李坤泽

【摘要】火力发电作为我国主要的发电方式，对煤的燃烧量非常可观，因而需要经过脱销工艺降低污染物的排放。目前普遍应用的SCR脱销方法在以液氨为原料的同时，存在的火灾风险也不容忽视。液氨罐区发生火灾后极易引起爆炸，并且具有腐蚀性和剧毒性，施救难度大，损失范围广。为确保火力发电厂的安全运作，消防部门应加强对液氨罐区相关设施系统的审核，防止液氨泄露，并提高工作人员的消防安全意识。

【关键词】火力发电；液氨区；火灾；消防；审核

前言

相对于新型的发电方式，火力发电可以充分利用我国的煤炭优势，开发技术成熟，成本费用相对更低。但火力发电的问题在于容易对环境造成污染，产生NOx，因此需要经过烟气脱销工艺减少污染物的排放量。目前普遍应用的SCR脱销工艺以液氨为重要原料，而液氨具有剧毒性和腐蚀性，且与空气结合后易引发火灾、爆炸事故，损失严重，所以液氨区的消防安全问题必须受到充分的重视。特别是近几年各地危化品火灾、爆炸事故的发生着实给人敲响了警钟，加强消防审核对确保火电厂安全生产、保护人民生命财产至关重要。

一、火力发电厂脱销工艺概述

火力发电厂是电力发展的生力军，在我国建设和谐社会、发展循环经济的大背景下，发电的节能减排工作也受到前所未有的关注。2014年和2015年间，我国火力发电项目呈现持续增长态势，且增速显著。与此同时，电力产业结构调整过程中已将节能减排作为重要方向，关闭低能效、高污染的火电机组，减少污染物的排放是企业今后的一项关键任务。

1、火力发电厂设立脱销工艺的必要性

氮氧化物NOx是主要的大气污染源之一，且多来自煤炭的直接燃烧。火力发电厂作为我国的燃煤大户，必须高度重视NOx的排放问题。近年来我国节能减排力度显著提升，例如与2009年相比，2011年颁布的《火电厂大气污染物排放标准（二次征求意见稿）》对火力发电厂脱销减排的要求更加严格。这就需要发电厂能够深刻理解减少污染物排放的必要性和紧迫性，不仅要对新建的发电机组配套脱销装置，更不能忽视原有机组的脱销改造。

2、火力发电厂脱硝的工艺方法

降低NOx排放主要有两种方法，一是低NOx燃烧技术，即在燃烧过程中控制NOx。二是烟气脱硝技术，即对已生成的NOx进行处理。但低NOx燃烧技术有其自身的局限性，因而烟气脱硝处理尤为必要。在多种烟气脱硝方法中，SCR的技术优势非常突出。SCR法所使用的脱销装置结构简单，运行可靠性高，脱硝率可达80～90%，二次污染较小，技术成熟。相比之下，非催化还原法（SNCR）脱硝率明显低于SCR法，且易造成二次污染。

目前SCR法已成为国内火力发电厂首选的烟气脱硝技术，液氨正是脱硝系统重要的还原剂，可以说还原剂是脱硝系统最主要的消耗品。使用液氨作为还原剂不仅工艺简单，运输成本也較低，但对脱硝系统的安全性能要求极高，因为液氨属于GB12268-90规定的危险品，具有刺激性气味，可与空气结合变为氨气并迅速膨胀，存在火灾、爆炸的风险。

二、火力发电厂液氨区火灾特点

按照我国《石油化工企业设计防火规范》中的相关规定，氨气与空气混合物的爆炸极限是15.7～27.4%，属于乙类可燃气体。而液氨属于28℃≤闪点45℃的乙A类可燃液体[1]。另外，按照我国《重大危险源辨识标准》的要求，氨的临界量为10t，火力发电厂的液氨储罐容积已超过临界量，明显属于重大危险源，必须严防火灾、爆炸事故。

1、火灾爆炸风险高

火力发电厂中，液氨储罐的火灾爆炸性风险很高。易燃易爆液体储罐区是火灾爆炸事故的多发区，这主要是由于易燃易爆液体本身固有的危险性以及储存安全设施不健全和安全管理不利造成的。氨本身属于剧毒物质，液氨还具有强烈的挥发性，与空气接触后迅速形成雾状氨气。当空气中的氨气浓度达到15.7～27.4%时，遇明火将可能引发爆炸，如蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气爆炸，特别是后者，这种灾害形式是在储罐受热或系统突然失效，液体瞬时泄漏汽化并遇点火源而发生，具有突发性且后果严重。火力发电厂内液氨罐区不仅储量大，很多电厂历史悠久，设备相对陈旧，液氨罐极有可能发生氨气泄露，在近年来的重大事故中，其泄露危害仅次于氯气。以往包括液氨在内的危化品火灾及爆炸事故也充分证明，危化品火灾引发的爆炸辐射面广，瞬时发生，扑救困难。

2、伴有剧毒性和腐蚀性

火力发电厂液氨罐一旦发生火灾，并不仅仅是火灾以及爆炸本身带来的燃烧损害，同时还伴有剧毒性和腐蚀性，因而使火灾的控制与处理更加困难。例如，2013年吉林宝源丰公司发生特大火灾，公司虽然从事禽业生产，但事故原因则是火势蔓延和燃烧产生的高温导致氨设备和氨管道发生物理爆炸，大量氨气泄露，介入了燃烧。该事故死亡超过100余人，除直接烧伤以外，氨中毒就是最主要的致死原因。液氨本身属于有毒物质，对人体会造成严重的危害。液氨对人体的伤害主要是通过吸入、皮肤和眼睛接触等途径，急性氨中毒可导致呼吸道粘膜刺激、灼伤，严重时则会引起气管堵塞与窒息。另外潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气可引起化学烧伤。

