某60万吨年煤制甲醇工程安全性分析公用工程剖析Word格式.docx
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目录
1绪论1
1.1安全评价概述1
1.2项目概况2
1.3煤制甲醇工艺流程3
1.3.1煤制甲醇工艺原理及流程3
1.3.2煤制甲醇工艺流程设计4
1.4主要评价内容5
2危险有害因素辨识5
2.1辨识方法介绍5
2.2辨识结果及分析5
2.2.1变配电系统危险、有害因素分析5
2.2.2给排水系统危险、有害因素分析6
2.2.3空压系统危险、有害因素分析6
3危险性评价7
3.1评价单元划分7
3.2评价方法介绍7
3.3评价过程8
3.3.1变配电单元故障假设分析评价8
3.3.2空压站单元安全检查表分析评价10
4安全对策措施17
4.1变配电系统安全对策措施17
4.2给排水系统安全对策措施18
4.3空压系统安全对策措施18
4.4安全管理措施18
5总结19
参考文献20
1绪论
目前,我国的工业正以前所未有的速度向横向和纵向两个方向快速发展，不
少过去是空白的生产领域正在不断地被填补，大批新产品、新工艺、新设备不断涌现。
由于其中不少新建、改建、扩建的工业生产处于火灾、爆炸、有毒的危险环境中，故安全生产问题正面临新的挑战。
而我们国家向来对安全生产问题十分重视。
在我国，现已在立法上明确规定了“三同时”的生产原则，即新建、建、扩建工程的劳动安全卫生设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用，从而使安全问题纳入法治轨道。
安全措施的设计与施工能否达到保证安全生产的要求，应当由专业安全评估人员给予评估。
在作出合格结论后，再由上级主管部门批准才允许生产。
“安全评价”是一门新兴的学科分支。
其研究方向是针对不同的具有潜在危险的生产、科研、生活领域的特殊性，开发与创造出各种有效、易行的安全预评价方法。
由此可见，“安全评价”涉及面很广，与众多学科密切联系，与实际的被预评价问题有极强的结合力。
可以说，假如说未能对被预评价对象广泛而深刻的了解，没有很深的洞察力，即使安全预评价方法很完善，作出的预评价结论就可能很肤浅，“走过场”甚至得出错误的结论。
本文决定选用泛海煤制甲醇公司公用工程部分为预评价对象，并选择适当的现有安全预评价方法进行安全预评价，并在预评价中发现问题，深入讨论，提出自己的见解和安全对策措施与建议，作为“安全预评价”上一种方法探索的尝试。
1.1安全评价概述
所谓安全预评价是以系统安全为目的，应用系统工程原理和方法，对系统中存在的危险因素、有害因素进行辩识与分析，判断系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。
虽然安全预评价的领域、种类、方法、手段繁多，而且预评价系统的属性、特征及事件的随机性千变万化，各不相同，究其思维方式却是一致的。
对此可归纳出以下四个基本原理，即：
1）相关性原理
一个系统，其属性、特征与事故和职业危害存在着相关性，这是系统因果评价方法的基础。
2）类推原理
指己知不同事件之间的相互联系规律，则可利用先导事件的发展规律来分析迟发事件的发展趋势，采取相应措施防患于未然，实现安全生产。
3）惯性原理
任何事物在其发展过程统中，从其过去到现在以及延伸至将来，都具有
一定的延伸性，利用惯性可以研究系统的未来发展趋势。
4）量变到质变原理
任何事物在其发展过程统中都存在着量变到质变的规律。
同样，在一个系统中，许多有关的因素也都存在着量变到质变的规律：
在预评价一个系统的安全时，也都离不开从量变到质变的原理。
目前已开发出数十种安全预评价方法，每种预评价方法的预评价目标、方法特点、适用范围、应用条件、工作量均不尽相同，各有其特点和优缺点。
