大唐集团防止液氨泄漏事故重点要求条文说明.docx

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大唐集团防止液氨泄漏事故重点要求条文说明

防止氨泄漏事故的重点要求条文说明

氨是一种无色气体，有强烈的刺激性气味，分子量17.03，标准状况下密度0.7081kg/m3，沸点为-33.35℃，自燃点651.11℃，与空气混合物爆炸极限15.7～27.4%（最易引燃浓度17%），按火灾危险性分类规定，属乙A类可燃气体。

氨具有挥发性、毒性和强碱性（pH在10左右），对眼、呼吸道粘膜有强烈刺激和腐蚀作用，可导致人体呼吸困难、昏迷、休克甚至死亡，其短时间接触容许浓度30mg/m3，半致死浓度1390mg/m3，即刻致死浓度3500mg/m3。

氨极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨（氨水饱和浓度34%），

为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液氨。

液氨又称无水氨，为无色、有刺激性气味的液体，20℃时密度为610.26kg/m3。

加压液氨气化时体积会膨胀850倍，并大量吸热，使周围物质的温度急剧下降。

由于氨极易溶于水，液氨大量泄漏后与空气混合形成密度比空气大的蒸汽云，在地表滞留，遇明火、高热会引起火灾、爆炸、中毒等重大事故。

从国内大部分液氨泄露事故案例看，氨中毒是导致人员伤亡的主要原因，其次是火灾和爆炸。

从事故发生的频次看，卸车软管破裂占大多数，其次是法兰、阀门泄漏。

根据相关资料及理论计算可知：

加压后的液氨泄漏强度很大且会迅速气化并向四周扩散。

按DN80管道5mm法兰间隙圆周泄漏计算，20℃时泄漏速度约为1.8t/min；无风条件下，20吨液氨泄漏形成的氨蒸汽致死浓度半径范围约80m，气化扩散后的致死浓度半径可达近1000m。

从目前火力发电厂氨脱硝系统设计看，发生严重泄漏风险的部位在卸料接口、以及与液氨储罐直接连接的第一道法兰、阀门。

目前国内与液氨有关的设计规范、管理标准主要针对防火防爆，对氨中毒的防范存在一定疏漏。

《防止氨泄漏事故的重点要求》是针对火力发电厂液氨脱硝氨区设计、运行管理相关标准不够完善，以及在实际设计建造过程中对现有标准执行不到位等问题而研究制订的，其主要思路首先是采取措施有效防范液氨泄漏，其次是强化液氨泄漏后的吸收稀释能力，从而有效控制氨的扩散，缩小影响范围。

具体条文对应解释如下：

1总平面布置

1.1现行的相关国家、行业标准中对一些具体项目的要求存在不一致，为确保氨区设计布署全面满足安评、环评的各项要求，并切实预防氨泄漏事故的发生和扩大，明确从严执行标准的原则。

1.2明确氨区的总体区域划分，并确定各区域的名称。

1.3从安全管理、运行维护等多方面考虑，电厂液氨区应集中布置，每个电厂内只设一个液氨区。

考虑部分电厂装机容量不断扩大，投运机组越来越多的实际情况，对不同期机组的烟气脱硝氨区，可根据液氨储罐投运的时间进行分组。

为确保液氨泄露时消防喷淋吸收效果，消防喷淋水系统按储罐组分别设置，每个储罐组的储罐数不超过三只。

根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160，可燃液体罐组的防火间距取26m。

若因场地条件限制不能达到26m的，应在液氨储罐组间增设高至遮阳棚顶的防火隔墙，这同时也可减少液氨泄露扩散，便于查找泄露点和确保消防喷淋水的利用效率。

1.4目前一些火力发电厂氨脱硝系统设计的防火间距采用《建筑设计防火规范》GB50016中表4.4.1减少50%的标准，远低于《石油化工企业设计防火规范》GB50160中的相关要求。

为避免液氨泄漏事故扩大，要求新建氨区内各建、构筑物与相邻工厂或设施的防火间距须符合《石油化工企业设计防火规范》GB50160中第4.1.9条的相关规定，同时满足安评、环评的具体要求。

