对神华煤直接液化项目消防安全的探索

神华煤制油工程项目位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，距伊旗阿镇约35km，距东胜市80km。是神华集团有限责任公司在内蒙古境内兴建的世界最大的煤直接液化项目，也是国家“十五”期间以煤代油、能源转移的重点开发性项目，该项目的建设，对扭转我国“富煤贫油”的局面及西部大开发都具有重大的战略意义和深远的时代意义。神华煤制油工程项目分两期建设，总生产规模为年产成品油500万吨，一期规模为320万吨，目前建设的一期工程将于2007年底全面建成，2008年打通全厂工艺流程。神华煤直接液化工艺在关键技术和核心设备方面，都采用了全新理念和设计，具有重大创新性，主要采用神东分公司上湾三号煤为原料，采用神华和煤炭科学研究总院联合开发的列入国家“863”计划的纳米级催化剂，在供氧熔剂的作用下，通过几次高温高压加氢反应，向掺有催化剂的煤浆中加入氢气，将煤炭中的大分子转化为小分子，再经过对煤液化产物进行加氢提质反应，生产出石脑油、柴油和液化气等产品。生产过程是在高温、高压下进行，原料、产品、半成品及副产品，绝大多数为可燃性固体、气体或液体，因此从原料的输入，到装置加工，直至产品的输出，均有发生火灾爆炸的危险，其消防安全的重要性是第一位的。

一、工艺装置火灾危险性

1、煤液化备煤装置及危险物料。备煤装置是煤液化的第一步，主要任务是接收合格粒度的精煤，将精煤进行磨粉、干燥，为煤液化装置先期工程提供合格的煤粉。装置生产规模为216.83t/h液化煤粉，年操作7440h。危险物料是煤尘、天然气。

2、催化剂制备装置及危险物料。催化剂制备装置的主要任务是以煤、硫酸亚铁、氨、氧气为原料，通过溶液反应生成含FeOOH的煤浆，含FeOOH的煤浆经过滤脱水、干燥后，制得合格的催化剂产品，为神华煤直接液化项目工程6000吨/日煤液化装置提供催化剂。催化剂制备装置主要由以下几个工段组成：催化剂原料、煤制浆、催化剂制备、催化剂过滤、催化剂一段干燥、催化剂二段干燥粉碎、催化剂输送。危险物料是硫酸亚铁、氨与燃料气。

3、煤液化装置及危险物料。煤液化装置是本工程的核心装置，装置分为油煤浆制备部分、反应部分、分馏部分，其工艺十分复杂。主要危险物料是液化轻油、液化重油、液化气、干气、氢气、硫化氢、硫、煤尘。

4、加氢稳定装置及危险物料。加氢稳定装置的主要作用是为煤液化装置提供满足要求的溶剂，并且对煤液化装置生产出来的液化油进行全馏分预加氢。危险物料是煤液化油、氢气、石脑油、硫化氢、二硫化碳以及单质硫。

5、加氢改质装置及危险物料。加氢改质装置的任务是深度改善稳定加氢油的质量，提高柴油十六烷值的必要手段，主要危险物料是石脑油、柴油、氢气、液化气、燃料气、硫化氢、液氨、原料油、硫、CS2。

6、空分装置及危险物料。空分装置以空气为原料，通过离心式空气压缩、分子筛空气净化、两级空气精馏的方法将空气分离为氧气和氮气，供煤制氢装置、备煤装置、煤液化装置使用。主要危险物料是氧气、氮气、氨。

7、含硫污水汽提装置及危险物料。装置处理自煤液化装置、加氢稳定装置、加氢改质装置、硫磺回收装置、轻烃回收装置、脱硫等装置排放的含硫污水。含硫污水的处理采用双塔汽提、氨精制+氨吸收+氨蒸馏的氨回收工艺。主要危险物料是污油、H2S、NH3。