随着安全评价的不断发展，在国内外出现了许多评价方法，常用的评价方法有：
安全检查表法、预先危险性分析、故障类型及影响分析、危险与可操作性研究、故障树分析、事件树分析、日本劳动省六阶段法、道化学火灾爆炸指数法、蒙德法等。
1.2项目概况
根据总体规划，本项目在内蒙古山格架化工园区一期先行建设60万吨/年煤制甲醇装置，同时考虑预留二期建设120万吨/年煤制甲醇装置的项目用地，给排水的管网系统、消防管网系统拟一期、二期统一考虑。
根据总体规划及分步实施要求，60万吨/年甲醇生产装置是泛海180万吨/年煤制甲醇（一期工程）的一期工程，同时在总图上预留二期的120万吨/年规模的甲醇生产装置的位置。
工厂操作时间为8000hr/a，产量为60万吨/年甲醇（优等品），副产品为硫磺1154吨/年。
本项目电源由政府组织实施，在厂区附近建设区域变电站，以110kv电压、单电源向本项目供电，完全能满足装机总量约380601kw，设计有功计箅负荷25880kw的用电要求。
同时，该地区将建设一条10kv专用线路，作为项目保安电源。
本项目计划开采地下水，市政供水，可满足本项目日最大生产用水量用水要求。
目前已取得该地区水利主管部门批准的取水许可证。
生活用水可通过市政生活供水管网供给，循环水以及脱盐水通过循环水站和脱盐水站提供。
1.3煤制甲醇工艺流程
1.3.1煤制甲醇工艺原理及流程
①气化。
高温常压下，煤与水蒸汽，空气等气化剂，在四氧化三铁的催化下，反应转化为一氧化碳、氢气。
;
②合成气的净化。
通过连续的循环过程，对合成气进行提纯和净化。
③甲醇合成。
一氧化碳与氢气的化学计量比是1：
2左右，压力20MPa左右，温度300－400℃，进行甲醇的合成。
过程中生成的二氧化碳用高压水吸收法分离。
。
④甲醇的精制。
通过精馏塔进行甲醇的精制，通过在精馏塔内甲醇的不断循环，产出达到甲醇标准的气体。
图1煤制甲醇工艺流程
1.3.2煤制甲醇工艺流程设计
空分工艺设计空分装置主要流程为：
本空分装置采用常温分子筛预净化、由空气增压透平膨胀机提供装置所需冷量、液氧液氮双泵内压缩、低压氮气采用氮气压缩机（外压缩）。
空分装置暂按选用两套40000Nm3/h氧气的空分装置计。
空分工艺采取常温分子筛予净化，流程简单、运行稳定、安全可靠，可以大大延长装置的连续运转周期。
气化工艺设计本工程暂拟选用GE（德士古-Texaco）煤气化技术该气化装置包括水煤浆制备、气化、灰水处理三个工段，关键设备有气化炉、锁渣罐、碳洗塔等。
气化炉是水煤浆气化装置的核心设备，本项目拟选用三台气化炉（Φ3200/3800，H14500），两开一备，日处理煤量2632.8t/day（含水14%）。
变换和净化工艺设计本项目采用部分变换调控合成气的H2/CO，控制反应温度低于催化剂使用温度上限。
选用国产耐硫变换催化剂。
采用水煤浆气化，且由于气化压力较高（达6.5MPaA）、变换气中CO2较多、净化脱硫要求高（净化气总硫不大于0.1PPm）等的具体情况，而选用了物理吸收法。
本项目气体净化系统选用Linde低温甲醇洗工艺技术。
采用二级克劳斯加尾气加氢处理的硫回收工艺。
甲醇合成工艺设计采用预塔、加压塔和常压塔三塔精馏流程。
1.4主要评价内容
本文主要对煤制甲醇的公用工程部分进行危险辨识及安全评价，并提出了相关控制事故的措施。
公用工程装置包括热动系统、循环水装置、脱盐水装置、污水处理厂以及全厂给排水、供电、电讯。
2危险有害因素辨识
2.1辨识方法介绍
①对照、经验法
对照、经验法是对照有关标准、法规、检查表或依靠分析人员的观察分析能力，借助于经验和判断能力对评价对象的危险、有害因素进行分析的方法。
②类比方法
类比方法是利用相同或相似工程系统或作业条件的经验和劳动安全卫生的统计资料来类推、分析评价对象的危险、有害因素。
