氫冷發電機內部檢出CO氣體原因分析

趙金城

（銅山華潤電力有限公司，江蘇徐州 221000）

0 前言

銅山華潤電力有限公司編號5#，6#的2臺百萬容量機組，分別于2010年6月和7月建成投產，鍋爐為上海鍋爐廠生產的SG-3044/27.46-M53X，采用超超臨界單爐膛塔式直流爐、一次中間再熱、四角切圓燃燒。汽機為超超臨界凝汽式汽輪機，型號為上汽廠生產的N1000-26.25/600/600。發電機為上海電氣集團股份有限公司生產的THDF 125/67,額定功率1000 MW，該發電機為水氫冷卻方式，即定子繞組水內冷，轉子繞組和定子主出線氫內冷，定子鐵芯軸向氫氣冷卻。發電機內部檢修前采用CO2惰性氣體先置換為H2，壓縮空氣再置換CO2的氣體置換方式。

1 事件經過

2017年2月25日至3月17日，銅山華潤電力有限公司6#機組正在開展C級檢修工作，按照本次電氣檢修計劃，需要檢查發電機內部端部定子線圈綁扎和螺絲固定情況，檢修人員提交《6#發電機、勵磁機內部檢修》受限空間工作票，計劃安排人員進入發電機內部開展檢查工作。運行人員按照受限空間工作票辦理要求進行了氣體檢測工作，使用英國GMI公司生產的PS200四合一氣體檢測儀在發電機和勵磁機之間打開的人口門處測量到O2含量21%（合格），H2含量為0（合格），CO含量26×10-6（不合格，按照GBZ 2［1］.1—2007《工作場所有害因素職業接觸限值 第一部分 化學有害因素》中CO短時間容許質量濃度＜30 mg/m3，對應氣體濃度為 ＜24×10-6）。運行人員終止了《6#發電機、勵磁機內部檢修》受限空間工作票的辦理工作，又另換了國產深圳雷鵬科技有限公司生產的PN-M4四合一氣體檢測儀重新進行了測量，CO含量仍為26×10-6。運行許可人通知檢修負責人對發電機內部進行通風換氣，第二天24 h后重新檢測CO含量為0，發電機內部檢修工作得以正常安全開展。

2 原因分析

2.1 直接原因

為進一步查找氫冷發電機內部出現CO的根本原因，電廠運行、檢修和安全專業人員展開了原因排查分析。首先，兩種不同廠家生產的四合一氣體檢測儀都在校驗合格有效期內，通過詢問第三方儀器校驗廠家（徐州市計量檢定測試中心）都是使用標準CO樣氣瓶進行校驗，校驗過程符合國家計量儀器校驗標準，排除了氣體檢測儀故障誤報的可能。其次，安排不同的運行人員進行測量，排除了檢測人員誤讀的可能。第三，CO主要是碳的不完全燃燒引起的氣體副產物，發電機內部未出現燃燒和冒煙著火的情況，排除了不完全燃燒產生的CO氣體。

排除以上原因后，運行人員將目標重點放在了發電機氣體置換用的CO2氣瓶上，通過對備用CO2氣瓶放氣進行試驗，檢測出CO2氣瓶中含有CO氣體（最高CO氣體濃度測量出的氣體濃度為150×10-6）。最終判斷發電機內部出現的CO氣體來自于置換發電機氫氣的CO2氣瓶中。

經過進一步分析CO氣體平均分子量為28,和空氣的平均分子量29相近，都遠低于CO2氣體平均分子量44,所以壓縮空氣置換CO2時無法同時將CO從發電機內部置換出來。

2.2 間接原因

事后通過聯系CO2氣瓶供應商，查閱了國內CO2氣瓶的生產工藝、采購、運輸相關資料，了解到國內存在著通過采集天然CO2氣田的方法生產CO2氣瓶的工藝，這種不經過CO2氣體提純的生產工藝具有雜質多，安全隱患大等突出問題，已被國外發達國家所摒棄。

