化学水装置加氨间安全风险评估与治理

项国华

（中国石化安庆分公司水务部，安徽安庆246002 ）

1 概述

液氨具有价格低、便于运输和储存、调节pH值效果好等优点，是化学水（锅炉补给水）中的调节pH 值、减轻系统酸性腐蚀的常规药剂，目前仍在化学水装置中广泛应用。但是液氨又具有易爆、有毒、有害的特性，安全问题较为显著。某企业化学水装置建于二十世纪七十年代，设备设施老化、安全条件设计标准低，生产过程中安全风险较高，存在一定的安全隐患。主要安全问题有加氨间通风效果差，液氨钢瓶处无喷淋设施；现场无人体静电释放器、无洗眼器；未设置氨报警仪、消防器材、视频监控等；液氨输送管线安全附件不完善（无压力表和减压阀）；液氨钢瓶无独立储存间，现有加氨间既充当了加氨、溶氨作业场所，又是液氨钢瓶存放场所。

根据《石油化工企业设计防火规范》GB 50160－2008、《中国石化液氨生产使用储运安全管理规定》中国石化［2011］755 号文的相关要求，液氨属于乙类火灾危险性物质，应设置独立危险化学品库区，压力式液氨储存设备宜采用固定式水喷雾系统和移动式消防冷却水系统，液氨作业场所应设置消防器材、冲淋洗眼器、固定式氨检测报警仪等卫生防护设施。

根据近年来相关危化品安全管理要求，为保证化学水装置加氨间的用氨安全，预防、减少事故，有必要对该加氨间进行安全风险评估和隐患治理。

2 加氨间初始安全风险评估

该化学水装置主要由脱盐水站、凝结水系统组成，为配合常减压、催化裂化等装置提供二级脱盐水和除氧水，其中部分二级脱盐水经除氧、加氨处理后，外供主装置锅炉给水。

风险评估采用《中国石化安全风险矩阵》等级量化工具，伤害后果按严重性从轻微到特别重大分为7 个等级，依次为A、B、C、D、E、F 和G。伤害后果发生的可能性从低到高分为8 个等级，依次为1，2，3，4，5，6，7和8。风险矩阵中每一个具体数字代表该风险的风险指数值RI（Risk Index），非绝对风险值，最小为1，最大为200。风险指数值表征了每一个风险等级的相对大小。风险级别分为重大风险（红色）、较大风险（橙色）、一般风险（黄色）和低风险（蓝色）4个级别，见表1。

表1 《中国石化安全风险矩阵》等级量化综合评估标准

2.1 后果严重性评估

该装置加氨间周边无社会敏感目标；100 米范围内有当班班组操作人员约5人，1座办公楼（办公人员约5人）。根据中国石化安全生产重大风险识别与评估指南和《中国石化安全风险矩阵》等级量化综合评估标准评定，认为加氨间发生液氨严重泄漏或者火灾时，可造成上述人员急性中毒或1～2人死亡，后果严重性最高等级为D。

2.2 事故可能性评估

2.2.1 固有风险

氨在常温常压下是一种有强烈刺激性臭味的气体，液氨属有毒液体。人吸入强烈刺激性的氨气时，低浓度氨对粘膜有刺激作用，高浓度可造成组织溶解性坏死，引起化学性肺炎及灼伤；氨也可引起反射性呼吸停止；氨溅入眼内，可致晶体浑浊、角膜穿孔，甚至失明。

氨与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，体积爆炸极限为15.7%～27.4%。氨瓶若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。液氨泄漏产生的氨气极易形成白色氨雾，不仅对周边相关人员的身心健康造成很大威胁，同时污染环境，氨作为危险化学品已列入工业场所有害因素和受控污染源。

