成鋒¹，金偉²

（1.湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖北武漢430040；2.中國五環(huán)工程有限公司，湖北武漢430223）

　　摘要：采用預(yù)光危險(xiǎn)性分析方法對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電的秸稈氣化系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于儲(chǔ)氣罐來用道化學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算，得到儲(chǔ)氣罐爆炸的破壞半徑。采用補(bǔ)償系數(shù)得到補(bǔ)償后的破壞半徑，并提出預(yù)防措施。

　　0引言

　　為推動(dòng)我國生物能源、生物材料等生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，國家發(fā)改委決定在2006年-2007年，實(shí)施生物質(zhì)工程高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)。實(shí)施期間，將可促使非糧原料生物能源、生物基材料實(shí)現(xiàn)10萬噸以上的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)[1]。

　　湖北沙洋充分利用當(dāng)?shù)刎S富的秸稈資源投資興建湖北沙洋力人再生能源有限公司15MW生物質(zhì)發(fā)電工程，用可再生的生物質(zhì)能替代一次能源(如化石燃料等)，不僅可緩解能源的短缺狀況，而且有助于優(yōu)化當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)，減輕常規(guī)能源的供應(yīng)壓力。下面針對(duì)秸稈氣化系統(tǒng)進(jìn)行安全分析。

　　1秸稈氣化系統(tǒng)的組成

　　秸稈氣化系統(tǒng)主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、燃?xì)獍l(fā)生裝置、儲(chǔ)氣裝置、焦油裂解裝置、燃?xì)鈨艋宀糠纸M成。秸稈氣化是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的象稻稈、油菜稈、玉米稈等秸稈在缺氧狀態(tài)下通過熱化學(xué)反應(yīng)，將秸稈中的碳轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w的過程。產(chǎn)出的可燃?xì)怏w可供民用炊事、取暖、農(nóng)產(chǎn)品烘干、發(fā)電等使用。秸稈氣化是在氣化爐內(nèi)完成的。秸稈燃料經(jīng)過預(yù)處理后利用輸料皮帶送至氣化爐底部爐排上進(jìn)行燃燒，氣化后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庖来谓?jīng)過旋風(fēng)分離器、裂解器、蒸汽過熱器、省煤器、氣體清洗裝置(機(jī)械除塵和濕式除塵，機(jī)械除塵采用旋風(fēng)分離器，濕式除塵由噴射洗滌器和洗滌塔組成）后，燃?xì)鉁囟韧瑫r(shí)也得到了降低，然后由羅茨風(fēng)機(jī)送入儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐通往燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組，燃?xì)庠谌細(xì)鈨?nèi)燃機(jī)組做功發(fā)電。

　　2秸稈氣化系統(tǒng)的安全預(yù)評(píng)價(jià)

　　對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)作安全預(yù)評(píng)價(jià)，采用預(yù)先危險(xiǎn)性分析方法，因?yàn)樵摲椒▽?duì)危險(xiǎn)性等級(jí)進(jìn)行劃分。定量分析的方法根據(jù)系統(tǒng)的特性，對(duì)可能發(fā)生爆炸的儲(chǔ)氣罐進(jìn)行道化學(xué)分析。

　　2.1秸稈氣化系統(tǒng)單元預(yù)先危險(xiǎn)性分析

　　秸稈氣化系統(tǒng)單元預(yù)先危險(xiǎn)性分析見表1[2]。

　　從表中可以看出氣化爐爆炸的事故等級(jí)最高，根據(jù)事故的觸發(fā)條件需要采取以下措施。

　　1）加強(qiáng)氣化爐的監(jiān)控，保證氣體輸出通暢，防止積聚大量氣體。

　　2)定期檢查氣化爐各項(xiàng)儀表，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理。

　　3)工作人員須穿戴防護(hù)用品，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)。

　　2.2儲(chǔ)氣罐道化學(xué)火災(zāi)、爆炸指數(shù)法分析

　　儲(chǔ)氣罐中主要成分是甲烷，選取本工程秸稈氣化系統(tǒng)單元儲(chǔ)氣罐作為具體評(píng)價(jià)對(duì)象，采用道化學(xué)（DOW)火災(zāi)、爆炸指數(shù)法（第七版）[3]進(jìn)行分析，得到一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1為1.50，特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2為3.36，單元危險(xiǎn)系數(shù)F3為F1與F2的乘積5.04，火災(zāi)爆炸指數(shù)F&EI=F3×MF=105.84,安全設(shè)施補(bǔ)償系數(shù)為0.76，計(jì)算結(jié)果匯總列表2。

　　根據(jù)火災(zāi)爆炸指數(shù)分析得知：

　　1）經(jīng)以上計(jì)算可知，未經(jīng)安全措施補(bǔ)償時(shí)，儲(chǔ)氣罐的危險(xiǎn)等級(jí)達(dá)到了危險(xiǎn)級(jí)(Ⅲ級(jí))，未經(jīng)補(bǔ)償?shù)谋┞秴^(qū)域半徑為27.1m。

　　2）經(jīng)過安全措施補(bǔ)償后，暴露區(qū)域半徑為20.6m，儲(chǔ)氣罐的火災(zāi)爆炸指數(shù)為臨界級(jí)(Ⅱ級(jí))，說明裝置的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)可以通過安全補(bǔ)償措施得以降低，雖然周圍無重要建（構(gòu)）筑物，但是仍能波及到廠內(nèi)道路及場(chǎng)外，有可能對(duì)周圍人員及過往車輛等造成傷害和損壞。

　　3）計(jì)算表明儲(chǔ)氣罐為應(yīng)該重點(diǎn)控制的危險(xiǎn)單元。應(yīng)加強(qiáng)儲(chǔ)氣罐的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力處于安全狀態(tài)；儲(chǔ)氣罐周圍嚴(yán)禁煙火，防止因氣體泄漏遇火源發(fā)生火災(zāi)、爆炸：為防止儲(chǔ)氣罐一旦發(fā)生爆炸波及到廠外，傷及無辜，在儲(chǔ)氣罐周圍的墻體應(yīng)為防爆墻。

　　3結(jié)論

　　通過對(duì)秸稈氣化系統(tǒng)的預(yù)先危險(xiǎn)性分析和對(duì)儲(chǔ)氣罐的道化學(xué)分析，有針對(duì)性地提出了預(yù)防措施，使秸稈氣化系統(tǒng)基本處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。由于秸稈氣化發(fā)電在中國屬于新興的能源發(fā)電，在許多方面還處于不成熟的探索階段，比如無法測(cè)出儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體的具體成分，依靠現(xiàn)有的技術(shù)，只能在原料輸送初始階段控制其成分。在這方面，還需要進(jìn)一步的研究和探討。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]2006年中國生物能源行業(yè)研究咨詢報(bào)告。

　　[2]湖北安源安全環(huán)?？萍加邢薰揪幹?，湖北沙洋力人再生能源有限公司15MW生物質(zhì)發(fā)電工程安全預(yù)評(píng)價(jià)報(bào)告。

　　[3]蔣軍成，郭報(bào)龍，工業(yè)裝置安全衛(wèi)生預(yù)評(píng)價(jià)方法，化學(xué)工業(yè)出版社，2004.