已建氨区防火间距达不到要求的，应重点强化防止氨扩散的措施和事故警报系统，确保事故情况下能够有效控制氨的扩散，并实现相关人员及时撤离。

1.5最新版《大中型火力发电厂设计规范》GB50660要求氨区设置不低于2.20米的非燃烧实体围墙。

为与实体围墙相适应，氨区的大门也应采用阻燃实体门，不应采用钢格栅或钢栅栏门。

为避免出现被困人员逃生时需穿越氨泄漏区或扩散区的情形，氨区围墙上应设置两个或以上对角或对向布置的安全出口，且不应上锁，以便于被困人员迅速安全撤离。

1.6氨属于有毒可燃气体，一旦出现氨泄漏事故，人员疏散时应向上风位置撤离。

液氨区安装风向标能够明确指示事故发生时的风向，为人员撤离指明方向。

1.7为便于统一管理和应急处置，液氨卸料区应尽可能设置在氨区围墙内。

由于场地条件限制，卸料区和万向充装管道系统只能设于液氨区围墙外的，应在万向充装管道系统周围设置围栏，防止无关人员靠近和触碰。

1.8为避免车辆操作失误撞击万向充装管道系统，导致液氨泄漏，在万向充装管道系统周围应设置防撞桩。

1.9根据《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047第4.4.1条，装置控制室、配电间等不宜在朝向设备的一侧开门。

由于液氨泄漏后与空气混合形成密度比空气大的蒸汽云，为避免人员穿越“氨云”，氨区控制室和配电间出入口门不得朝向装置区。

2系统配置

2.1压缩机入口前必须设置气液分离器，以防止管道内冷凝液带入压缩机。

2.2液氨储罐液相进料管接口设置止回阀是为了避免液相进料管泄漏时，大量液氨从液氨储罐外漏。

经测算，万向充装系统到储罐液相进料管上的止回阀区间的管道中存有约60kg液氨；运输槽车紧急切断阀的动作时间为<5秒,5秒内泄漏的液氨可达约200kg。

为防止传输过程中液氨泄漏造成人员伤亡，要求万向充装系统使用具有防泄漏功能的干式快速接头或增设止回阀。

干式快速接头符合美国石油学会和欧洲标准，采用无滴漏设计，可最大限度地减少介质在传输过程中的泄漏。

罐车侧干式快速接头一般为公接头，本身具有止回功能，万向充装系统一侧母接头一般不具止回功能。

2.3控制液氨储罐本体开孔数量和孔径，是为了降低液氨接口损坏大量氨泄漏的风险。

2.4与液氨储罐直接连接的法兰、阀门、液位计、仪表等相对集中布置，有利于在局部加强喷淋消防的强度，在发生接口泄漏的情况下提高水喷淋吸收稀释的效果。

2.5液氨储罐接口设置双阀可降低因为阀门损坏造成氨泄漏的风险。

另一个为自动阀，可由保护动作自动关闭止漏。

2.6《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004、《钢制化工容器设计基础规定》HG/T20580、《压力容器》等规范中明确规定了液氨储罐的设计压力、设计温度和材质要求。

考虑到与液氨储罐本体连接的第一道阀门、法兰及附件泄漏造成的危害较大，要求按公称压力提高一等级选用。

2.7为降低液氨管道、阀门、法兰及附件的泄漏风险，在符合相关规程、标准的基础上，对选材要求进行明确，并在一定程度上加以提升。

最低设计温度应根据当地月平均最低气温的最低值（当月各天的最低气温相加后除以当月的天数）确定。

2.8防止在液氨储罐充装过程中出现溢出和泄漏。

2.9夏季环境温度升高可引起储罐内液氨的温度升高、压力升高，导致卸料压缩机能耗升高、安全阀动作，严重者还可能导致超压爆炸，故液氨储罐应设超温、超压保护装置。

超温保护自动联锁启动喷淋降温，超压保护动作时自动切断进料。

2.10根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493，可燃气体和有毒气体的检测系统，应采用两级报警。

一级报警为常规报警，设定值为50%PC-STEL（短时间接触允许浓度），二级报警作为启动水喷淋联锁信号，设定值小于等于100%PC-STEL（短时间接触允许浓度）。

