火力发电厂风险分析

火力发电厂风险分析火力发电厂风险分析 一 概述 电力是经济发展的基础 而火力发电则是电力能源的重要 组成部分 常见的火力发电是以煤 油 可燃气体为原料在锅 炉内燃烧 使水变为水蒸汽 推动汽轮发电机组发电 其简单工艺流程如下 煤碳 石油或天燃气 燃烧 锅炉水 吸收热能转化为高温高压蒸气 高温高压蒸汽在汽轮机膨胀推 动叶轮而转动机轴 汽轮机转动发电机其能量转变形式如下 化学能 热能 蒸气之焓 机械能 电能除上述以汽轮机发电外 还有直接应用内燃机推动发电的 但这种发电方式发电量一般 不大 仅作为后备供电 但在华南地区 特别是珠江三角洲地 区 不仅有为数不少的此种类型的小型发电厂 还有许多乡镇 企业均自备柴油发电机作为供电的主要方式 其中以煤为原料 的火力发电最为常见 据统计截止到 1997 年底 全国现有电厂总的装机容量约有 2 5 亿 kw 其中燃煤机组容量占总的装机容量的 75 以上 根据 电厂装机容量的大小可把电厂分为 小型电厂 装机容量在 5 万 kw 以下 中型电厂 装机容量在 5 25 万 kw 之间 大型电厂 装机容量在 25 万 100kw 万之间 特大型电厂 装机容量在 100 万 kw 以上 火力发电厂前期投资较大 且资产也比较集中 据了解 国内机组单位千瓦的投资额约为 4000 元人民币 而进口机组则 在 6000 元以上 如宁波北仑港电厂二期工程建设 3 台 60 万 kw 的进口机组 总投资约需 120 亿人民币 另据了解 目前世界 上最大的燃煤机组单机为 90 万 kw 而国内最大的则为 66 万 kw 发电厂火灾危险性比较高 危害也较大 一旦发生火灾事 故 不仅能烧毁发电设备和变配电装置等贵重设备 导致停电 甚至造成死亡 而且还可能使大批工矿企业因断电而造成停产 或其它严重事故 故要切实做好火灾的风险防范工作 二 火灾潜在危险 1 生产过程的第一步 包括燃料的贮存 处理及输送至 锅炉炉膛燃烧 其火灾危险性分别为 煤煤主要有无烟煤 烟 煤 褐煤等 主要成分为碳和氢 此外还含有少量氮和硫 由 于碳及煤碳中所含的黄铁矿和氧气发生氧化反应 缓慢氧化所 释放的热量常能导致煤的自燃 煤中常含有铁屑 木块 石块 等物质 若在送入磨煤机前不将上述物质除去 极有可能造成 机器设备的破坏 还常因在磨煤机处产生火星而导致火灾的发 生 由于煤输送带是连续运转的 故一旦发生火灾 火势将随 着皮带的移动而快速蔓延 势必造成很大的损失 另外 煤粉 管泄露煤粉很容易形成爆炸性粉尘 造成火灾爆炸事故 燃油 燃油一般都是通过输油管道直接由油罐输送至锅炉 其火 灾危险性存在于输油管道燃油的温度和压力 一般情况下 重 油是要通过加温才可以流动的 通过空气或蒸汽加热 一般温 度在 50 80 摄氏度 压力在 690kpa 有时也可达至 6895kpa 在如此高的压力下造成的管道破裂 可导致大量的雾状重油喷 溅 遇明火形成大面积燃烧 天然气 天然气的主要成份为炭氢化合物 主要有甲烷 乙烷 丙 烷 丁烷 氢 氮及一氧化碳等的混合物 火灾危险性主要表现在输送天然气的管道都是高压管道 一旦管道破裂导致天然气泄露 和空气混合形成爆炸性混合气 体 遇明火极易形成火灾爆炸事故 2 锅炉系统 锅炉通常可分为水管式 火管式锅炉两种 而在火力发电 厂中常见的为水管式锅炉 1 当锅炉燃烧不良 使炉膛内没有完全燃烧的油粒或煤 粉被烟气带到锅炉房尾部烟道上受热而发生二次燃烧事故 2 由于锅炉内布满输送煤粉或燃油的管道以及高温高压 的蒸气管道 如果引起泄露也会导致火灾的发生 3 在锅炉内 由于燃料 煤粉和燃油 的氧化 自燃及 粉尘爆炸能也能造成严重的火灾爆炸事故 4 炉膛内水管破裂也可能导致锅炉爆炸事故 3 汽轮发电机组汽轮机是利用过热蒸汽推动叶轮带动机 轴转动 再带动发电机发电的重型机械 汽轮机车肚下面有许 多粗细不同的蒸汽管道和加热器 而用以调节和润滑汽轮机的 透平油管又纵横交错敷设在蒸汽管道之间 而透平油极易燃烧 若发生渗油漏油现象极易引起火灾事故 每个机组还设有主油 箱 储油量可达数万公斤 若发生渗油漏油现象 也能引起火 灾事故 另外 