化學水裝置加氨間安全風險評估與治理

項國華

（中國石化安慶分公司水務部，安徽安慶246002 ）

1 概述

液氨具有價格低、便于運輸和儲存、調節pH值效果好等優點，是化學水（鍋爐補給水）中的調節pH 值、減輕系統酸性腐蝕的常規藥劑，目前仍在化學水裝置中廣泛應用。但是液氨又具有易爆、有毒、有害的特性，安全問題較為顯著。某企業化學水裝置建于二十世紀七十年代，設備設施老化、安全條件設計標準低，生產過程中安全風險較高，存在一定的安全隱患。主要安全問題有加氨間通風效果差，液氨鋼瓶處無噴淋設施；現場無人體靜電釋放器、無洗眼器；未設置氨報警儀、消防器材、視頻監控等；液氨輸送管線安全附件不完善（無壓力表和減壓閥）；液氨鋼瓶無獨立儲存間，現有加氨間既充當了加氨、溶氨作業場所，又是液氨鋼瓶存放場所。

根據《石油化工企業設計防火規范》GB 50160－2008、《中國石化液氨生產使用儲運安全管理規定》中國石化［2011］755 號文的相關要求，液氨屬于乙類火災危險性物質，應設置獨立危險化學品庫區，壓力式液氨儲存設備宜采用固定式水噴霧系統和移動式消防冷卻水系統，液氨作業場所應設置消防器材、沖淋洗眼器、固定式氨檢測報警儀等衛生防護設施。

根據近年來相關危化品安全管理要求，為保證化學水裝置加氨間的用氨安全，預防、減少事故，有必要對該加氨間進行安全風險評估和隱患治理。

2 加氨間初始安全風險評估

該化學水裝置主要由脫鹽水站、凝結水系統組成，為配合常減壓、催化裂化等裝置提供二級脫鹽水和除氧水，其中部分二級脫鹽水經除氧、加氨處理后，外供主裝置鍋爐給水。

風險評估采用《中國石化安全風險矩陣》等級量化工具，傷害后果按嚴重性從輕微到特別重大分為7 個等級，依次為A、B、C、D、E、F 和G。傷害后果發生的可能性從低到高分為8 個等級，依次為1，2，3，4，5，6，7和8。風險矩陣中每一個具體數字代表該風險的風險指數值RI（Risk Index），非絕對風險值，最小為1，最大為200。風險指數值表征了每一個風險等級的相對大小。風險級別分為重大風險（紅色）、較大風險（橙色）、一般風險（黃色）和低風險（藍色）4個級別，見表1。

表1 《中國石化安全風險矩陣》等級量化綜合評估標準

2.1 后果嚴重性評估

該裝置加氨間周邊無社會敏感目標；100 米范圍內有當班班組操作人員約5人，1座辦公樓（辦公人員約5人）。根據中國石化安全生產重大風險識別與評估指南和《中國石化安全風險矩陣》等級量化綜合評估標準評定，認為加氨間發生液氨嚴重泄漏或者火災時，可造成上述人員急性中毒或1～2人死亡，后果嚴重性最高等級為D。

2.2 事故可能性評估

2.2.1 固有風險

氨在常溫常壓下是一種有強烈刺激性臭味的氣體，液氨屬有毒液體。人吸入強烈刺激性的氨氣時，低濃度氨對粘膜有刺激作用，高濃度可造成組織溶解性壞死，引起化學性肺炎及灼傷；氨也可引起反射性呼吸停止；氨濺入眼內，可致晶體渾濁、角膜穿孔，甚至失明。

氨與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸，體積爆炸極限為15.7%～27.4%。氨瓶若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。液氨泄漏產生的氨氣極易形成白色氨霧，不僅對周邊相關人員的身心健康造成很大威脅，同時污染環境，氨作為危險化學品已列入工業場所有害因素和受控污染源。

