摘要：根據(jù)現(xiàn)有評(píng)價(jià)程序，結(jié)合煤氣發(fā)生爐的具體特點(diǎn)，提出煤氣發(fā)生爐環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)框架，為煤氣發(fā)生爐類建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供技術(shù)參考。

　　關(guān)鍵詞：煤氣發(fā)生爐  環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)  技術(shù)框架

　　中圖分類號(hào)：TQ174    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A   文章編號(hào)： 2095-0802-(2012)06-00-

　　Gas Generating Furnace Technological Frame of Environmental Risk Assessment

　　LI Dong-yuan   ZHAO Su

　　(Guangdong Province Environmental Protection Engineering Research and Design Institute, Guangzhou 510635, Guangdong, China)

　　Abstract: On the basis of existing methods of environmental risk assessment combined with specific characteristics of gas furnace, a environmental risk assessment framework for gas furnace is drew up to provide technological reference for environmental risk assessment of gas furnace construction projects.

　　Key words: gas furnace; environmental risk assessment; framework

　　0引言

　　煤氣發(fā)生爐廣泛應(yīng)用于建陶、軋鋼[1]、日用玻璃制品制造等行業(yè)，但其在使用的過(guò)程中存在著許多風(fēng)險(xiǎn)因素：如爆炸、有毒有害氣體泄漏等。因此，對(duì)煤氣發(fā)生爐類建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是很有必要的。本文將根據(jù)現(xiàn)有評(píng)價(jià)程序，結(jié)合煤氣發(fā)生爐的具體特點(diǎn)，提出針對(duì)煤氣發(fā)生爐的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)框架，為煤氣發(fā)生爐類建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供技術(shù)參考。

　　1煤氣發(fā)生爐運(yùn)行原理[1]

　　煤氣發(fā)生爐是以煤為原料生產(chǎn)煤氣，供燃?xì)庠O(shè)備使用的裝置。按照氣化劑的不同，可以分為空氣煤氣、混合煤氣、水煤氣、純氧煤氣等[2]。本問(wèn)討論的煤氣發(fā)生爐是指以空氣和水蒸汽作為氣化劑的常（微）壓固定床煤氣發(fā)生爐。固體原料煤從爐頂部加入，隨煤氣爐的運(yùn)行向下移動(dòng)，在與從爐底進(jìn)入的氣化劑（空氣、蒸汽）逆流相遇的同時(shí)，受爐底燃料層高溫氣體加熱，發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生粗煤氣。

　　2環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)框架的構(gòu)建過(guò)程

　　本文將根據(jù)HJ/T169-2004 建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 [2]中規(guī)定的評(píng)價(jià)程序[4]，并結(jié)合煤氣發(fā)生爐的具體特點(diǎn)，制定出適合煤氣發(fā)生爐項(xiàng)目的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)框架。

　　2.1風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

　　2.1.1物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)性識(shí)別

　　煤氣發(fā)生爐涉及的物質(zhì)主要有煤氣、焦油和酚水等。煤氣是無(wú)色有特殊臭味的易燃?xì)怏w，其主要成分為CO、H2、CH4、H2S等，主要危險(xiǎn)因素為火災(zāi)、爆炸和中毒[3]。焦油在常溫下是一種黑色粘稠液體，主要由多環(huán)芳香族化合物組成，烷基芳烴含量較少，高沸點(diǎn)組分較多，熱穩(wěn)定性好。酚水為混合煤氣凈化過(guò)程中由煤氣中的水份冷凝下來(lái)的水、酚、氰化物的混合物，有毒，泄漏進(jìn)入水體將引起嚴(yán)重污染。

　　2.1.2運(yùn)行過(guò)程中潛在的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

　　煤氣發(fā)生爐的事故是多方面的，主要是有下列3個(gè)部分組成：a) 屬于機(jī)械方面的，由于機(jī)械的不正常轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)造成對(duì)人體的傷害；b) 屬于物理方面的，如電壓的電源對(duì)人體造成電擊傷，各種高溫的流體（煤氣等）造成的燙傷、燒傷；容器及管道在爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波及爆炸后炸裂件對(duì)人體傷害及設(shè)備的破壞；c) 屬于化學(xué)方面的，如煤氣中毒、易燃著火及化學(xué)燃燒爆炸等在煤氣站中最為常見(jiàn)，煤的堆放時(shí)的自燃、高濃度煤塵也可能造成爆炸。另外，焦油池和酚水池的泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