蒸汽管道一旦发生泄露 高温 高压蒸汽能将 相邻的电缆烤焦 引起线路短路 从而引起火灾事故 氢冷式汽轮发电机组中的氢气是一种可燃气体 爆炸极限 低 不论机组任何部位发生漏气 遇明火或高温都极易燃烧爆 炸 4 电气系统电力电缆遍布全厂 因敷设使用不当 受震 动拉扯等外力作用 被化学腐蚀 长期超负荷运行 受潮 受 热等导致绝缘层损坏 发生短路而引起电缆火灾 电缆沟内障 碍物一般较多 通道路狭小 一旦发生火灾 电缆沟内烟火弥 漫 灭火极其困难 变压器 由于制造质量问题及内部发生故 障 如线圈损坏 长期过负荷而使绝缘老化 绝缘油久佳 导 体连结不良 雷击或外界火源等影响 都可使变压器轻则喷油 起火 重则由于高温而使油分解裂化 压力急增造成爆炸 三 查勘重点 1 调查了解以下内容 01 厂区平面布置示意图 02 厂区资产分布 03 企业性质 开业年数及人员组成 04 设备维修保养制度是否建立 是否完善 05 有无建立紧急应变计划 紧急事故包括 火灾 洪水 地震等 06 有无自设消防队 若有 队员数量 消防车种类及数 量 07 最近的政府消防队的距离 反应时间 08 抽烟管制有无制定并有效执行 09 了解当地气象 水文 地质资料 10 有无危险品仓库 11 保安执勤情况 12 有无正规的消防培训 13 最近经营状况好坏 14 有无制氢站 15 最近五年内的事故和损失记录 16 消防设施的种类及分布情况 17 主要设备的型号 产地 出厂日期及价值 主要设备 包括 锅炉 汽轮机 发电机 主变压 器及电气控制系统 2 现场查勘 01 厂区内各主要建筑物的建筑结构 使用情况及其内部 的防火阻隔 02 电气设备及线路装置是否合乎 电力设计规范 及相关 消防法规 03 四周邻接危险 04 燃料运输及存放情形 燃煤发电厂 煤码头 查勘时 需留意煤码头靠船的一侧有无防船撞击的装置 当地的气象 水文资料以及对码头的影响 煤栈桥 a 栈桥内是否清洁 b 栈桥内有无水喷淋装置 c 在煤到磨煤机前 栈桥内有无 安装除去铁屑 石 块等杂物的装置 煤场了解煤场的贮量 特别是露天的煤场 其周围有无围 墙 有无设置消防栓 燃油 重点了解输油管道燃油的压力和温度 接头处有无渗油 漏油现象 油泵房内的电气设备是否为防爆型的及其内部的 卫生状况 油区布置的位置 和其它建筑物的距离 油 罐四周有无设置防火堤 油罐的容量及油罐有无设置喷水降 温系统和泡沫 灭火装置 油罐有无避雷及接地装置 可 燃气体 有无设置能检 测可燃气体泄露的装置 有无设置能自 动切断可燃气体供应的装置 减压站布置的位置及和区内主要 建筑物的间距 输送可燃气体管道的压力 05 锅炉 锅炉房应为 1 2 级耐火等级的建筑 每个操作层 都 要有安全的出口 油 汽管道外面是否有用不材料制作的 保温层 外 层有无包裹铁皮 检查油管的法兰有无渗油漏油 现象 锅炉房内有无配置足够的消防设施 如消防栓 水带 泡沫或蒸汽灭火系统 检查锅炉房内有无易燃物品堆放 擦 试设备用后的油纱头 抹布有无放置在带盖的铁桶内 锅炉 房内是否清洁 有无油污或煤粉积聚 查看锅炉的检修及值 班记录 了解各种自动保护装置是否齐全有效 06 气轮发电机组 检查厂房及汽轮机组各部位是否清洁 检查各透平油管 法兰盘等连接处是否有渗油 漏油现 象 检查厂房内是否有易燃物品堆积 检查汽轮机组的检修及值班记录 看是否存在有 事故隐 患 07 主控制室 检查主控制室是否单独布置 若和机组在同一主体建筑 物内 是否用防火墙和防火门和上述区域 分隔开 控制中心 电子室内有无安装火灾自动报警系统和气体自动灭火系统 检查讯号电缆夹层 电缆的布置情况及有无配备自动气体火装 置 08 主变压器 有无设置事故蓄油坑 主变压器与周围建 筑物的防火间距 90000kw 以上的特大型变压器 有无设置喷 雾 灭火装置 变压器有无融断器或继电保护装置 有无设 置防雷设施及接地装置 09 制氢站 制氢站的位置及和其它建筑物之间的距离 制氢气的方法及制氢量的大小 有无设置氢气泄露自动报警 装置 电气设备的防爆性能 有无贮氢罐 若有 压力 容积 设备有无接地装置 避雷设施 10 消防设施 