某环保设施超低排放改造项目安全设施设计.docx
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某环保设施超低排放改造项目安全设施设计
**************公司
****环保设施超低排放改造项目
安全设施设计
****
1设计依据
1.1法律法规
表1-1法律、法规
序号
名称
发文字号
施行日期
1
中华人民共和国安全生产法
中华人民共和国主席令第13号
2014-12-01
2
中华人民共和国防震减灾法
中华人民共和国主席令第7号
2009-05-01
3
中华人民共和国消防法
中华人民共和国主席令第6号
2009-05-01
4
中华人民共和国突发事件应对法
中华人民共和国主席令第69号
2007-11-01
5
中华人民共和国环境保护法
中华人民共和国主席令第9号
2015-01-01
6
中华人民共和国防洪法
中华人民共和国主席令第88号
1998-01-01
7
中华人民共和国电力法
中华人民共和国主席令第60号
1996-04-01
8
中华人民共和国劳动法
中华人民共和国主席令第28号
1995-01-01
9
中华人民共和国特种设备安全法
中华人民共和国主席令第4号
2014-01-01
10
危险化学品安全管理条例
中华人民共和国国务院令第591号
2011-12-01
11
气象灾害防御条例
中华人民共和国国务院令第570号
2010-04-01
12
特种设备安全监察条例
中华人民共和国国务院令第549号
2009-05-01
13
生产安全事故报告和调查处理条例
中华人民共和国国务院令第493号
2007-06-01
14
建设工程安全生产管理条例
中华人民共和国国务院令第393号
2004-02-01
15
电力安全事故应急处置和调查处理条例
中华人民共和国国务院令第599号
2011-09-01
16
河北省安全生产条例
河北省第十届人民代表大会常务委员会公告2005年第38号
2005-09-01
1.2部门规章
表1-2部门规章
序号
名称
发文字号
施行日期
1
国务院关于坚持科学发展、安全发展，促进安全生产形势持续稳定好转的意见
国发[2011]40号
2011-11-26
2
国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知
国发[2010]23号
2010-07-19
3
安全生产事故隐患排查治理体系建设实施指南
安委办[2012]28号
2012-07-03
4
生产经营单位安全培训规定
国家安全生产监督管理总局令第80号修改
2015-07-01
5
生产安全事故应急预案管理办法
国家安全生产监督管理总局令第17号
2009-05-01
7
工作场所职业卫生监督管理规定
国家安全生产监督管理总局令第47号
2012-06-01
8
危险化学品目录（2015版）
国家安监总局等十部门公告〔2015〕第5号
2015-05-01
9
关于深入开展电力安全生产标准化工作的指导意见
电监安全[2011]21号
2011-08-03
10
关于进一步加强企业安全生产工作的意见
冀办发[2010]30号
2011-02-16
11
河北省作业场所职业卫生监督管理办法
河北省人民政府令[2008]第12号
2010-08-12
12
河北省《生产安全事故应急预案管理办法》实施细则
冀安办[2009]13号
2009-05-31
13
河北省生产经营单位其他从业人员安全生产培训实施办法（试行）
冀安监管人[2008]12号
2008-03-04
2建设项目概述
2.1建设单位基本情况及设计范围
2.1.1建设单位的基本情况
**************公司（以下简称“该公司”）现有2台300MW亚临界燃煤发电机组。
每台炉设置一套选择性催化还原法脱硝装置、两台电袋复合式除尘器装置。