　　2.2源項(xiàng)分析

　　源項(xiàng)分析主要是確定最大可信事故的發(fā)生概率、危險(xiǎn)化學(xué)品的泄露量。煤氣發(fā)生爐最大可信事故為混合煤氣在生產(chǎn)、使用時(shí)發(fā)生泄漏或爆炸。本文用類比法計(jì)算事故發(fā)生概率。據(jù)同類項(xiàng)目調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，得混合煤氣爆炸的概率為4.20×10-7。

　　煤氣發(fā)生爐煤氣管道破損事故時(shí)，泄漏量按HJ/T169-2004建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 中推薦的公式計(jì)算[5]。

　　，         （1）

　　式中，QG為氣體泄漏速度，kg/s；Cd為氣體泄漏系數(shù)，當(dāng)裂口形狀位圓形時(shí)取1.00，三角形時(shí)取0.95，長(zhǎng)方形時(shí)取0.90；A為裂口面積，m2；P為容器壓力，Pa；M為分子量；R為氣體常數(shù)，8.31J/(mol·k)；TG為氣體溫度，K；κ為氣體的絕熱指數(shù)(熱容比)，即定壓熱容Cp與定容熱容CV之比；Y為流出系數(shù)，對(duì)于臨界流Y=1.0，對(duì)于次臨界流按下式計(jì)算：

　　。 （2）

　　臨界流和亞臨界流的判斷方法為：

　　當(dāng)氣體流速在音速范圍（臨界流）：  。                （3）

　　氣體流速在亞音速范圍（次臨界流）：

　　。                              （4）

　　上兩式中，P0為環(huán)境壓力，Pa；其余同前。

　　根據(jù)上述公式和壓力、氣體溫度、熱容等基本參數(shù)，即可確定出泄露時(shí)間、泄露速率和泄露量。

　　2.3后果預(yù)測(cè)

　　2.3.1泄露危害程度影響分析[3]

　　泄露危害程度影響預(yù)測(cè)根據(jù)源項(xiàng)分析中各類風(fēng)險(xiǎn)事故的煤氣泄漏量估算結(jié)果，推薦采用導(dǎo)則推薦的多煙團(tuán)模式[6]，根據(jù)不利氣象條件D類、靜風(fēng)（0.5 m/s），計(jì)算有毒氣體CO、H2S下風(fēng)向地面軸線濃度。

　　2.3.2爆炸危害程度影響分析

　　爆炸危害程度影響分析推薦采用TNT當(dāng)量計(jì)算煤氣發(fā)生爐爆炸的影響范圍。

　　WTNT=αWQ/QTNT,              （5）

　　式中，WTNT為可燃性氣體的TNT當(dāng)量，kg；α為可燃性氣體蒸氣云當(dāng)量系數(shù)，（統(tǒng)計(jì)平均值為0.04）；W為蒸氣云中可燃性氣體質(zhì)量；Q為可燃性氣體燃燒熱；QTNT為T(mén)NT爆炸熱，取4520 KJ/kg。

　　2.4風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

　　根據(jù)預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果，分析煤氣發(fā)生爐發(fā)生事故時(shí)，下風(fēng)向環(huán)境空氣中CO、H2S是否超過(guò)GB3095-1996 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 及其2000年修改單中的相應(yīng)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[7-8]和TJ36-79 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度要求[9]，得出項(xiàng)目中毒安全防護(hù)距離、急性中毒距離、死亡半徑、重傷半徑、輕傷半徑、財(cái)產(chǎn)損失半徑。并著重分析事故發(fā)生對(duì)周?chē)�環(huán)境敏感點(diǎn)的影響。

　　采用最大可信災(zāi)害事故風(fēng)險(xiǎn)值R與同行業(yè)可接受風(fēng)險(xiǎn)水平RL比較方法，分析項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)可接受水平。化工行業(yè)RL為8.33×10-5/年[4]。如果項(xiàng)目最大可信災(zāi)害事故風(fēng)險(xiǎn)值R大于化工行業(yè)可接受風(fēng)險(xiǎn)水平RL，則該項(xiàng)目最大可信事故風(fēng)險(xiǎn)不可接受，否則可接受。