2.11《石油化工企业设计防火规范》GB50160中规定防火堤内有效容积不小于一台最大储罐的容量，且液化烃储罐组宜设不高于0.6米的防火堤。

《建筑设计防火规范》GB50016中4.2.5条规定甲、乙、丙类液体储罐组防火堤的设计高度应比计算高度高出0.2m，且其高度应为1.0～2.2m。

考虑液氨泄漏时会有大量消防喷淋水流入，防火堤的容量应适当增大，故明确防火堤的高度为1m，且液氨储罐至防火堤内侧基脚线的水平距离应不小于3m。

2.12液氨蒸发区管径较小，且消防喷淋水量也较小，为便于人员逃离，确定围堰高度为600mm。

蒸发器直接加热有可能造成温度和压力超过设计值，造成爆炸或泄漏。

同时明确了设计超温和超压报警的要求和设置围堰的要求。

2.13参照《化工工艺系统工程设计技术规定：

人身防护应急系统的设置》（HG/T20570.14-95），明确了洗眼器的设置要求。

2.14确保氨区废水的排放不对环境产生影响。

宜配置2台废水泵，单台出力应不小于50m3/h

2.15应对液氨储罐基础沉降情况进行观测，防止储罐整体结构及与其相连的管道、法兰等因基础沉降而受到影响导致强度降低或破裂。

3防静电、防雷措施

3.1氨区入口设置的人体静电导除装置采用静电握手形式主要是从醒目和操作的方便性考虑。

3.2跨接线也可采用其他连接形式，详见《化工企业静电接地安装通用图》（CD90B）。

3.3根据《石油化工静电接地设计规范》（HG3097），也可采用在可靠接地的金属栏杆上留出长约一米裸露金属面的方式。

3.4根据《交流电气装置接地》（DL/T621）第6.2.18条规定，液氨卸料区应设置接地端子，接地端子的设置位置根据《化工企业静电接地设计规程》（HG/T20675）附录1规定。

为防止运输槽车所带接地线质量不佳、不符合规范要求等问题，发电企业应在接地端子箱处配置专用的接地线。

3.5由于管径一般小于液氨储罐进料管且弯管较多，万向充装系统管道内介质流速较高，易产生静电积聚，故强调万向充装系统两端均应可靠接地。

3.6根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058附录三规定。

3.7明确液氨区避雷设施的设置原则。

4水系统设计

4.1为确保氨区消防喷淋系统能够完全覆盖所有可能发生泄漏的点，强调必须由工艺、给排水、消防专业共同配合进行氨区水系统的设计。

4.2明确氨区水系统的用途，强调液氨泄漏时消防水系统的稀释吸收作用。

4.3强调液氨储罐冷却喷淋系统和消防喷淋系统应分别设置，且采用不同的水源。

冷却喷淋系统水源为工业水，喷淋强度符合《建筑设计防火规范》GB50016中8.2.5条规定》。

4.4明确消防喷淋水和室外消火栓不应采用同一套分支母管，而应分别从全厂消防水母管接入，避免出现一开室外消防栓则消防喷淋水强度降低，影响喷淋吸收效果的情况。

根据《石油化工企业设计防火规范》8.5.2要求，氨区消防管道应设置为环状管道，避免因管道原因导致氨区消防系统无水情况。

4.5由于蒸发区和装卸区同样存在可能发生泄漏的情况，强调蒸发区和装卸区也应设置消防喷淋系统。

根据《石油化工企业设计防火规范》8.10.13要求，消防喷淋供给强度不小于6L/min·m2；《水喷雾灭火系统设计规范》表3.1.2中防护冷却时乙类储存设施供给强度为6L/min·m2，闪点高于120度的液体火灾供给强度为13L/min·m2。