2.2.2 存在的隱患

加氨間通風效果差，僅有1 臺換氣扇，且設備老化嚴重，多年來未進行更新改造。加氨操作時，如有氨氣溢出，難以及時排出室外，嚴重時可能會造成氨氣集聚。

存放鋼瓶處無噴淋設施。鋼瓶液氨泄漏時，無法及時采用水法進行吸收稀釋；液氨泄漏嚴重時，可能會集聚造成火災事故。

現場無人體靜電釋放器。氨氣集聚會與空氣形成爆炸性氣體，人員現場操作時產生的靜電會導致事故發生。

消防設施存在缺陷。無消防器材、無室內消火栓等設施。

職防設施缺失，現場無氨報警儀、無洗眼器。氨泄漏會造成人體呼吸系統或眼睛受到傷害。

液氨輸送管線安全附件不完善（無壓力表和減壓閥），現場無視頻監控設備等。

液氨鋼瓶無獨立危化品儲存庫，現場僅1 座加氨間廠房，既充當了加氨、溶氨作業場所，又是液氨鋼瓶存放場所。液氨鋼瓶發生泄漏，會造成人員中毒和火災爆炸疊加事故，存在較大安全隱患。

根據安全風險矩陣等級量化綜合評估標準評定，類似的事件在化工企業類似作業活動中發生過事故，事故可能性等級為5級。

2.3 初始風險等級評估

按照《中國石化安全風險矩陣》評估標準，加氨間初始風險等級為D5，風險指數為25，屬較大安全風險。

綜上，對該加氨間進行治理勢在必行，需結合近年來相關安全管理規定和規范，完善安全設施、增設鋼瓶儲庫，控制安全風險。

3 治理措施

3.1 安全技術措施

3.1.1 新建1 間液氨鋼瓶儲存庫

采用鋼筋砼框架結構，配防火門，采用鋁合金窗，玻璃采用防爆玻璃。儲存庫按二類防雷建筑物考慮，在屋頂設置避雷帶，與原有屋頂避雷帶相連；儲存庫的照明采用防爆燈具，光源采用高效節能的LED燈泡；新增一臺邊墻式排風機，排風量為3 000 m3/h、額定功率0.2 kW。

3.1.2 電氣設備完善消缺

所有正常不帶電的電氣設備金屬外殼、電纜保護管等均應按規范進行接地。在擴建加氨間周圍設一條閉合環形接地網，新建環形接地網與原有接地網可靠連接。加氨間入口設一靜電釋放設施，人體靜電消除設施采用防靜電觸摸球。防靜電觸摸球設置接地線，與原有裝置環形接地網相連。

3.1.3 消防設施完善

新增的液氨鋼瓶儲存倉庫增設一套固定式自動應急噴淋系統，火災危險等級均為倉庫危險級Ⅰ級，噴水強度為8 L/min·m2，水源接自室外消防水管網。噴淋給水管道上設電動遙控閥，信號接至DCS 系統。一旦出現氨氣泄漏，可實現現場手動開停，也可控制室遠程控制開停。噴淋系統的噴頭可覆蓋液氨鋼瓶儲存倉庫全部區域，可實現對泄漏氣體溢出區域進行防護處理。噴淋系統排水接出至地下污水系統。庫內配置2 只移動式滅火器，按照嚴重危險級考慮，采用MF/ABC6型磷酸銨鹽干粉滅火器。

3.1.4 職防設施完善

原加氨間和新建的液氨鋼瓶儲存庫各增設1 套氣氨檢測報警儀，信號遠程傳送至控制室，氨氣含量不得超過20 μL/L；采用4 ～20mA 輸出的一體化變送器，氨氣體檢測器選用隔爆型帶聲光報警產品。室外設置手動固定式洗眼器1 臺，采用不銹鋼304 材質＋ABS 噴塑材質，洗眼流量水12 L/min；淋浴水流量90 L/min。

