李衛民高級工程師 賴 波
(1.威特龍消防安全集團股份公司,四川 成都 611731;2.四川省工業消防安全工程技術研究中心,四川 成都 611130)
我國是一個“富煤、少油、缺氣”的國家。近年來,中國對石油能源的需求和對外依賴度快速上升,而未來幾十年石油仍是緊俏能源,這使得發展煤化工特別是新型煤化工,調整我國的能源化工結構,以煤化工產品替代石油化工產品,就顯得日益重要。推動現代煤化工高新技術產業快速發展,已成為我國能源發展的戰略選擇。但是現代煤化工是一個高風險的產業,生產工藝技術復雜、裝置高大且密集、生產中涉及物料危險性高、運行條件苛刻,發生火災、爆炸、群死群傷事故機率高[1]。近年來,煤化工項目火災事故頻頻發生,造成慘痛傷亡以及巨額損失,比如南京大化煤氣化裝置煤漿管線和氧氣管線爆炸事故、某廠氣化裝置燒嘴冷卻水管破裂導致煤氣泄漏事故、山西潞安油品加工分加氫裂化裝置平臺設備火災、新疆廣匯新能源有限公司碎煤加壓氣化煤氣泄漏引起燃燒、鄂爾多斯大路煤化工基地化工企業火災事故、陜西渭南煤化工裝置區凈化工段大火等等煤化工火災[2],給現代煤化工戰略產業的發展造成了一定的負面影響,也給各級政府帶來了巨大的壓力,同時從技術層面暴露出煤化工消防安全亟待提高。
現代煤化工項目在消防設計中多依據國家石油化工等標準規范,其中主要參照國家現行標準為《石油化工企業設計防火規范》(GB50160-2008)和《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)。《石油化工企業設計防火規范》已經是2008年頒布的規范,距今已達十余年時間,隨著現代煤化工工藝的快速發展,這些標準具有明顯的滯后性,無法滿足現代煤化工項目消防安全的需要,急需提升和更新。
由于現代煤化工項目規模比較龐大,生產工藝技術復雜,工藝流程比較長,裝置技術密集,因此煤化工項目往往按工藝流程劃分多個裝置區。考慮到現代煤化工項目設計的專業性和優勢,我國現代煤化工項目在設計過程中各裝置往往由不同的設計單位分別按照工藝包設計,而且針對各裝置的防護設計單位也都分別進行了消防設計。各設計單位在工藝裝置設計方面專業優勢非常明顯,但在消防安全設計方面,各設計單位針對其裝置的消防設計則相對簡單,而且不同裝置同類產品規格型號不一,設計的完備性各有差異,甚至存在多處對同一問題消防設計上出現完全矛盾。這就要求必須統一考慮各裝置消防系統、裝置及設備等的兼容性、系統性問題。
由于現代煤化工項目生產工藝技術復雜、裝置高大且密集、生產中涉及物料危險性高、發生火災、爆炸、群死群傷事故機率高,煤化工項目一旦發生火災事故,消防滅火救援難度太大,會導致嚴重的人員傷亡和經濟損失。因此,現代煤化工項目消防必須建立有效體系,從建筑防火到工藝防火,從主動防護到消防救援,加強主動防護措施設計,確保安全。但是從眾多的煤化工項目設計運行來看,各裝置消防設計基本是以滿足消防規范要求為核心,消防設計只是簡單配置了消防管網、滅火器、消火栓、火災報警裝置、消防車等,這些裝置都是基于火災發生后的滅火,而且手段單一,因此現有消防設計配置已經無法滿足現代煤化工項目防火滅火功能需求[3],而圍繞工藝流程進行消防設計和配置則根本沒有考慮,現有消防安全在確保項目標本兼治方面需要重點考慮和加強。
現代煤化工項目裝置區域多且密,而每個區域上的消防設計和配置又存在著差異性,更為嚴重的情況是某些消防系統配置存在著通信協議不一致,甚至互不兼容,這就會影響目前煤化工項目消防管理統一管理指揮問題,而且會干擾項目消防驗收過程中的聯動性試驗,同時在煤化工項目啟動運行后,該情況還會大幅度提高消防維護的管理成本,降低消防系統運行的可靠性。因此,在煤化工項目消防統一管理問題方面必須充分考慮,全局謀劃。