　　2.5風(fēng)險(xiǎn)管理

　　2.5.1安全防護(hù)距離

　　GB50016-2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[10]規(guī)定，煤氣發(fā)生爐與民用建筑滿足25 m的防火間距。結(jié)合后果計(jì)算的各項(xiàng)距離，確定煤氣發(fā)生爐的中毒安全防護(hù)距離以及爆炸安全防護(hù)距離，確保環(huán)境敏感點(diǎn)不受該事故的影響。

　　2.5.2風(fēng)險(xiǎn)防范措施

　　除了對(duì)煤氣發(fā)生爐設(shè)置安全防護(hù)距離外，對(duì)煤氣發(fā)生爐采取風(fēng)險(xiǎn)防范措施也是必要的。

　　a) 煤氣發(fā)生爐凈化設(shè)備布置在室外保持良好的通風(fēng)；

　　b) 煤氣發(fā)生爐配備一氧化碳檢測(cè)儀，隨時(shí)檢測(cè)設(shè)備、管道的漏氣情況。配備氧氣呼吸器、自動(dòng)蘇生器等救護(hù)設(shè)備，即可在發(fā)生以外情況時(shí)救護(hù)，也可在帶氣操作、搶修時(shí)用于安全防護(hù)；

　　c) 在煤氣發(fā)生爐運(yùn)行過(guò)程中，采取以下措施，以確保安全生產(chǎn)：(a)在鼓風(fēng)機(jī)空氣總管末端安裝放散管及爆破膜，在煤氣低壓總管上設(shè)有爆破膜，在萬(wàn)一遇到爆炸事故時(shí)起泄壓作用，以保護(hù)設(shè)備及管道系統(tǒng)；(b)在發(fā)生爐飽和蒸汽管上，安裝干式逆止閥，防止突然停電時(shí)煤氣倒入空氣管內(nèi)，形成混合氣體引起爆炸；(c)在發(fā)生爐煤氣出口管道上安裝鐘罩閥，當(dāng)煤氣壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，鐘罩閥打開(kāi)放散；(d)為使工藝參數(shù)在即將超過(guò)某一極限，或生產(chǎn)過(guò)程中將處于某一危險(xiǎn)狀態(tài)前，內(nèi)自動(dòng)將有關(guān)生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)備置于安全的臨時(shí)狀態(tài)，以防釀成設(shè)備損壞、人員傷亡等重大事故，電器控制系統(tǒng)采用安全連鎖裝置。由連鎖保護(hù)（啟動(dòng)連鎖、停車(chē)連鎖、行動(dòng)連鎖）、信號(hào)報(bào)警組成；(e)負(fù)責(zé)對(duì)煤氣操作人員進(jìn)行技術(shù)、操作、安全培訓(xùn)，合格方可上崗；

　　d) 發(fā)生爐內(nèi)設(shè)置專門(mén)的廢水渠道，雨污分流，嚴(yán)禁各種廢水直接排放；建消防廢水事故池，防止火災(zāi)發(fā)生時(shí)消防水夾帶煤氣站中的有害物質(zhì)進(jìn)入河涌。發(fā)生爐應(yīng)設(shè)統(tǒng)一的污水排放口，事故發(fā)生時(shí)應(yīng)立即關(guān)閉總排放口，事故后收集處理。

　　2.5.3應(yīng)急預(yù)案

　　制定風(fēng)險(xiǎn)事故應(yīng)急預(yù)案的目的是為了在發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故時(shí)，能以最快的速度發(fā)揮最大的效能，有序的實(shí)施救援，盡快控制事態(tài)的發(fā)展，降低事故造成的危害，減少事故造成的損失。

　　a) 煤氣爆炸事故的處理。

　　在發(fā)生爐煤氣爆炸事故后，應(yīng)立即切斷煤氣，并迅速打開(kāi)吹掃蒸汽閥門(mén)，向其內(nèi)通入蒸汽進(jìn)行氣體置換，直至內(nèi)部殘余氣體趕盡為止。