2.1.2设计范围
本次安全设施设计的设计范围为：
****环保设施超低排放改造项目选址、总平面布置及建构筑物、工艺、设备、安全管理以及该项目内的公辅设施等方面内容。
2.2建设项目基本概况
2.2.1建设项目名称、性质、总投资、建设地点
建设项目名称：
****环保设施超低排放改造项目
建设项目性质：
技术改造
建设项目总投资：
万元，其中安全投资万元，占总投资额的%。
项目建设地点：
**************公司厂区内
2.2.2建设项目产品方案和设计规模
建设项目产品方案：
本项目产品为粉尘浓度≤5mg/Nm3（标态、干基、6%氧）的烟气。
2.2.3建设项目主要技术方案和工艺流程
2.2.3.1建设项目主要技术方案
该项目除尘工艺采用吸收塔出口烟道加设径流式湿式电除尘技术的设计方案。
通过静电除尘器后的烟气经石灰石-石膏湿法脱硫技术进行脱硫后，从吸收塔出口的净烟气经径流式湿式除尘器再次除尘，径流式湿式电除尘技术的基本原理是将收尘阳极板垂直于气流方向布置，使粉尘收到的电场力与引风力的方向在同一水平线上，粉尘颗粒在引风力与电场力的共同作用下，在新型阳极板上完成捕集。
本项目所采用技术方案成熟，运行稳定，有良好的使用业绩，能够稳定可靠的满足5mg/Nm3的特别排放限值。
在同行业中处于领先水平。
2.2.3.2工艺流程
唐山热电有限责任公司****每台炉设置一套选择性催化还原法（SCR）脱硝装置、两台电袋除复合式尘器和一套FGD装置（采用石灰石-石膏湿法脱硫技术）。
除尘器出口的烟尘浓度约为20mg/Nm3，FGD出口粉尘浓度约为15mg/Nm3，氮氧化物排放浓为50-80mg/Nm3,二氧化硫排放浓度为30-50mg/Nm3。
通过脱硝、静电除尘、脱硫后，从吸收塔出口的净烟气经径流式湿式除尘器再次除尘。
本次改造完成后烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放限值分别不高于5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3。
2.2.4主要生产设备、设施
该项目主要设备、设施见表2-2。
表2-2主要生产设备、设施一览表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
一
径流式湿式除尘器本体
1
旋转电极及驱动装置
16800*5950
套
4
2
收尘极板
1000*1000*45
套
4
三
清洗排污系统
1
柱塞泵
3D3SZ（K20000）
台
2
2
补水泵
台
2
3
全自动清洗过滤器
CNAF-NT03-1.6
台
1
4
排污泵
台
2
5
液位计
UHZ-510CLRQ0~4500mm24V4~20A
套
1
6
合金喷嘴
个
368
2.2.5主要原辅材料
该项目生产过程中使用的原辅材料烟气处理量为2×1263779Nm3/h。
烟气参数详见下表。
表2-3烟气参数一览表
项目
单位
数据
备注
FGD出口烟气量
Nm3/h
1263779
标态、湿基、6%氧
FGD出口烟温
℃
51.5
—
FGD出口粉尘浓度
mg/Nm3
15
现场实际运行数据
2.2.6建设项目主要经济技术指标
该项目主要经济技术指标一览表详见下表。
表2-4主要经济技术指标一览表
序号
项目
单位
指标
1
处理烟气量
Nm3/h
2×1263779
2
烟尘排放浓度
mg/Nm3
≤5
改造后系统增加阻力
Pa
375
3
年利用小时
H
5500
4
项目静态投资
万元
5700.1
5
静态单位千瓦造价
元/kW
95
6
年维护费用
万元
8
7
年大修费用
万元
128
8
年耗电量
kWh
2×175×5500
9
年粉尘排放量
吨/年
2×35
2.3建设项目周边环境状况
（1）地形、地貌