2.2辨识结果及分析
该系统存在的主要危险为触电、火灾、爆炸、断电危险，其次是检修时高处坠落、气体泄漏的中毒和窒息危险。
2.2.1变配电系统危险、有害因素分析
变配电系统危险、有害因素分为两类：
一类是电气设备本身和运行过程中不安全因素导致的危险，主要有触电、火灾、爆炸等；
另一类是自然灾害如雷击。
其中，变压器是供配电系统重要电气设备。
引起变压器爆炸着火的主要原因主要有：
绕组绝缘损坏产生短路；
主绝缘击穿；
变压器套管闪络；
磁路、铁芯故障发热；
大气过电压和内部过电压使变压器绕组主绝缘损毁，造成短路；
动物或金属导线、照明线、锡铂和其他杂物造成变压器短路；
变压器周围可燃物起火，引起变压器短路爆炸、着火等。
2.2.2给排水系统危险、有害因素分析
（1）电线裸露、绝缘破坏、设备外壳带电（电气接地不良）容易引起触电事故的发生；
电气作业如不按照安全用电操作规程作业，可能发生触电事故。
（2）水泵的机械传动部位如未安装防护罩或防护失效，作业人员在检修和操作时接近机械传动部位，有发生机械伤害的可能。
（3）给水系统中的给水设备或控制系统故障会造成给水不正常，可导致消防用水无法保障，一旦遇到火灾可加重企业的火灾损失；
同时消防水量、水压的设计不充分也可影响到消防用水的需求。
2.2.3空压系统危险、有害因素分析
（1）空压机的安全保护系统失效时有超压“爆机”的危险。
（2）空压机选址不当，如设置在有大量散发爆炸性、腐蚀性有害气体及粉尘的厂房和场所，有引发火灾爆炸的可能。
（3）空压机的冷却系统如出现故障（断水或水量不足），有可能引起轴承过热而引发空压机故障停机的危险。
（4）空压机站内如存放油料，在空压机故障时有可能引发火灾。
（5）空压机传动机构润滑油油压过低或断油可引起轴承“咬死”产生干摩擦，引起火花而触发火灾。
（6）空压站内的空气管道，阀门如用材不当，管径、壁厚不符合使用要求，长期使用腐蚀而不及时检验，有可能造成爆炸伤人的危险。
（7）空压机的转动部件如防护不当，有可能引发机械伤害事故。
（8）由于空气过滤器失效，进入气缸的空气不净洁，造成阴阳螺杆磨损而造成“烧机”事故。
（9）空压机运转时产生的高噪声（85dB）对人的听觉器官和神经系统会造成不同程度的损害。
（10）空压机的电气控制系统故障或电源绝缘损坏、接地不良，可引发触电事故和电气火灾；
（11）空压机及输气管线系统出现跑、冒、滴、漏时，将严重影响空压机站的供气质量。
（12）空压机储气罐有爆炸危险。
3危险性评价
安全评价方法是用来进行定性、定量安全评价的工具。
在进行安全评价时，应该根据安全评价目的、对象和要实现的评价目标，选用适当的评价方法。
3.1评价单元划分
评价单元一般是在危险有害因素辨识分析的基础上，为了安全评价需要，根据评价目标和评价方法，将整个评价对象分成若干有限、确定的范围即为评价单元。
常用的评价单元划分原则和方法：
1）以危险有害因素的类别为主划分；
2）按装置和物质特征划分。
该项目评价按照上述原则并参考生产工艺单元和其他影响环节，结合危险有害因素的具体存在情况划分评价单元，把项目公用工程划分为2个单元：
1）变配电单元；
2）空压机单元。
根据煤制甲醇工业（公用工程）的生产特点及危险源类型，变配电单元采取“故障类型与影响分析法（FMEA）”进行分析评价。
空压机单元采用“安全检查表法（SCA）”进行分析评价。
3.2评价方法介绍
空压站单元采用“安全检查表法（SCA）”进行分析评价。
故障类型和影响分析，又名失效模式与影响分析（FailureModesandEffectsAnalysis，FMEA）分析设备故障（或操作不当）发生的方式，简称为失效模式，以及这些失效模式对工艺过程导致的结果。
为失效模式的分析人员提供了一种依据，根据失效模式及影响（后果）决定需对哪些地方进行修改以提高系统的设计。