　　由于有時(shí)爆炸時(shí)同時(shí)發(fā)生著火，此時(shí)就不能立即切斷煤氣，而要根據(jù)煤氣著火事故的處理方法進(jìn)行處理。

　　在處理爆炸事故時(shí)，可能會(huì)因炸防爆膜后吸入空氣又產(chǎn)生第二次爆炸，在未通入蒸汽吹掃前，人員不能接近防爆孔以及站立在防爆孔的正前方。

　　手持CO監(jiān)測(cè)儀于下風(fēng)向進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)，超標(biāo)時(shí)組織下風(fēng)向人員疏散，直至空氣中的CO恢復(fù)到正常水平為止。

　　b) 煤氣失火事故的處理。

　　發(fā)生爐中常見(jiàn)的著火事故，可按下述方法處理：(a)設(shè)備及所屬管等輕微泄漏引起的著火事故，應(yīng)以黃泥粘水草袋、水濕麻袋等撲滅之；(b)煤氣大量泄漏引起著火時(shí)，應(yīng)將該支管煤氣來(lái)源之總閥關(guān)2/3以減低壓力，待人可靠近后再以黃泥等撲滅之；(c)道內(nèi)萘及焦油著火時(shí)，可將該管道所有入孔、放散孔及能進(jìn)入空氣部分立即密閉斷絕空氣，使之窒息熄滅后，再通入大量蒸汽；(d)發(fā)生爐如果被火燒裂，冒出煤氣引起著火時(shí)，可緊急停止生產(chǎn)，采取安全措施后，按第二條進(jìn)行處理；(e)發(fā)生爐煤氣發(fā)生著火事故時(shí)，禁止將煤氣切斷，以防止因回火而引起爆炸。

　　c) 煤氣中毒事故的處理。

　　出現(xiàn)煤氣中毒時(shí)，應(yīng)根據(jù)中毒的程度不同，分別加以急救。

　　(a)當(dāng)值班操作人員或維修人員發(fā)現(xiàn)有頭暈的情況，應(yīng)立即到空氣新鮮處，呼吸新鮮空氣，并打開(kāi)室內(nèi)的窗戶和通風(fēng)設(shè)備，以加強(qiáng)空氣的對(duì)流，使室內(nèi)的一氧化碳濃度下降；(b)當(dāng)出現(xiàn)惡心，氣喘等癥狀時(shí)，應(yīng)至空氣新鮮處?kù)o臥休息，放松衣著，注意保暖，并可直接送鄰近醫(yī)務(wù)室急救；(c)當(dāng)出現(xiàn)昏迷休克時(shí)，應(yīng)立即移至空氣新鮮處，作人工呼吸，并應(yīng)通知煤氣發(fā)生爐工作人員和醫(yī)務(wù)人員急赴現(xiàn)場(chǎng)急救；(d)當(dāng)中毒都已停止呼吸，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)做人工呼吸，并應(yīng)用蘇生器急救或作人工呼吸急救，同時(shí)應(yīng)通知煤氣發(fā)生爐工作人員和醫(yī)務(wù)人員速到現(xiàn)場(chǎng)急救；(e)在出現(xiàn)昏迷休克及停止呼吸，搶救者在未恢復(fù)知覺(jué)前不能送往較距離遠(yuǎn)的醫(yī)院急救，若送往距離較近的醫(yī)院搶救時(shí)，途中應(yīng)采取有效的急救措施，并應(yīng)有醫(yī)務(wù)人員護(hù)送；(f)手持CO監(jiān)測(cè)儀于下風(fēng)向進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)，超標(biāo)時(shí)組織下風(fēng)向人員疏散，直至空氣中的CO恢復(fù)到正常水平為止。

　　3煤氣發(fā)生爐環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)框架

　　對(duì)涉及煤氣發(fā)生爐的項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行分析（見(jiàn)圖1）。

　　圖1 煤氣發(fā)生爐的項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

　　4結(jié)語(yǔ)

　　煤氣發(fā)生爐環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)框架可以對(duì)煤氣發(fā)生爐運(yùn)行過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)存在的環(huán)節(jié)進(jìn)行有效分析，識(shí)別出風(fēng)險(xiǎn)源項(xiàng)，用最大可信事故和風(fēng)險(xiǎn)可接受程度分析周?chē)�環(huán)境敏感點(diǎn)受影響的大小以及敏感點(diǎn)的可接受程度，為煤氣發(fā)生爐類項(xiàng)目的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供技術(shù)參考。

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