8、酚回收装置及危险物料。装置工艺分五个部分，即萃取、溶剂和氨的脱除、溶剂的回收、废液系统及溶剂贮存。主要危险物料是酚、二异丙基醚、氢氧化钠、H2S、NH3。

二、煤液化项目消防设施情况

液化厂拥有一套以分散控制系统（DistributionControlSystem-DCS）为核心，配以若干子系统共同构成现代化的、网络化的、功能先进的、高度集成的、具有先进水平的全厂自动化控制系统。具有比较完善的火灾探测、火灾报警、火灾防护和火灾扑救能力和设施。

全厂生产厂区实际总占地约为200ha，按同时发生两处火灾考虑（生产装置区或罐区一处，辅助生产区一处）。生产厂区设置稳高压消防水系统（管网压力0.8MPa～1.0MPa）、消防给水泵站一座、消防泡沫站三座及消防站一座。最大消防用水量地点为液化气、液氨罐区(其中包括2个3000m3液化烃球罐)，最大泡沫混合液用量点为柴油拱顶罐区（其中包括4个20000m3拱顶罐）。液化烃球罐采用固定式自动水喷雾冷却系统。油品拱顶罐、内浮顶罐采用固定式水喷淋冷却系统和固定式遥控低倍数泡沫灭火系统。铁路装卸区设置稳高压消防水系统，设置消防分站一座。各装置、单元内均设有移动式灭火器，用于扑灭初期火灾。

三、防火安全措施

根据各装置火灾危险的特点，防火安全设计本着“预防为主，防消结合”的原则，从预防火灾发生、防止火灾蔓延和消灭火灾三方面采取措施，确保安全。

1、总平面布置防火要求。总平面布置以“符合设计规范、保障安全生产、工艺流程合理、节约工程建设投资、方便检修和考虑发展、注重环境质量”为原则，为防止可能泄漏的可燃气体或可燃液体对工艺装置或有明火、人员集中等场所造成重大影响，将油罐区布置在厂区东南角的地势较低处，同时也保证了与铁路装卸区的距离为最短；锅炉房、火炬设施、污水处理场、硫磺回收装置、脱硫及污水气提装置等有较重污染源的设施，尽量靠近厂区边缘布置，并位于主导风向的下风向；厂前区位于主导风向的侧风向，预留的空分装置、制氮装置、空压站等位于全年主导风向的上风向；汽车装卸设施和厂前区分别单独设置围墙与厂内其它设施分开保证安全需要。

2、危险物料的安全控制。对危险物料的安全控制是防火防爆最有效的措施之一。工程从原料的输入加工、直至产品的输出，所有可燃物料始终密闭在各类设备和管道中。各个连接处采用可靠的密封措施。装置加工和油品储运过程控制采用DCS系统，并设有越限报警和连锁保护系统，确保在误操作或非正常工况下，对危险物料的安全控制。大型压缩机都留有串行通信接口用于连接ESD。装置泄压或开停工吹扫排出的可燃气体，均送入火炬系统。在各危险区域设可燃气体浓度报警器，进行监测和报警。对与大容量储罐相连接的泵，其紧急截止阀安装在泵及设备的安全距离之外，并可在发生火灾时可进行远程紧急制动切断可燃物料。锅炉房制粉工序设计设置了氮气灭火系统，当煤粉发生自燃时，氮气迅速充入系统，使系统内隔绝氧气，达到灭火目的。对与大容量储罐相连接的泵，其紧急截止阀安装在泵及设备的安全距离之外，并可在发生火灾时可进行远程紧急制动切断可燃物料，各油罐组均设有防火堤。

