出火電廠脫硫系統(tǒng)在檢修、技改施工各個階段防火安全工作的一些通用措施。

4.1 脫硫系統(tǒng)施工防火安全基本要求

(1) 防腐作業(yè)期間，防腐區(qū)域周邊10 m范圍內(nèi)及其上下空間嚴禁一切動火作業(yè)，只允許進行防腐施工。

(2) 非防腐作業(yè)期間，吸收塔、煙道等防腐區(qū)域是一級動火區(qū)，所有動火作業(yè)須按一級動火級別管理。

(3) 新建、改造、檢修環(huán)保設(shè)施過程中應(yīng)在煙囪入口煙道加裝凈煙氣隔離板，隔絕環(huán)保設(shè)施發(fā)生

火災(zāi)時對煙囪產(chǎn)生影響。

4.2 防腐施工期間防火要求

(1) 防腐區(qū)域周邊10 m處應(yīng)設(shè)置圍擋，在隔離防護墻四周懸掛“防腐施工，嚴禁煙火”等明顯的警告標(biāo)識牌。設(shè)置唯一出入口，24 h門崗，人員進出須登記，并佩戴防腐作業(yè)區(qū)域通行證，交出火種和關(guān)閉無線通訊設(shè)備。施工人員不準穿釘有鐵掌的鞋和容易產(chǎn)生靜電火花的化纖服裝。

(2) 防腐區(qū)域安裝攝像頭，保持不間斷監(jiān)控，專人負責(zé)監(jiān)視。

(3) 消防水管應(yīng)鋪設(shè)至防腐作業(yè)面，就近設(shè)置手動開關(guān)，保證水壓正常，能夠及時投用。每個防腐作業(yè)面放置足夠的滅火器，按作業(yè)人員配置足夠的消防水桶（壺）、濕拖把等便攜式消防器具。

(4) 吸收塔和煙道內(nèi)部防腐施工時，應(yīng)保留2個以上的出入人孔門，并保持通道的暢通。在吸收塔人孔門或管口設(shè)置防爆型軸流通風(fēng)機，滿足塔內(nèi)通風(fēng)需要。

(5) 防腐作業(yè)時應(yīng)設(shè)專職安全監(jiān)督人員，但不得參與作業(yè)。禁止在吸收塔和煙道內(nèi)部進行配料、攪拌作業(yè)。

(6) 在對防腐層進行局部(吸收塔、煙道內(nèi)壁，底板，支撐梁等)修補時，禁止在周邊10 m范圍內(nèi)及其上下空間動火。

(7) 防腐作業(yè)需要采取加熱措施時，可采用水暖盤管加熱，禁止采用明火直接加熱。

(8) 材料按照每天施工所需量運至防腐區(qū)域，每日施工結(jié)束后應(yīng)將空桶及余料運至專用庫房存放，材料禁止過夜存放在防腐區(qū)域內(nèi)。

(9) 施工器具(刮板、毛輥、泥桶等)每日施工結(jié)束后清洗干凈，集中存放在防腐區(qū)域內(nèi)。無法清洗使用的器具應(yīng)及時清出防腐區(qū)域，并對施工區(qū)域進行清理。

4.3 非防腐施工期間防火要求

(1) 防腐區(qū)域內(nèi)所有動火作業(yè)均應(yīng)辦理一級動火票。動火只能單點作業(yè)，禁止多點同時作業(yè)。

(2) 吸收塔動火前，底部須做好全面防護措施或在底部注入一定高度的水。

(3) 動火作業(yè)前，應(yīng)測定現(xiàn)場可燃氣體濃度滿足動火要求；動火過程中每隔2 h測定1次，當(dāng)發(fā)現(xiàn)濃度不合格或異常升高時應(yīng)立即停止動火，在未查明原因或排除險情前不得重新動火。

(4) 在吸收塔及煙道等處進行外壁動火作業(yè)前，將動火點周圍400 mm內(nèi)的鱗片清理干凈。在動火作業(yè)過程中，應(yīng)采取降溫和防止火星飛濺等措施。焊割作業(yè)應(yīng)采取間歇性工作方式，防止持續(xù)高溫傳熱損壞或引燃周邊防腐材料。