2.2.2 存在的隐患

加氨间通风效果差，仅有1 台换气扇，且设备老化严重，多年来未进行更新改造。加氨操作时，如有氨气溢出，难以及时排出室外，严重时可能会造成氨气集聚。

存放钢瓶处无喷淋设施。钢瓶液氨泄漏时，无法及时采用水法进行吸收稀释；液氨泄漏严重时，可能会集聚造成火灾事故。

现场无人体静电释放器。氨气集聚会与空气形成爆炸性气体，人员现场操作时产生的静电会导致事故发生。

消防设施存在缺陷。无消防器材、无室内消火栓等设施。

职防设施缺失，现场无氨报警仪、无洗眼器。氨泄漏会造成人体呼吸系统或眼睛受到伤害。

液氨输送管线安全附件不完善（无压力表和减压阀），现场无视频监控设备等。

液氨钢瓶无独立危化品储存库，现场仅1 座加氨间厂房，既充当了加氨、溶氨作业场所，又是液氨钢瓶存放场所。液氨钢瓶发生泄漏，会造成人员中毒和火灾爆炸叠加事故，存在较大安全隐患。

根据安全风险矩阵等级量化综合评估标准评定，类似的事件在化工企业类似作业活动中发生过事故，事故可能性等级为5级。

2.3 初始风险等级评估

按照《中国石化安全风险矩阵》评估标准，加氨间初始风险等级为D5，风险指数为25，属较大安全风险。

综上，对该加氨间进行治理势在必行，需结合近年来相关安全管理规定和规范，完善安全设施、增设钢瓶储库，控制安全风险。

3 治理措施

3.1 安全技术措施

3.1.1 新建1 间液氨钢瓶储存库

采用钢筋砼框架结构，配防火门，采用铝合金窗，玻璃采用防爆玻璃。储存库按二类防雷建筑物考虑，在屋顶设置避雷带，与原有屋顶避雷带相连；储存库的照明采用防爆灯具，光源采用高效节能的LED灯泡；新增一台边墙式排风机，排风量为3 000 m3/h、额定功率0.2 kW。

3.1.2 电气设备完善消缺

所有正常不带电的电气设备金属外壳、电缆保护管等均应按规范进行接地。在扩建加氨间周围设一条闭合环形接地网，新建环形接地网与原有接地网可靠连接。加氨间入口设一静电释放设施，人体静电消除设施采用防静电触摸球。防静电触摸球设置接地线，与原有装置环形接地网相连。

3.1.3 消防设施完善

新增的液氨钢瓶储存仓库增设一套固定式自动应急喷淋系统，火灾危险等级均为仓库危险级Ⅰ级，喷水强度为8 L/min·m2，水源接自室外消防水管网。喷淋给水管道上设电动遥控阀，信号接至DCS 系统。一旦出现氨气泄漏，可实现现场手动开停，也可控制室远程控制开停。喷淋系统的喷头可覆盖液氨钢瓶储存仓库全部区域，可实现对泄漏气体溢出区域进行防护处理。喷淋系统排水接出至地下污水系统。库内配置2 只移动式灭火器，按照严重危险级考虑，采用MF/ABC6型磷酸铵盐干粉灭火器。

3.1.4 职防设施完善

原加氨间和新建的液氨钢瓶储存库各增设1 套气氨检测报警仪，信号远程传送至控制室，氨气含量不得超过20 µL/L；采用4 ～20mA 输出的一体化变送器，氨气体检测器选用隔爆型带声光报警产品。室外设置手动固定式洗眼器1 台，采用不锈钢304 材质＋ABS 喷塑材质，洗眼流量水12 L/min；淋浴水流量90 L/min。