3.1.5 其他

針對原來鋼瓶出口與輸送液氨管道配管不合適問題進行完善，對配管重新進行設計，并在液氨鋼瓶出口增設了1臺減壓閥（含壓力表），避免了原配管存在高低壓沖管問題。

另外根據危化品相關安全管理規定，在現有的加氨間、新建的鋼瓶儲存庫各增設1 套防爆一體化高清網絡攝像儀，信號遠傳至操作室，便于崗位人員對危化品區域的實時監控。

技術改造后平面布置見圖1。

圖1 加氨間安全技術改造后平面布置

3.2 安全管理措施

3.2.1 完善現場警示標識

現場更新新版的氨職業病危害告知牌，加氨間室外設立1 臺風向標，液氨儲存庫室外地面劃出紅色警示線。按照《安全標志》規范相關要求，在存放間和原加氨間設置“嚴禁煙火”“液氨有毒”“注意防護”“易燃易爆”等明顯的安全警示標識。每月檢測加氨間氨氣濃度并公布上墻。

3.2.2 加強氨鋼瓶管理

氨瓶儲存庫設置多塊止滑塊，用于固定鋼瓶停放位置。氨瓶瓶體噴黑色“液氨”字體和充裝單位名稱，確保字樣清晰、防震橡膠護圈完好。保障氨瓶專用減壓器完好，使用中瓶內氣體嚴禁用盡，應留有0.05 MPa 以上的余壓。氨瓶應定期技術檢驗，并打上鋼印，并按檢驗年度涂檢驗色標，氨瓶充裝單位在氨瓶上粘貼警示標簽。

根據裝置使用液氨的消耗情況，氨瓶儲存庫嚴禁過量存放氨瓶，存放量要求不超過2 瓶（250L/瓶），正常一用一備。

3.2.3 強化操作管理

完善個人防護用品、崗位應急物資的配置，重新修訂應急預案并組織學習。崗位人員操作時，隨身攜帶便攜式氨檢測儀，并配備專用安全防爆銅扳手，禁止使用易產生火花的工具。

4 剩余安全風險評估

4.1 后果嚴重性評估

此次安全風險管控措施的落實重點在于加氨間的隱患治理，對操作室、辦公樓、生產裝置并沒有進行變更改造，對照中國石化安全風險矩陣的后果嚴重性分級表，當液氨嚴重泄漏而發生火災或人員中毒的安全事故時，可能致界區內1～2人死亡或3～9人重傷，后果嚴重性等級仍然為D。

4.2 事故可能性評估

建成完善的液氨鋼瓶儲存庫，將液氨儲存與液氨溶解投加設施隔離，并嚴格控制儲存庫鋼瓶數量，有效地控制了液氨泄漏而發生火災的可能。

增設噴淋設施和氨氣在線報警儀，當發生液氨泄漏時，可以第一時間報警和自動噴淋，降低了氨氣集聚的風險，也利于操作人員及時、安全地處理氨泄漏問題。

增設視頻監控、洗眼器和氨報警儀，可有效避免人員受到傷害。

氨瓶出口配管進行優化改進，并增設減壓閥，確保了輸氨管線的安全狀態，不超壓，溶氨罐運行更平穩，避免了氨氣外溢。帶壓力表的減壓閥可以保證鋼瓶0.05 MPa的最低安全罐壓，杜絕了空瓶混入其他氣體的風險。

對照安全風險矩陣的可能性等級分級表，事故發生的類似事件在石油石化行業發生的概率降低，可能性分級為3。

綜上，改造項目實施后，事故嚴重性等級為D，事故發生可能性等級為3，該風險等級為D3，風險指數為12，為一般風險。

5 結論

隨著健康、安全和環境管理的加強，石化企業對液氨的安全控制要求也越來越高。近年來相關安全設計規范以及管理制度的出臺，有助于對化學水裝置加氨間液氨的使用環節進行風險識別和管控。

1）《中國石化安全風險矩陣》評估標準是安全風險等級量化工具。對于加氨間可以進行安全風險矩陣評估，初始風險等級和剩余風險等級決定著是否需要采取措施降低風險。

2）對于化學水裝置加氨間的安全風險可以結合石化企業設計防火規范（GB 50160－2008）2018版和其他液氨生產使用儲運安全管理規定進行風險管控。

3）采用增設液氨鋼瓶儲存庫，設置噴淋、洗眼器、視頻監控和氨氣報警，改善通風，完善鋼瓶減壓閥及配管，可有效降低安全風險等級，消除事故隱患，有效地提升現場職業衛生和裝置安全管理水平。