建设场地位于河北省唐山市路北区滨河路2号，所处地貌单元为滦河中晚更新世冲洪积扇顶部，为低山丘陵区与山前倾斜平原交接部位。
拟建场地地面标高41～52m，场地地势较平坦，地形简单，地貌类型单一。
（2）地层结构特征
在试验线沿线钻探深度范围内，出露的地层为第四系人工堆积层、第四系全新统冲洪积堆积层和第四系上更新统冲洪积堆积层；各层的岩性特征分述如下：
①第四系人工堆积层
杂填土：
褐色～黄褐色，松散～稍密，以建筑垃圾为主，含碎砖块、碎石和灰渣等，以粉土及细砂充填，局部地段以生活垃圾为主。
②第四系全新统冲洪积堆积层
粉质黏土：
褐红色，硬塑，含氧化铁，加大量的砂颗粒。
细砂：
黄褐色，松散～稍密，稍湿，成份以石英、长石为主，含少量云母，偶见细圆砾。
细砂：
褐黄色，中密，稍湿～潮湿，成份以石英、长石为主，含少量云母。
③第四系上更新统冲洪积堆积层
细砂：
黄褐色，密实，潮湿，成份以石英、长石为主，含少量云母，偶见细圆砾。
唐山属暖温带半湿润季风气候，四季分明，冬季寒冷干旱，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽。
该区域主要气象气候特征见下表。
3建设项目危险、有害因素及危险、有害程度分析
3.1主要物料危险、有害因素分析
该公司****环保设施超低排放改造项目涉及的物料为脱硫后的烟气（烟气的主要成分为氮气、二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、粉尘）和水。
依据《危险化学品目录（2015版）》，二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮虽在目录中列出。
但本项目烟气中其含量很小，不构成危险化学品。
即便如此，若烟气管道发生泄漏，仍可能对作业人员产生中毒危害。
表3-1除尘器入口烟气组分、含量与危险特性表
烟气组分
氮气
二氧化碳
粉尘
二氧化硫
水
氮氧化物
含量
76.2
vol-%
13.2
vol-%
20
mg/Nm3
35
mg/Nm3
6
vol-%
80
mg/Nm3
危险特性
窒息
窒息
粉尘
有毒、有强刺激性
——
有毒，有刺激性
本项目中存在高温烟气管道，FGD出口烟温为51.5℃，若高温烟气泄漏可能对作业人员产生灼烫危害。
燃煤电厂烟气虽然在脱硫过程中已除去了大部分的二氧化硫，但在脱硫后，烟气湿度通常较大，烟气中单位体积的稀释硫酸含量相应增加，对处于脱硫系统下游的径流式电除尘器化学腐蚀危害较大。
3.2周边环境条件危险、有害因素分析
3.2.1自然因素条件危险、有害因素分析
1）地震
地震是一种能产生巨大破坏作用的自然现象，尤其对建筑的破坏作用明显，作用范围大，进而威胁设备和人员的安全。
依据《中国地震动参数区划图》，该地区地震基本烈度为8度，基本地震加速度值为0.20g，如果该项目的建（构）筑物抗震等级未按此要求设防，存在着因地震可能发生建（构）筑物破坏、坍塌、人员伤亡、设备损坏的危险。
2）雷击
雷击可以造成建筑物倒塌，设备损坏，人员伤亡，该项目所在地年均雷暴日天数32.7天，该项目充分考虑雷电伤害，按照《建筑物防雷设计规范》等有关依据进行设计。
3）高温
本工程区域内极端最高气温39.6℃。
夏季气温过高使人容易中暑；设备运行散热条件差，易烧毁设备；温度急剧变化时，因热胀冷缩，造成材料变形或热力过大，会导致材料破坏；高温、高湿环境会加速材料的腐蚀；高温环境可使火灾危险性增大。
若未采取有效的防暑降温措施，高温会对装置和人员产生较大的不利影响。
4）低温
冬季气温过低可能导致人员冻伤或冻坏设备、管道，导致设备和管线破裂，影响设备正常运行，从而造成事故危及人身安全。
5）不良地质
厂址选择在地质、水文等条件不适合厂房建设的地方，则可能引起厂房坍塌等事故的发生。
6）大雨、暴雪
厂址选择应考虑当地洪水、内涝等的威胁。