現代煤化工項目消防主要參照現行標準規范已經遠遠不能滿足煤化工工藝發展的需求,因此需要更新和提升。同時由于這些規范并不直接針對煤化工工程,經常會遇到不適用的問題,無法進行實際操作,因此,需要國家組織起草頒布專門針對煤化工的消防技術規范標準,并盡快頒布實施,尤其要重點解決煤化工項目中氣化廠房的消防安全問題,以保障現代煤化工產業的安全發展。
針對煤化工項目各裝置區消防分別設計產生的問題,建議由煤化工項目總體設計院或者具備消防設計、施工一體化最高資質條件的專業消防公司來設施煤化工項目消防設計采購施工總承包EPC(Engineering Procurement Construction,EPC),即由一個專業單位統一整個煤化工項目的消防設計、采購及施工等消防相關的各個環節,形成煤化工消防安全工藝包,這樣就可以保證所有裝置區同類消防產品系統規格型號一致,接口協議相通,確保各裝置區消防系統、裝置及設備等兼容性、系統性。
現代煤化工項目必須提高消防防護等級,樹立“防為上、救次之、戒為下”的消防安全理念,構建主動防護消防體系[4]。傳統的消防滅火著重于著火后的滅火處理,即通過降低著火溫度、隔絕助燃劑、去除著火源和中斷鏈式反應進行滅火干預,而主動防護則是在火災發生之前進行處置,通過技術手段破壞或終止火災發生條件一項或者多項的發生。基于現代煤化工項目危險性高、裝置密集、設備價值高等特點[5],必須運用主動防護類裝置由探測發生火災條件向探測火災發生條件轉移,實現提前介入、分析、糾正存在的消防安全隱患,實現火災發生前預報并干預,在此基礎上,構建事前主動防護、事中快速抑制及事后安全救援的高效消防體系。
《關于全面推進“智慧消防”建設的指導意見》的頒布提出構建主動防護、精準控制、即時處置的消防安全技術體系,同時《現代煤化工產業創新發展布局方案》要求現代煤化工產業應開展智慧園區建設,采用云計算、大數據、物聯網、地理信息系統等信息技術,提升信息化應用水平。因此,為了實現煤化工項目的消防統一高效管理,應該依靠智慧消防物聯網平臺技術,既可以實現消防設施的管理維護,也可以依靠大數據進行火災事故預警預判。通過智慧消防物聯網平臺實時掌握煤化工項目中眾多消防設施情況,引入物聯網技術,利用智能傳感器實時監控、數據跟蹤分析統計、即時發送預警信息的優點,判斷故障發生原因,即時向管理人員發送預警信息,指導煤化工企業安全員開展隱患治理,消除煤化工企業潛在的火災安全隱患。同時依托智慧平臺制作滿足煤化工企業消防日常熟悉演練、消防滅火救援需要的數字化預案。通過智慧消防平臺實現煤化工項目中消防裝備系統統一管理維護,提高消防系統運行的穩定性和可靠性,確保煤化工消防安全。
現代煤化工高新技術產業已成為我國能源發展的戰略選擇,而且發展速度很快,《山西省現代煤化工產業發展2018年行動計劃》提出2018年將重點建設100個煤化工項目,內蒙古區域內在建擬建的項目達100多個。為了保證現代煤化工產業及現代煤化工項目的安全發展,遏制重特大事故發生,必須更新和提升煤化工項目參照的現行消防標準規范,同時針對煤化工產業特點編制煤化工行業消防標準規范,推動煤化工產業實施煤化工項目消防EPC,構建主動防護、標本兼治的消防體系,依托智慧消防物聯網平臺實現煤化工項目中消防裝備系統統一管理維護,確保煤化工消防安全。