(5) 吸收塔動火作業(yè)過程中，動火作業(yè)區(qū)域、吸收塔底部應(yīng)各有1名監(jiān)護人。其他部位動火作業(yè)過程中，應(yīng)有專人監(jiān)護。外壁動火作業(yè)時，內(nèi)部監(jiān)護人員應(yīng)正確判斷外壁動火點對應(yīng)的內(nèi)壁位置，并隨時監(jiān)測內(nèi)部對應(yīng)部位的狀況。監(jiān)護人應(yīng)始終在現(xiàn)場，如發(fā)現(xiàn)火情則立即滅火并停止工作。

(6) 除霧器附近區(qū)域動火作業(yè)前，應(yīng)拆除作業(yè)點周圍局部除霧器片，禁止將除霧器上鋪設(shè)防火布作為隔離措施。

(7) 檢查確認除霧器沖洗水系統(tǒng)及水源可靠、備用。除霧器沖洗水管道動火作業(yè)前，應(yīng)隔離局部系統(tǒng)，保留其余除霧器沖洗水系統(tǒng)備用。

(8) 動火作業(yè)時，必須采取可靠的隔離措施，如關(guān)閉相通、相鄰設(shè)備的煙氣擋板、管道隔絕閥門和封堵管口等，防止火種引燃防腐層、除霧器以及落入相通的防腐煙(管)道內(nèi)，引起火災(zāi)。禁止在相通、相連的設(shè)備內(nèi)進行防腐作業(yè)。若需對與吸收塔相通的可拆卸管道進行動火作業(yè)，必須將其拆下搬到安全地方進行；拆卸管道螺栓禁止采用電焊、氣割方式進行。

(9) 動火期間應(yīng)隨時檢查施工區(qū)域易燃雜物，并及時清理。動火作業(yè)結(jié)束后，檢查施工區(qū)域，排除隱患，并在現(xiàn)場留守2 h以上，防止發(fā)生火險。

4.4 材料的存儲與施工用電防火要求

(1) 防腐材料應(yīng)存放在遠離施工區(qū)域(防腐區(qū)域50 m以外)的專用倉庫內(nèi)，分類存放，專人看管，并按照《危險化學(xué)品安全管理條例》(國務(wù)院令591號)的要求，建立完善嚴格的管理制度，落實防火措施。

(2) 存放原材料之間保持安全距離，標(biāo)識明顯，配置足夠滅火器，在倉庫周邊10 m范圍內(nèi)嚴禁動火。設(shè)置“嚴禁煙火”標(biāo)志。

(3) 倉庫照明、開關(guān)等電器設(shè)施采用防爆型。

(4) 所有電氣設(shè)備均應(yīng)選用防爆型，安裝漏電保護器，電源線使用軟橡膠電纜，不能有接頭。

(5) 施工用臨時電氣開關(guān)、電源箱等設(shè)置在吸收塔、煙道外，標(biāo)識明顯。臨時電源在防腐施工結(jié)束后，應(yīng)立即拆除。

(6) 防腐區(qū)域內(nèi)部照明應(yīng)使用不超過12 V的防爆型行燈，燈具距離內(nèi)部防腐涂層及除霧器1 m以上。行燈變壓器可靠接地，并放置在塔外且不易被觸碰的地方。施工人員在切斷電源后方可離開。

(7) 電焊機接地線應(yīng)設(shè)置在防腐區(qū)域外并禁止接在防腐設(shè)備及管道上。

5 結(jié)論

通過對脫硫系統(tǒng)所涉及的易燃物特性、火災(zāi)原因以及安全防火措施的分析，得出以下結(jié)論。

(1) 脫硫系統(tǒng)中存在大量易燃設(shè)備及材料，且發(fā)生火災(zāi)后火勢大、蔓延快、不易撲救，所造成的損失也嚴重。在各施工階段的安全管理中，應(yīng)將防火安全管理作為重點工作，施工各方均須高度重視。

(2) 只要嚴格執(zhí)行并落實各項防火安全管理措施，脫硫系統(tǒng)的火災(zāi)是完全可以預(yù)防和避免的。

(3) 脫硫系統(tǒng)改造工作是按步驟執(zhí)行的，不具備突擊趕工的工作特性，在進行改造或檢修前，應(yīng)制定合理的工期，避免在施工中任意壓縮工期，倉促中導(dǎo)致安全管理工作不到位，造成火災(zāi)事故發(fā)生。

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