该厂没有处于洪涝地区，排水设施通畅，一般不会造成洪水、内涝灾害。
建（构）筑物设计时若未考虑积雪厚度的影响，建筑施工及选材时不符合要求，或遭遇百年一遇以上大的雪灾，积雪厚度过大，建构筑物可能因积雪过厚造成坍塌事故。
本项目所在区域历史上最大积雪厚度22cm，建（构）筑物均采用钢结构，稳定性较好，一般不会因积雪过厚造成坍塌事故。
因此雨、雪对本项目影响较小。
3.2.2社会环境条件危险、有害因素分析
该项目位于该公司脱硫装置区内，属于****除尘设备改造项目。
该项目新增设备与该公司原有建（构）筑物之间的距离满足规范要求，本项目存在的主要危险有害因素为作业场所的火灾、高温灼烫、触电、坍塌、高处坠落、物体打击、机械伤害、车辆伤害、噪声与振动、粉尘、中毒、淹溺等，主要对本项目作业人员产生危害，对厂内原有设施及周边单位和人员的影响较小。
3.3总平面布置及建（构）筑物危险、有害因素分析
（1）厂区内未按功能分区进行布置，各区未按照危险性一致的原则进行划分，各分区之间未采用道路进行分割，减少各分区之间的相互影响。
可能存在火灾、车辆伤害等隐患。
（2）平面布置对建（构）筑物采光、通风、防火间距如不能满足要求，会造成火灾蔓延扩大等危险。
（3）厂区道路不顺畅，道路未设限速、超高等安全警示标志。
则在人员参观巡检、以及设备检修期间可能造成物体打击、机械伤害等事故。
（4）若厂区道路不能满足消防和疏散要求，发生事故时，人员不能及时疏散、影响应急救援人员进入现场时间，抢险器材运困难，造成事故的扩大蔓延。
（5）平台及楼梯孔、设备孔洞的周围未按要求设置护管、栏杆或盖板，各类梯子、平台选材不当，使用过程中腐蚀严重、年久失修、均可能导致高处坠落事故的发生。
（6）建、构筑物防雷接地设施如有缺陷，容易造成雷电伤害。
（7）建筑物耐火等级若不能满足要求，建（构）筑物的地基、钢架结构的防火涂层处理不好，可能造成建筑物的坍塌或事故的扩大化。
（8）建（构）筑物得地基处理、基础选型、建（构）筑物形式、荷载大小及抗震等级未充分考虑厂区地质情况，可能会导致地基沉降、房屋坍塌等事故的发生。
综上所述，总平面布置及建（构）筑物，可能存在的主要危险、有害因素有：
火灾、坍塌、触电、高处坠落、物体打击、机械伤害等。
3.4安全管理影响后果分析
该项目建成后依托该公司的安全管理。
该公司建立了安全生产管理组织机构，配备了安全管理人员；制定有安全生产管理制度、岗位责任制、操作规程；特种作业人员已经过有关部门培训，持证上岗；对从业人员进行安全教育和培训，培训合格后持证上岗；为员工配备符合标准的劳动防护用品。
安全管理制度的不完善和执行不到位都可能引起诸多事故的发生。
（1）该项目对于该公司是一个新项目，管理人员和从业人员对径流式湿式除尘器第一次应用，属于应用新工艺、新技术、使用新设备。
操作和管理人员不了解、掌握其安全技术特性，未对从业人员进行车间和班组级培训，本工程的从业人员就不能具备必要的安全知识和安全技能。
在生产和操作过程中发生操作失误，发生事故。
（2）负责人和安全管理人员应具备相关的安全知识和处理安全隐患的能力。
如不进行相关的安全培训，就可能由于指挥不当或应急措施不当，导致事故影响范围扩大。
（3）企业未组织制定湿式静电除尘器的有关安全生产责任制、安全操作规程、应急措施和有关应急预案，就容易导致事故发生。
（4）企业的安全投入不足，对隐患整改不及时，甚至不能保证基本的安全生产，可能造成各种事故。
（7）企业安全检查不到位，存在的隐患不能及时发现和整改，可能造成事故。
（8）设备、设施的管理不完善，可能因设备设施存在隐患引发事故。
（9）职工劳保用品、应急器材、消防器材等管理不完善，可能造成职工的人身伤害或事故的扩大化。
3.9重大危险源分析及检测监控
3.9.1重大危险源辨识辨识
3.9.1.1危险化学品重大危险源辨识