在FMEA过程中，分析人员只分析设备故障及其后果；
他们很少分析系统正常操作情况下可能出现的破坏或伤害情况。
安全检查表法（SafetyChecklistAnalysis，缩写SCA）是依据相关的标准、规范，对工程、系统中已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。
适用于工程、系统的各个阶段，是系统安全工程的一种最基础、最简便、广泛应用的系统危险性评价方法。
3.3评价过程
3.3.1变配电单元故障假设分析评价
表3-1电气系统的“故障类型和影响分析”表
故障类型
后果影响
原因分析
对应措施
高、低压跳闸
全厂停电、部分回路停电、经济损失。
①老鼠、蛇等小动物侵入电气设备、线路短路；
②配电间环境恶劣、潮湿，电气设备、线路接地；
③土建设计不合理，电缆沟无排水设施，浸水。
①电缆进出口用网格围住，防止小动物进入；
②配电间应有防雨、雪进入的措施，并有通风排湿措施；
③土建设计必须符合配电所设计规范，电缆沟应有排水措施。
变压器着火、爆炸
变压器烧毁全厂停电、停产、重大经济损失
①过负荷运行、超温；
②负载短路，内部短路；
③内部绝缘损坏，保护失效。
①严禁长时间超负荷运行；
②定期检查维护电气设备等，在事故前清除各类隐患；
③严格遵守变压器运行规程，定期检查，确保各项保护齐全有效。
变压器、开关柜等触电
人员伤亡，经济损失
①闲杂人员接近变压器，变压器未设置围栏；
②带电检查，检修变压器，违章作业；
③漏电，人体触及漏电部分；
④设备绝缘损坏；
⑤未穿戴高压绝缘鞋、手套等就动手操作，违章作业。
①变压器设置围栏并挂警示牌；
②杜绝违章作业；
③立即检查，清除漏电点；
④检修或更换故障设备；
⑤加强职工教育，提高职工安全意识和自我保护意识，杜绝违章作业。
开关柜电弧灼伤
人员灼伤
①带负荷分、合隔离刀闸；
②检修或测试时使回路与回路，相与相，相与地间短路。
①严格遵守操作规程；
②检修时加强自我保护意识，集中思想，消除马虎，不在乎的麻痹思想。
电缆、导线着火
设备电气损坏，人员伤亡，引起火灾爆炸等
①电气设备、电源导线容量、额定电压、绝缘等级选择不当，引起电气短路；
②电气设备、材料质量不好，施工不当，电气保护失效；
③着火点附近有可燃物。
①认真对设计进行审查工作；
②规范电气施工，严格把好采购质量关，杜绝假冒、伪劣产品；
③电气设备、电缆、导线附近不得堆放易燃物；
④防止易燃、易爆物质泄漏，并设置报警装置。
电缆、导线等裸露、漏电
人员触电、伤亡，经济损失
①施工不当，造成绝缘损坏，带电部分裸露；
②电缆、导线等保护层老化，绝缘电阻低；
③环境恶劣、潮湿、污染等；
④违章作业；
⑤绝缘击穿及机械损伤引起漏电及设备损坏或未装保护器引起搭连；
⑥人力或其它外力损坏。
①规范电气施工，并加强验收工作；
②加强巡回检查，及时发现并检修、更换；
③保持环境干燥、清洁、加强通风等措施；
④严禁违章，特别要严禁非专业人员进行电气作业；
⑤定期检查和更新设备；
⑥加强职工教育，建立建全规章制度，提高职工安全意识等。
雷电引发的电气事故
①雷电放电产生的极高冲击电压击穿电气设备的绝缘，损坏电气设备和线路引起短路，及二次反击的放电火花导致火灾爆炸事故；
②强大的雷电电流通过导体产生的高温造成易燃物燃烧而引起火灾爆炸事故；
③雷电侵入波使电气设备、线路短路而导致的火灾爆炸事故；
④防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用引起的事故。
各装置、设备、设施及建筑物，应根据国家标准和规定确定防雷等级，设计可靠的防雷保护装置，防止雷电对人身、设备以及建筑物的危害和破坏。
静电引
发的电
气事故
①液体物料传输过程中流速不能有效控制，导致静电荷的积累；
