1. 前言
危险化学品因其易燃、易爆、有毒、有害的性质,在生产、使用、贮存、运输、废弃过程中,可能发生事故,造成众多人员的伤亡或形成社会灾害性事故。火力发电厂在生产过程中不可避免地使用各种类型的危险化学品,为了对危险化学品事故进行有效的控制,必须预先对危险化学品的性质、可能发生事故的途径、危害程度及可能涉及的范围等因素进行分析,确保减少危险化学品事故的危害程度,根据发电企业的自身特点,真正将“安全第一,预防为主”方针落到实处,确保把危险化学品事故危害降到最低水平,实现救灾减灾的目的,维护企业安全和稳定。
2. 火力发电厂常用危险化学品的种类及特性
危险化学品,按危险特性分为8类,包括爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、有毒品和腐蚀品等。
易燃、易爆危险化学品的大量泄漏,其气体(蒸气)可能与空气混合形成爆炸性气团,飘散到较远的地方遇到着火源引爆并迅速回火到泄漏处,引起火灾、爆炸事故的发生。可燃危险化学品的燃烧热值一般较高,发生火灾后火势迅速扩大,温度高,热辐射强,使消防人员难以靠近,增大了灭火的难度;同时,附近的设备、容器因受热而内压升高,可能造成容器破裂或爆炸,扩大事故的危害。爆炸产生的碎片和冲击波能使附近的人员伤亡,建筑物和设备受到损坏,引起连锁反应。另外,大多数危险化学品在燃烧、爆炸过程中产生一氧化碳、氮氧化物等有毒烟气,威胁附近人员的安全。有毒物质的大量泄漏,尤其是在常温常压下为气态和易挥发的物质,其产生的有毒气体能迅速扩散到生产区域以外的场所,造成人畜中毒、植物枯死等社会灾害性事故。某些有毒物质泄漏到水、土壤中,会造成环境污染,造成极其恶劣的社会影响。
火力发电厂根据机组容量及辅助设备的不同,使用的化学品略有不同,但目前大多数大型火电厂常用的危险化学品基本一致,主要有:氢气、氯气、氨水、联氨、强酸强碱、抗燃油、六氟化硫等。这些化学品具有易燃、易爆、有毒、有害的特点,大多数危险化学品同时具有这些性质,因此,在安全管理工作中必须综合考虑。
3. 火力发电厂常用危险化学品分布状况及特性
1、氢冷发电机组冷却介质--氢气(H2)
发电厂氢冷发电机组利用氢气传热能力和散热能力等良好特性,将氢气作为发电机的冷却介质。
氢气为无色无臭无味气体,具有易燃易爆特性,它是以燃烧、爆炸为主要特征的危险气体。氢气的最小点火能为0.02 MJ,只需很小的能量如静电火花,就足以引起燃烧、爆炸。氢气的爆炸极限为4.0%~75.6%。氢气爆炸极限的下限很低,范围宽,遇火极易爆炸。氢气对空气的相对密度很小,为0.07;扩散系数很大,为0.634 cm2/s,一旦大量泄漏,便可逸散在空中迅速大范围扩散,与空气形成爆炸混合物,且遇火爆炸燃烧后的火焰容易顺风迅速蔓延扩展。
当气体从容器、管道口或其破损处高速喷出时会产生静电。由于静电看不见、摸不着,容易被忽视,所以静电火花是引起氢气发生火灾事故的重要隐患。氢气从钢瓶、制氢缸等处高速喷出时,瓶内部存有铁锈、水、螺栓衬垫处的石墨或氧化铝等杂质都是产生静电的主要原因。
2、锅炉给水处理用药品--氨水(NH3?H2O)或液氨、联氨(N2H4)
发电厂在锅炉补水处理中,利用氨水调节给水pH值,加入联氨等除氧剂进行化学除氧,从而防止给水系统发生腐蚀。
氨水(NH3?H2O)为无色有强烈刺激气味液体,具有弱碱性,易挥发。氨水有一定的腐蚀作用,会刺激眼睛,烧伤皮肤,引起呼吸困难或强烈窒息性咳嗽。浓度约为 5mg/l 时,有强烈刺鼻气味,浓度为 20-50mg/l时,眼和咽喉有刺激感。对粘膜和皮肤有碱性刺激及腐蚀作用,可造成组织溶解性坏死。高浓度时可引起反射性呼吸停止和心脏停搏。
液氨为无色液体,由气态氨液化而得,储于耐压钢瓶或钢槽中。当压力减低时, 则气化而逸出, 同时吸收周围大量的热,空气中最高容许浓度为30 mg/m3, 易溶于水, 遇水则变为有腐蚀性的氨水。液氨受热后瓶内压力增大,有爆炸危险,空气中氨蒸气浓度达15.7%-27.4%,有引起燃烧危险。
联氨(N2H4)为无色油状液体,有类似于氨的刺激气味。联氨易挥发、易燃、易爆,极毒,对眼睛有刺激作用,能引起延迟性发炎,对皮肤和粘膜也有强烈的腐蚀作用。
3、机组循环冷却水杀菌或生活水杀菌剂--氯气(Cl2)或液氯
发电厂通常向循环水中加氯杀死水中微生物,防止微生物在凝汽器内繁殖,形成粘垢,引起传热效率的降低和腐蚀。有的电厂在生活水中加氯进行杀菌。