根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2009），重大危险源的辨识指标规定：
长期地或临时地生产、加工、使用或储存危险化学品，且危险化学品的数量等于或超过临界量的单元。
该项目危险物质为烟气，烟气中的二氧化硫、氮氧化物（主要由一氧化氮和二氧化氮组成）、一氧化碳、以及脱硝过程中未完全反应的氨并非单独存在，且含量极低，不构成危险化学品，因此本项目不构成危险化学品重大危险源。
3.9.1.2压力容器、锅炉、压力管道重大危险源辨识
该项目范围内不涉及锅炉、压力容器、压力管道，因此，锅炉、压力容器、压力管道不构成重大危险源。
3.9.2检测与监控系统
该项目不存在危险化学品、压力容器、锅炉及压力管道重大危险源，也不涉及重大危险源的检测与监控。
4安全设施设计中采取的防范措施
4.1危险物料防范措施
该公司****环保设施超低排放改造项目生产过程中涉及的原、辅材料主要为脱硫后烟气，对危险物料的防范措施如下：
（1）脱硫后的烟气利用密闭的烟道输送，输送烟气的烟道采用密闭化，有效防止粉尘及中毒伤害。
（2）烟气脱硫后的径流式电除尘器，采用PLC系统进行自动化控制和管理，湿式静电除尘器设计采用水膜在线清灰，没有阴阳极振打装置，不会产生二次飞扬。
（3）作业人员佩戴有效个体防护用品对现场进行巡检作业，定期对测量仪器（微尘测量仪、压差变送器、压力变送器、温度传感器）检查，运行正常时方可运行。
4.2周边环境及厂址选择危险因素防范措施
（1）本项目厂址区域处于平原地区，不容易发生地质灾害。
（2）出入口公路运输便利。
（3）该项目布置于该公司脱硫装置区内。
4.3总平面布置和建筑设计安全防范措施
本工程项目厂区自然平坦，竖向布置采用平坡式，维持厂区原有竖向布置不变。
每台机组安装两台径流式湿法除尘器。
每台径流式湿式除尘器长为7.5m,壳体宽为3.5m（不包括喇叭口），壳体高为16m。
除尘器进出口喇叭和烟道与原烟道保证进行对接。
4.4工艺、设备安全防范措施
（1）绝缘子与阴极框架的连接件选用耐高温、耐低温、耐腐蚀、不粘附的聚四氟乙烯材料代替传统金属材料，较少维护频率。
（2）径流式湿式电除尘器的阳极板、阳极框架、阴极框架、阴极线、内部钢结构、气流均布板、冲洗水管、喷淋水管、进口与出口烟道均全部采用2205双相不锈钢。
阴阳极均采用横向布置，改变粉尘的受力情况。
（4）在均布板上部设计喷淋系统，防止均布板堵塞，保证气流的均匀性。
（5）阴极线与阴极框架焊接成型后，其平面度误差不超过5mm；阳极板与阴极线之间进行极距调整误差不超过5mm；调整完毕后各固定装置焊接牢固。
（6）绝缘子密封防潮设计
1）上部、侧部绝缘瓷缸采用风帘技术进行密封防潮，在绝缘瓷缸外部增加保温箱，由罗茨风机送入热风，从而保证瓷钢的干燥状态。
2）热空气通过绝缘瓷缸顶部的气孔进入瓷缸内部，将污湿物阻挡在瓷绝缘子外，延长静电除尘器的运行周期，从根本上防止污闪现象的发生，减少维护频率。
3）在绝缘瓷套下面设有防雾罩，去除烟气中的雾滴，保证侧部瓷套时刻处于干燥状态。
（7）旋转电极设计
1）单台旋转电极有效面积设计为7m（烟道宽）×14m（烟道高）=98m2。
2）采用2205材料制作1000mm（长）×520mm（宽）的金属网板作为阳极板；
3）采用电焊技术，将金属网板焊接在旋转电极框架内；
4）前后两层网板间距离1.2m，运行时前后压差≤120Pa；
5）旋转电极移动速度：
0.5-1.0m/min，配置一台3KW电机和一台减速机；根据需要通过变频器进行调速。
（8）绝缘子结露和爬电，设置电加热装置
烟气中的酸雾和水分在绝缘子表面冷凝引起爬电，不仅影响电压升高，而且造成绝缘子击穿，设备损坏，本项目在绝缘子周围设功率为48KW的绝缘子电加热器32个，对绝缘子进行加热。
4.5供配电系统安全防范措施
（1）电气设备采取必要的机械、电气联锁装置以防止误操作。