發電廠在采購CO2氣體的技術合同上，只對CO2氣體的濃度進行了要求，對CO等危險性大的可燃、窒息性氣體認知不足，沒有在合同上明確規定。加之發電廠招投標中低價中標的因素在內，CO2氣瓶入廠時不加以抽檢，造成大量含有CO雜質的不合格CO2氣瓶流入了發電廠內。

3 問題

3.1 氫冷發電機受限空間氣體檢測標準需完善

傳統的火力發電廠氫冷發電機內部進人檢修一般從火災防爆角度考慮，只檢測H2和O2濃度含量是否合格，對于CO氣體檢測一般不做要求。隨著火電廠危險源識別能力和安健環工作標準的提高，傳統的氣體檢測要求已不適應現場安全工作的要求，類似氫冷發電機受限空間工作票的氣體檢測標準和管理要求在企業工作票管理標準中需要進一步完善明確。

參考GBZ 2［1］.1—2007《工作場所有害因素職業接觸限值第1部分 化學有害因素》，受限空間檢修前的CO氣體短時間容許質量濃度應＜30 mg/m3，對應檢測儀器的氣體濃度應＜24×10-6。參考GB 50493—2009《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》中附錄B《常用有毒氣體、蒸汽特性》，一氧化碳的短時間接觸容許質量濃度（Permissible concentration-Short Term Exposure Limit，PC-STEL）也是相同的標準，要求＜30 mg/m3。

3.2 CO2氣瓶采購合同和入廠檢測管理標準需提高

CO具有可燃性，為無色、無臭、無刺激性的氣體，與人體血紅蛋白結合后使得血紅蛋白無法再與氧結合,最后因供氧不足導致人窒息而死。在受限空間工作面出現的CO氣體隱蔽性強，危害性大，重點要從源頭上進行管控。

企業在采購CO2氣瓶的技術合同中缺乏氣體安全技術標準要求，缺乏CO2氣瓶入廠檢測規定和檢測痕跡，一旦發生人身傷亡，企業安全管理責任無法推脫。

4 防范措施

（1）修訂和完善企業CO2氣瓶的采購技術合同，明確CO2雜質含量標準，明確CO2氣瓶入廠前氣體檢測管理要求，從源頭上杜絕不合格CO2氣瓶入廠。

（2）嚴格遵守國家安全生產監督管理總局2014年9月發布的《有限空間安全作業五條規定》，對于受限空間檢修作業做到“先通風、再檢測、后作業”，修訂和完善企業受限工作票執行和使用管理規定。

（3）企業內部應加強對員工受限空間工作執行中的危險源辨識培訓，現場配置符合國家標準要求的氣體檢測儀并進行使用培訓，定期由有資質的第三方檢測單位對檢測儀進行校驗，滿足氣體檢測儀使用要求。

5 結束語

受限空間作業涉及的領域廣，行業多，作業環境復雜，危險有害因素多，容易發生安全事故，造成嚴重后果；而且作業人員遇險時施救難度大，盲目施救或救援方法不當，又容易造成傷亡擴大。根據國家安全監管總局統計，2001—2009年8月我國在受限空間中作業，因中毒、窒息一次導致死亡3人及以上的事故為668起，死亡人數共2699人，每年平均死亡人數達300多人。作為火電企業受限空間檢修作業量多面廣，檢修工作前一定要做好危險有害因素的安全評估，制定有效可行的技術安全措施，按照國家安全標準做好危害氣體的檢測工作，受限空間作業進行中做好安全監護，定期測量工作，防止發生人身傷亡事故。

［1］付新.二氧化碳的生產、回收與應用進展［J］.化學與生物工程，2012（29）：10-13.

［2］曹衛平.二氧化碳氣瓶混裝氧氣爆燃事故及預防［J］.深冷技術2002（12）：46-47.

［3］GBZ 2［1］.1—2007，工作場所有害因素職業接觸限值（第一部分化學有害因素［S］.

［4］GB 50493—2009，石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計范［S］.

［5］GBZ/T 222—2009，密閉空間直讀式檢測儀選用指南［S］.