《水喷雾灭火系统设计规范》条文解释说明：

6L/（min·m2）供给强度是接近控制壁温，防止储罐壁强度下降的临界值，10L/（min·m2）供给强度可获得露天有风条件下保护储罐干壁的满意效果。

考虑到液氨储罐同时设置单独的冷却喷淋系统，可在发生泄漏时同时开启，能有效保障对于事故状况下泄漏氨气的吸收。

综上考虑，液氨储罐消防喷淋系统供给强度应不小于9L/min·m2。

4.6经现场核查，集团公司系统内火电企业液氨储罐本体最大开孔孔径为80mm。

按DN80管道5mm法兰间隙半周泄漏计算，20℃情况下液氨的最大泄漏速度为0.93t/min。

由氨水饱和浓度为34%，可知完全吸收情况下所需水流量约为2m3/min。

按吸收效率为50%计，消防喷淋吸收水流量应不小于4m3/min。

考虑容积较小的储罐其防火堤容积较小，且吸收比较高，针对不同公称容积的储罐规定了相应的消防喷淋水流量数值。

明确按照9L/min·m2计算后消防喷淋水流量小于规定数值的情况下进行局部补强的方式，可针对易发生泄漏的区域增设第二套需操作启动的应急喷淋系统。

4.7氨区属重大危险源，同时考虑在液氨泄露时可能出现室外消火栓处于泄漏区无法使用的情况，故适当减小消火栓的布置距离，增加氨区消火栓数量。

4.8明确消火栓及消防水枪的设置要求，强调需配备直流/喷雾两用水枪，确保覆盖范围和消防效果。

4.9氨区设置2.2m实体围墙导致在围墙外使用消防水枪难以实现针对泄漏点有效喷水吸收，因此要求在氨区围墙上指定位置设置固定式万向水枪，确保能够有效覆盖泄漏点较为集中的区域。

明确固定式万向水枪的数量、水源、给水强度及具体功能要求。

为方便固定式万向水枪的运行操作,在氨区围墙外增加操作平台。

4.10严寒地区应保证管道内水流速度和喷头强度，避免在冬季造成喷水冻结的情况。

可采用开式系统并设置排空阀，其作用是在控制阀后管道内存水的情况下进行排空，防止管道内水冻结，必要时地下管道亦应采取伴热。

4.11氨区消防喷淋系统应定期试喷，以保证消防水随时可用，且与氨气泄漏检测器动作自动联锁启动可靠。

5安全防护

5.1氨区为重大危险源，应设计视频监视系统，对液氨储罐区、蒸发区、卸料区进行监视，并将视频信息接入DCS。

5.2为便于紧急情况下的应急指挥和人员疏散，氨区应设语音警报系统，可分别由就地和集控操作启动。

为避免误报造成恐慌，不建议采用氨泄漏自动联锁启动方式。

5.3氨区安全色执行《安全色》GB2893，以及《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识》GB7231等相关规范的规定。

6接卸管理

6.1《火电厂烟气脱硝（SCR）系统运行技术规范》DLT335中5.3项规定了卸氨操作的具体流程和有关注意事项。

6.2对液氨运输单位的资质，运输槽车等提出明确要求。

6.3紧急切断阀是防止液氨运输槽车内液氨大量泄漏的最后一道防线，干式快速接头是防止装卸过程中液氨泄漏的重要装置。

为确保接头质量可靠，推荐使用进口的干式快速接头，且应严格按照使用说明书定期检查、维护、更换。

6.4为防止液氨运输罐车在卸氨时溜车导致装卸接口脱离，液氨运输罐车必须停靠到指定位置。

待车辆停稳后，在车两侧后轮设置轮挡，确保车辆的卸氨过程中不会移动。

6.5减少在卸料区逗留的人员，同时最大程度避免产生火源。

6.6明确液氨接卸人员的技能要求。

6.7紧急切断阀是防止液氨运输槽车内液氨大量泄漏的最后一道防线，需确保其完好、动作可靠。

6.8经计算，静风情况下60kg液氨泄漏的影响半径约为10m，60kg液氨泄漏的影响半径约为16m，故装卸液氨过程中半径16m范围内只允许押运员和接卸操作员逗留。

6.9避免产生静电积聚和火花的有效措施。

6.10压力小于2.0MPa液氨的经济流速为0.50-1.0米，且根据《防止静电事故通用导则》GB12158中规定，对大型容器灌装烃类液体时，在油管未浸入液面前，其流速应限制在1m/s以内。

按照DN80进料管计算，卸氨流量可按18m3/h进行控制，其他管径的进料管应经计算后确定卸氨流量。

6.11避免因启动槽车导致空气中的残氨着火、爆炸。