（2）电气设备设计严格按照带电部分最小安全净距执行。
（3）电气设备选用有五防设施的设备，对配电室加锁，严格执行工作票制度。
（4）紧急事故采取声光显示及必要的其它知识信号，设置自动联锁装置以给出处理事故的方法。
（5）各元件的控制回路均设有保险、信号、监视、跳闸等保护措施；
（6）所有电气设备有防雷击设施并有接地设施。
除尘器设置闭合的接地网，并与主接地网有可靠的电气连接，设置4个连接点。
（7）本项目径流式湿式除尘器位于主体烟囱防雷保护范围内,故不增设防雷保护。
明敷的接地线表面涂15～100mm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹。
（8）为确保电气设备的正常运行及操作工人的安全，区域内所有正常不带电的电气设备（包括电动机）金属外壳均作接地保护。
（9）本次新增加电除尘MCC采用双电源切换的供电方式。
（10）该项目除尘器用电负荷为二级。
本次改造不需新增设不停电电源系统及直流系统。
（11）事故照明电源均采用自带蓄电池的应急灯作为事故照明，应急照明时间不小于60min,应急灯接于正常照明回路，正常时不使用，事故时使用。
（12）照明采用动力与照明共用的380/220V中性点接地的三相四线制供电系统。
（13）电缆设施采用必要的防火措施，在通向控制室、夹层的竖井或墙洞及盘柜底部开孔处，采取有效阻燃的封堵措施。
5事故预防及应急救援措施
依据《中华人民共和国安全生产法》、《关于进一步加强安全生产工作的通知》、《关于加强安全生产事故应急预案监督管理工作的通知》，为保证厂内发生生产安全事故时，能够及时、有效地实施应急处理与救援，最大限度地减少人员伤亡和财产损失，应对可能出现的事故进行及早预防并制定应急救援措施。
5.1应急救援组织或应急救援人员的设置或配备情况
针对可能发生的各类事故，企业制定了详细的事故应急救援预案。
设置应急救援组织，明确应急救援指挥机构总指挥、副总指挥、各成员单位及其相应职责。
应急救援指挥机构根据事故类型和应急工作需要，可以设置相应的应急救援工作小组，并明确各小组的工作任务及职责。
5.1.1应急救援指挥机构
本项目建成后，依托应急救援指挥机构，由总经理任总指挥，各副总经理为副总指挥，各部门、车间主管安全的领导为应急救援指挥机构组成人员。
设置24小时值班的应急救援办公室，负责日常管理及组织协调工作。
5.1.2应急救援队伍组成及主要职责
应急救援队伍由抢修、现场救护、医疗、治安、消防、交通管理、通讯、供应、运输、后勤等各类人员组成，应急救援队伍中有明确的指挥人员和作业人员。
指挥人员主要由公司各职能部门抽调人员组成，作业人员从各岗位人员中选拔，每个岗位均应有人员参加。
救援队伍的任务分工如下：
通信联络队：
担负各队之间的联络和对外联系通信任务。
治安队：
担负现场治安，交通指挥，设立警戒，指导群众疏散。
消防队：
担负灭火、洗消和抢救伤员任务。
抢险抢修队：
担负抢险抢修指挥协调。
医疗救护队：
担负抢救受伤人员。
运输队：
担负消防、抢险物资的运输任务。
5.2消防队伍的依托或者建设情况
该厂所处位置交通便利，该项目除利用该公司自身的消防力量外，若发生重大火灾时，可得到唐山当地消防队的及时救援。
5.3应急救援器材的配备情况
应急救援器材是开展应急救援工作必不可少的条件。
平时做好装备的保管工作，保证装备处于良好的使用状态，一旦发生事故就能立即投入应用。
各种应急救援器材必须经常性维护保养，发现失效、损坏要及时补充、更换。
本项目应急救援器材的配备情况见下表：
表5-1应急救援器材配备情况
序号
物资名称
单位
数量
配备地点
要求
1
正压式呼吸器
套
2
集控室
操作工会正确使用
2
防毒面具
套
2
集控室
操作工会正确使用
4
防护眼镜
副
2
集控室
操作工会正确使用
5
防烫服
套
2
集控室
操作工会正确使用
4
氧气包
升级会员 