3、对周围造成的损害严重

火力发电厂液氨储量规模大，发生火灾将对周围环境造成严重的影响。一方面，火灾、爆炸本身会导致人员伤亡和财产损失。例如，2013年安徽省阜阳地区毫州市化肥厂装运液氨21台储罐车返厂途中发生爆炸，就造成多人死亡和重伤，而且液氨和氨气扩散后覆盖约200棵树和约7000平方米的农田作物均被毁。尽管很多化工企业已搬迁至市区以外，但不排除发电厂周边存有居住区的可能，2015年天津港重大爆炸事故发生时，距离较近的社区就因此受到直接冲击。另一方面，除直接的冲击外，液氨罐区发生火灾、爆炸后，还会对周围环境造成间接的损害。氨挥发后产生毒性气体，空气的传播使有毒气体会不断向周边弥漫。另外发电厂一旦发生火灾，会迅速进入消防救援阶段，如果液氨和消防用水流入市政系统，土地、水源以及空气等都会因此受到污染，例如因蓄水池容量不足，救援处理不及时等原因，这样就有可能造成周围区域的污染。

三、火力发电厂液氨区消防审核要点

近年来我国液氨事故时有发生，消防部门也急需加强对火力发电厂液氨区的审核。从以往的调研来看，不少企业液氨储罐区的消防设施不符合我国现行标准规范的要求，如消防设施不完善，消防泵房的供水能力、消防水池有效容积不能满要求，罐区内未设置灭火器等。今后消防部门应将基础设施建设、旧设备维护改造、员工安全素质等作为审核工作的重点，从而确保电厂的安全生产。

1、设施审核

目前国内火电项目仍有升温趋势，发电机组建设过程中应健全基础设施，重视喷淋系统、消防泵、电气设备、灭火器材的配备。第一，喷淋系统是液氨区火灾防范的重要屏障，当储罐温度偏高或发生氨泄漏时，喷淋系统必须顺利投入运转。在保证液氨罐之间足够的安全间距基础上，消防部门应根据GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》，审核喷淋系统的供水强度、储罐用水量、用水时间等指标。同时为防止消防救援时污水流入市政系统，有条件的新厂房应布置容积较大的废水池，老厂房因空间条件限制应建设较大的排水泵，这些都是消防审核的重要环节。第二，消防泵应采用自动巡检系统，节省人力、无力，提高安全效能。第三，消防部门不仅要对液氨罐区基本设施进行审核，而且要检查所使用的各项电气设备是否为防爆型，相关的防雷防电设备处于安全合格状态。第四，液氨罐区应配备充足的灭火装置，设备、线路密集区域应配置多种灭火器，若电厂距离当地消防站点较远，还应考虑消防车的配备。消防部门应在审核过程中加强对厂区基础设施建设的指导。

2、氨泄露风险控制审核

尽管核能发电、水力发电等新型发电方式已被越来越广泛地应用，但火力发电仍占领大部分电力市场。很多火力发电厂在不断增加新的发电机组时，出于成本考虑及产量需要，并未淘汰旧有设备，但其中也潜藏着液氨泄露的风险。液氨装置年久失修，由此导致的氨泄露将是液氨区发生火灾、爆炸的主要隐患，及时发现氨泄漏情况是预防火灾的必要保障。火力发电厂为监督和防范氨泄漏，需要安装在线监测装置，一旦出现隐患，系统可通过自动报警，使监控室及时接受信息，采取相应的防火措施。因此，消防部门应加强对液氨区在线监测装置的审核，尤其是使用年久的旧机组，更要保证监测装置在数量和质量上合乎标准。通常电厂烟气脱硝工程中会安装2～3个液氨罐，最多不超过4个。在监测过程中，每个液氨罐都有可能成为着火罐或是着火的相邻罐，管路系统较为复杂，而在线监测报警装置的灵敏性很难通过实测经验确定，所以每个液氨罐都应配套相应的报警系统，任何一个报警装置发出报警信号，所有液氨罐的喷淋系统同时开启，从而实现较为全面的风险监测与应急处理。特别对于旧有设备，消防部门应注意审核企业的维护保养记录，了解装置运行情况，防止超期服役增加安全隐患。

3、员工消防安全素质审核

在健全消防基础设施、控制机组氨泄漏风险的前提下，工作人员的安全素质也与液氨区的火灾防范息息相关。火力发电厂中烟气脱硝工程主要涉及液氨卸车、储罐、输送三个工序，工作人员的专业知识储备不足、不合规操作、疏忽等原因都有可能带来无法挽回的损失。因而消防部门在加强火电厂消防基础设施审核的基础上，还应充分重视人为因素的影响，不断提升员工的消防安全意识。例如，液氨存储容器作为压力容器，必须定期检验；储罐要远离各种热源，避免日光直射和与其他危险品的接触；液氨存储、运输应适量、轻放，不能超压超量运输等。火力发电厂应定期组织员工学习专业知识和消防安全知识，开展消防演练，使员工掌握逃生技能，最大限度地降低液氨区火灾风险。消防部门可通过现场评估、专项考评等方式严格对员工消防安全素质的审核。

火力发电厂液氨区的火灾风险较高，项目建设和管理必须确保消防安全。而且目前的防火规范尚存在不一致的方面，很多發电厂投产时间久，设备陈旧，因而更要从严实施对发电厂液氨区的消防审核工作。充分的事前防范不仅是企业顺利生产的保证，同时更是对人民生命财产负责的体现。

参考文献

[1]张晶.火电厂烟气脱硝工程液氨储罐区消防设计[J].华电技术，2012（10）.