3、电气防火。为了将突然停电引发事故的危险降至最低，供电系统采用双电源供电方式。仪器仪表的电源采用不间断电源（UPS）。为减少电缆着火及损坏的危险，装置内动力配线主要采用阻燃电缆在电缆桥架内架空敷设，局部采用电缆直埋和电缆穿钢管敷设。紧急电源及仪表电缆线在危险区域地上使用时，采用相应级别的电缆电线。装置、罐区及油品装卸区，均按GB50057-94《建筑物防雷击设计规范》（2000版）和GBJ65-83《工业与民用电力装置的接地设计规范》的规定，设防雷击、防静电系统。由于煤液化装置工艺过程复杂，装置高温、高压、临氢，如发生火灾、爆炸等恶性事件，将导致装置的极大破坏和人员伤亡，造成重大经济损失和严重的社会不良影响，因此本工程在煤液化装置、备煤装置、煤制氢装置、加氢稳定装置、加氢改制装置、硫磺回收装置内采用安全可靠的、独立于控制系统之外的安全仪表系统(SIS)。

4、火灾报警。全厂火灾报警系统中设有电话119报警系统和全厂火灾自动报警系统（含：火灾自动报警部分、消防信息管理系统、火警受理部分及警报部分）。电话119专用号报警系统是利用数字程控电话交换机系统将报警电话报至厂消防站的电话受警设备。火灾报警控制系统是利用火灾自动报警系统设备通过自动或手动方式将火警报出，并对其进行控制的系统。

5、工业电视监控系统。根据生产和管理的需要，神华煤直接液化项目设置全厂统一的电视监视系统。在煤液化联合控制室（UCR1）、锅炉联合控制室（UCR4）、给水消防加压及泡沫泵站（UCR06）、厂调度站设控制节点，电视监视控制节点由矩阵控制设备、分配器、通讯单元等组成，各电视监视控制节点间组成全厂统一网络，各电视监视控制节点间可实现摄像机图像的相互切换、控制。

6、通风措施。配电间为夏季消除余热兼作事故排风，设置定期开启的轴流通风机用于排风，风机设于外墙上。对于氢压缩机厂房，为排除可能积聚在屋顶上部的氢气及其它有害气体，在屋顶设置球型风帽。对于产生油气的泵房及生产氨气等有害气体的生产厂房，设置屋顶离心风机或轴流通风机用于排风。对于存放有可能产生有害气体的物品的仓库，设置轴流通风机排风。对于化验室，为确保工作人员的安全，设置通风柜防止实验中产生的有毒有害气体扩散，并利用可变风量的机械通风系统维持工作区内微负压，防止工作区空气向非工作区扩散。对于空分装置、制氢装置压缩机厂房，压缩机电机滑环正压通风，设正压送风系统，送风系统取风口设在防爆区3m以外。

7、排水安全措施。为了防止火灾蔓延，在装置内的塔、炉、泵、冷换设备等区围堰的排水出口及建筑物、管沟等排水出口均设置水封，水封高度不小于250mm，含油污水管道的干管最高处设置排气管。全厂的含油污水干管、支干罐，在各单元间用水封井隔开；主干管上，两水封井之间的管道长度不超过300m。

四、对消防安全保卫的认识

1、加强认识，提前介入。煤液化项目是全国瞩目的重点工程，现即将竣工开车，消防安全保卫工作摆上了重要议事日程，消防安全要求也十分苛刻，容不得半点马虎。对此，各级消防部门要从大局出发，讲政治，保稳定，从细小环节入手，提前介入，熟悉工艺流程和消防要害，加强检查，确保不发生纰漏。

2、强化培训工作。煤液化项目整个工艺流程都存在火灾和爆炸危险性，对上岗技术人员的消防安全素质要求很高。对此，消防部门要未雨绸缪，热情服务，提前确定培训教员，认真备课，有针对性的确定授课内容，做到专业性和实践性的统一。

3、加强协同演练。消防部门要与煤制油消防专职队密切配合，强化指导，共同对单位做到“五熟悉”有预见性的分析火灾发生的可能性并展开讨论和制定灭火方案，确定战斗编队，定岗、定人、定指责，提出缺点和不足，不断完善，确保发生问题能打有准备之仗。