氯气(Cl2)为黄绿色气体,有窒息性臭味,有毒,一般操作场所空气中含氯不得超过0.001毫克/升。它是一种强氧化物质,可以与普通物质发生剧烈的爆炸性反应,或生成爆炸性化合物。当氯气暴露于潮湿的组织,如眼睛、皮肤和上呼吸道时,则会发生快速的腐蚀反应,会引起咳嗽、喉及支气管狭窄、肺水肿、眼睛和咽喉的灼伤等。
氯气在压力增加或者在温度低于-30℉时,呈一种清亮的、琥珀色液体状态,氯气通常被压缩成液体形式储存在钢制容器中。
4、水处理设备再生药剂、锅炉本体及灰管道、汽机凝汽器等的化学清洗药品--工业盐酸(HCl)及氢氧化钠(NaOH)等
发电厂在水处理设备再生过程中,多使用盐酸(HCl)及氢氧化钠(NaOH),在锅炉本体及灰管道、汽机凝汽器等的化学清洗中多采用盐酸(HCl)、氢氟酸、亚硝酸钠等。
盐酸为无色液体,一般含有杂质而呈黄色。是一种强酸,有强烈的腐蚀性,能腐蚀金属,对动植物纤维和人体肌肤均有腐蚀作用。其气体对动植物有害,是极强的无机酸。
氢氧化钠也称烧碱,市售烧碱分固态、液态,纯固体烧碱呈白色,有块状、片状、棒状、粒状,纯液体烧碱呈无色透明体。氢氧化钠有强碱性,对皮肤、织物、纸张等有强蚀性。
在锅炉等化学清洗中还有可能用到氢氟酸等,氢氟酸是氟化氢气体的水溶液,为无色透明至淡黄色冒烟液体,有刺激性气味,可经皮肤吸收,对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性。氢氟酸中的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用,皮肤与氢氟酸接触后, 氟离子不断解离而渗透到深层组织, 溶解细胞膜,造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死。氟离子还可干扰烯醇化酶的活性使皮肤细胞摄氧能力受到抑制。吸入高浓度的氢氟酸酸雾,会引起支气管炎和出血性肺水肿。
在化学清洗过程中,除了用到酸、碱,还有钝化剂和缓蚀剂。这些试剂都对人体有着直接或间接的毒害作用。亚硝酸钠常用作清洗过程中的钝化剂,误食亚硝酸钠一定量可引起高铁血红蛋白血症,血管扩展、脉搏加快、血压降低。化学清洗过程中的缓蚀剂根据所选用的品种不同,也具有相当的毒性。
5、电液控制系统用油--抗燃油(EH油)
发电厂电液控制系统所用抗燃油是一种抗燃性的纯乙磷酸脂液体,难燃性是磷酸酯最突出特性之一,在极高温度下也能燃烧,但它不传播火焰,或着火后能很快自灭,磷酸酯具有高的热氧化稳定性。
抗燃油是有毒或低毒的,大量接触后神经、肌肉器官受损,呈现出四肢麻痹,此外对皮肤、眼睛和呼吸道有一定刺激作用。
6、灭弧和绝缘气体--六氟化硫(SF6)
在电力工业中,SF6是一种重要的介质,它用作封闭式中、高压开关的灭弧和绝缘气体。SF6气体的卓越性能实现了装置经济化、低维护化的操作。与普通装置相比,可以节省最多90%的空间。
六氟化硫(SF6)为无色、无味、无臭、无毒的惰性非燃烧气体。纯净的六氟化硫气体是无毒的,但不能维持生命。尽管纯SF6气体是无毒无害的,但在其生产过程中或在高能因子作用下,则会分解产生若干有毒甚至剧毒、强腐蚀性有害杂质,如SF4、SOF2、SF2、SO2F2、HF等均为毒性和腐蚀性极强的化合物,对人体危害极大。
7、其他危险化学品--化学分析药品、剧毒药品、水处理设备的化学防腐药剂等
发电厂在分析化验水、煤、油、气等试验过程中,不同程度地使用并接触到一些危险化学分析药品,如遇高温、摩擦引起剧烈化学反应的硝酸铵等爆炸品,氢气、乙炔、甲烷等易燃气体,丙酮、乙醚、甲醇、苯等易燃液体,高锰酸钾、过氧化氢、氯酸钾等强氧化剂,强酸、强碱等腐蚀性药品,氰化钾、三氧化二砷、氯化钡等剧毒品。在化学水处理设备、管道及某些主设备防腐工作中,使用并经常接触到苯类、酮类、树脂类、橡胶类等易燃、易爆、有毒的试剂。
4. 发电厂常用危险化学品的安全管理
发电厂使用危险化学品的车间及班组,必须建立、健全危险化学品使用的安全管理规章制度,保证危险化学品的安全使用和管理。根据危险化学品的种类、特性,在车间、库房等作业场所设置相应的监测、通风、防晒、调温、防火、灭火、防爆、泄压、防毒、消毒、中和、防潮、防雷、防静电、防腐、防渗漏、防护围堤或者隔离操作等安全设施、设备,并按照国家标准和国家有关规定进行维护、保养,保证符合安全运行要求。对本单位的生产、储存装置定期进行安全评价,发现存在现实危险的,应当立即停止使用,予以更换或者修复,并采取相应的安全措施。