3.1.5 其他

针对原来钢瓶出口与输送液氨管道配管不合适问题进行完善，对配管重新进行设计，并在液氨钢瓶出口增设了1台减压阀（含压力表），避免了原配管存在高低压冲管问题。

另外根据危化品相关安全管理规定，在现有的加氨间、新建的钢瓶储存库各增设1 套防爆一体化高清网络摄像仪，信号远传至操作室，便于岗位人员对危化品区域的实时监控。

技术改造后平面布置见图1。

图1 加氨间安全技术改造后平面布置

3.2 安全管理措施

3.2.1 完善现场警示标识

现场更新新版的氨职业病危害告知牌，加氨间室外设立1 台风向标，液氨储存库室外地面划出红色警示线。按照《安全标志》规范相关要求，在存放间和原加氨间设置“严禁烟火”“液氨有毒”“注意防护”“易燃易爆”等明显的安全警示标识。每月检测加氨间氨气浓度并公布上墙。

3.2.2 加强氨钢瓶管理

氨瓶储存库设置多块止滑块，用于固定钢瓶停放位置。氨瓶瓶体喷黑色“液氨”字体和充装单位名称，确保字样清晰、防震橡胶护圈完好。保障氨瓶专用减压器完好，使用中瓶内气体严禁用尽，应留有0.05 MPa 以上的余压。氨瓶应定期技术检验，并打上钢印，并按检验年度涂检验色标，氨瓶充装单位在氨瓶上粘贴警示标签。

根据装置使用液氨的消耗情况，氨瓶储存库严禁过量存放氨瓶，存放量要求不超过2 瓶（250L/瓶），正常一用一备。

3.2.3 强化操作管理

完善个人防护用品、岗位应急物资的配置，重新修订应急预案并组织学习。岗位人员操作时，随身携带便携式氨检测仪，并配备专用安全防爆铜扳手，禁止使用易产生火花的工具。

4 剩余安全风险评估

4.1 后果严重性评估

此次安全风险管控措施的落实重点在于加氨间的隐患治理，对操作室、办公楼、生产装置并没有进行变更改造，对照中国石化安全风险矩阵的后果严重性分级表，当液氨严重泄漏而发生火灾或人员中毒的安全事故时，可能致界区内1～2人死亡或3～9人重伤，后果严重性等级仍然为D。

4.2 事故可能性评估

建成完善的液氨钢瓶储存库，将液氨储存与液氨溶解投加设施隔离，并严格控制储存库钢瓶数量，有效地控制了液氨泄漏而发生火灾的可能。

增设喷淋设施和氨气在线报警仪，当发生液氨泄漏时，可以第一时间报警和自动喷淋，降低了氨气集聚的风险，也利于操作人员及时、安全地处理氨泄漏问题。

增设视频监控、洗眼器和氨报警仪，可有效避免人员受到伤害。

氨瓶出口配管进行优化改进，并增设减压阀，确保了输氨管线的安全状态，不超压，溶氨罐运行更平稳，避免了氨气外溢。带压力表的减压阀可以保证钢瓶0.05 MPa的最低安全罐压，杜绝了空瓶混入其他气体的风险。

对照安全风险矩阵的可能性等级分级表，事故发生的类似事件在石油石化行业发生的概率降低，可能性分级为3。

综上，改造项目实施后，事故严重性等级为D，事故发生可能性等级为3，该风险等级为D3，风险指数为12，为一般风险。

5 结论

随着健康、安全和环境管理的加强，石化企业对液氨的安全控制要求也越来越高。近年来相关安全设计规范以及管理制度的出台，有助于对化学水装置加氨间液氨的使用环节进行风险识别和管控。

1）《中国石化安全风险矩阵》评估标准是安全风险等级量化工具。对于加氨间可以进行安全风险矩阵评估，初始风险等级和剩余风险等级决定着是否需要采取措施降低风险。

2）对于化学水装置加氨间的安全风险可以结合石化企业设计防火规范（GB 50160－2008）2018版和其他液氨生产使用储运安全管理规定进行风险管控。

3）采用增设液氨钢瓶储存库，设置喷淋、洗眼器、视频监控和氨气报警，改善通风，完善钢瓶减压阀及配管，可有效降低安全风险等级，消除事故隐患，有效地提升现场职业卫生和装置安全管理水平。