②可能产生静电危险的设备和管道未采取接地措施，导致静电荷的积累。
①降低液体物料在管道中的流速；
②采取静电跨接、直接接地、间接接地等手段，把设备、管道等与大地作可靠的电器连接。
人体误接触带电设备触电事故
①操作人员责任心差、安全知识缺乏导致违反安全操作规程；
②领导法制观念差，不懂安全知识致使电工无证上岗。
①加强对操作工人的教育，增强其工作责任心，增加其安全知识；
②加强对管理人员的安全教育，增强其法制观念，增加其安全知识。
3.3.2空压站单元安全检查表分析评价
表3-2空压站评价单元安全检查表
序号
检查项目和内容
标准依据
备注
1
站房
1.1
缩空气站在厂（矿）内的布置，应根据下列因素，经技术经济比较后确定：
①靠近用气负荷中心；
②供电、供水合理；
③有扩建的可能性；
④避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体以及粉尘等有害物的场所，并位于上述场所全年风向最小频率的下风侧；
⑤压缩空气站与有噪声、振动防护要求场所的间距，应符合国家现行的有关标准规范的规定。
GB50029-2003
1.2
压缩空气站的朝向，宜使机器间有良好的自然通风，并宜减少西晒。
1.3
装有活塞空气压缩机或离心空气压缩机，或单机额定排气量大于等于20m3/
min螺杆空气压缩机的压缩空气站宜为独立建筑物。
压缩空气站与其他建筑物毗连或设在其内时，宜用墙隔开，空气压缩机宜靠外墙布置。
设在多层建筑内的空气压缩机，宜布置在底层。
1.4
压缩空气站的生产火灾危险性类别，除全部由气缸无油润滑活塞空气压缩机或不喷油的螺杆空气压缩机组成的压缩空气站应为戊类外，其他均应为丁类。
1.5
压缩空气站机器间屋架下弦或梁底的高度，应符合设备拆装起吊和通风的要求，其净高不宜小于4m。
夏热冬冷和夏热冬暖地区，机器间跨度大于9m时，宜设天窗。
1.6
机器间通向室外的门，应保证安全疏散、便于设备出入和操作管理。
1.7
隔声值班室或控制室应设观察窗，其窗台标高不宜高于0.8m。
1.8
空气压缩机的型号、台数和不同空气品质、压力的供气系统，应根据供气要求、压缩空气负荷，经技术经济比较后确定。
压缩空气站内，活塞空气压缩机或螺杆空气压缩机的台数宜为3～6台。
对同一品质、压力的供气系统，空气压缩机的型号不宜超过两种。
离心空气压缩机的台数宜为2～5台，并宜采用同一型号。
1.9
站房与居住建筑物，与厂内外道路的距离应大于10米。
1.10
空气压缩机的吸气系统，应设置空气过滤器或空气过滤装置。
离心空气压缩机驱动电机的风冷系统进风口处，宜设置空气过滤器或空气过滤装置。
1.11
螺杆空气压缩机组及活塞空气压缩机组，宜单排布置。
机器间通道的宽度，应根据设备操作、拆装和运输的需要确定，其净距不宜小于相关的规定。
1.12
风冷螺杆空气压缩机组和离心空气压缩机组的空气冷却排风宜排至室外。
1.13
活塞空气压缩机的排气口与储气罐之间应设后冷却器。
各空气压缩机不应共用后冷却器和储气罐。
离心空气压缩机后冷却器和储气罐的配置，应根据用户的需要确定。
1.14
装有活塞空气压缩机的压缩空气站，其空气干燥装置应设在储气罐之后。
进入吸附式空气干燥装置的压缩空气温度，不得超过40℃。
进入冷冻式空气干燥装置的压缩空气温度，应根据装置的要求确定。
1.15
当空气压缩机的立式气缸盖高出地面3m时，应设置移动的或可拆卸的维修平台和扶梯。
吸气过滤器，应装在便于维修之处。
必要时，应设置平台和扶梯。
平台、扶梯、地坑及吊装孔周围均应设置防护栏杆。
栏秆的下部应设防护网或板。
压缩空气站内的地沟应能排除积水，并应铺设盖板。
1.16
离心空气压缩机组的高位油箱底部距机组水平中心线的高度不应
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