消防泵 数量 功率 流量及起动方式 消防水池的容量 有无消防备用电源 功率 消火栓是否布置在明显的和便于取用的地方 消火栓 内配置的水枪 水带及报警装置是否齐全 消防喷淋布置系 统 自动气体火系统及火灾自动报警系 统的布置情况 手提 灭火器的型号 种类 及布置情况 是否足够 消防设施的 维修保养情况 四 防范措施火力发电厂的火灾防范一般从以 下几个方面着手 建筑物和机器设备的设计符合防火要求 火 灾报警系统 及早发现火情 及早采取措施 扑救火灾的消防 设施 包括灭火器 消防栓及消防自动喷淋 水 剂 气体 泡 沫 系统 合理的防火分区 良好的内部管理 1 燃料和 燃烧系统的防火要求 煤碳 1 煤的危险是煤的自燃 防止煤 自燃的简单方法是改善煤的散热条件 不要把煤堆得太高太久 同时 可在煤场的四周设置消防栓 并定期 对煤堆进行辗压 以减少内部空气 从而有效地防止煤因氧化放热而自燃现象的 发生 2 煤在送入磨煤机前应设置专门的设备将铁屑 石块 木块等除去 3 在输煤栈桥上 每隔一段距离 应设置消防 喷淋系统 4 煤粉制备系统的机械设备应有自动控制的连锁 装置 场所内的电气设备应有防爆措施 磨煤机房和煤粉仓应 设置二氧化碳或蒸气灭火装置 5 煤粉系统管道上应设置防 爆阀 在煤粉仓 分离器 旋风器等设备上则应分别设置防爆 门 6 生产场所严禁吸烟和动用明火 并保持清洁卫生 防 止煤粉的积聚 7 炉火熄灭前应关闭煤粉输送管道 以防煤 粉溅出形成爆炸性混合气体 燃油燃油储罐区 应单独布置 远离主厂房等主体建筑物 20 米以上 并需设置罐区防火堤 堤 高 1 1 6 米 用不燃材料建筑 配备充足的灭火设施 油罐 应有良好的接地装置和避雷设施 1 对燃油输送管道 特别 是接口处 要经常检查 测试 发现问题应及时维修 以防燃 油泄露 导致火灾的发生 2 油罐加热系统 常见的加热方 式有 油罐底部加热 插入加热和外部循环加热三种 所有的 加热器都应有控制热量供应的装置 以防止燃油过热而酿成事 故 3 油泵及泵房 油泵通常选用离心泵和轴流泵 泵房要 求布置在防火堤外 最好是常年主导风向上方向 由于泵房内 常有可燃气体积聚 故需设置通风系统 且泵房内的电器设备 应选用防爆型的 4 按火灾危险性的大小 根据相关消防法 规配备充足的消防设施 包括灭火器 泡沫灭火系统及气体灭 火系统等 5 严格按照锅炉点火和停炉的安全操作程序进行 在发生点火不着突然熄火时应立即停止供油 并加强通风排除 油雾 天然气 1 天然气最主要的风险来自于天然气的泄露 故需设置 能监测气体泄露的报警装置和自动切断气体供应的连锁装置 2 天然气的供应是通过高压气体管道 然后再通过减压站 使气压降至燃烧所需要的水平 由于高压气体管道和减压站发 生爆炸 火灾的危险性较高 故需和其它重要建筑物分开布置 一般至少相距 92 米远 根据美国 nfpa 标准 2 锅炉 1 锅炉房应为一 二级耐火等级的建筑 油气管道的保温层应采 用不燃材料 每个操作层都要有足够的安全出口 2 锅炉房 内应设置消防栓 水带 泡沫或蒸汽灭火系统 3 操作人员 对锅炉及附加设备要经常检查 维修 发现异常及时处理 3 汽轮发电机组 1 汽轮机运行必须严格遵守操作规程 开机前 应对调安设备 油箱油管 冷油器 油泵 轴承及其接合部位 都要进行全面检查 应符合有关规定 2 加强对机组的巡视 和检查 发现漏油 漏气振动较大时应及时采取措施 水冷发 电机不准有漏水现象 氢冷发电机不准有漏气或产生火花的现 象 3 油管道应远离高温管道安装 这些热物体表面应包铁 皮或玻璃丝布 涂油漆等 严禁在主油箱用蒸汽加热油品 此 外 主油箱还应设有排烟装置和事故排油装置 4 汽轮机房 应为一级耐火等级的建筑 严禁在汽轮机房内存放其它易燃品 检修时所需的易燃液体存放量一般不超过 5 公斤 运行时所需 的润滑油应存放在指定的储存室 柜 内 5 用氢气冷却的 汽轮发电机 氢气的纯度不低于 90 含氧量不超过 2 电机 轴封严密 运行时 油压高于氢压 发现漏气应降低氢压及时 采取有效措施消除 4 主控制室 主控制室是整个发电厂运行系统的心脏 一个小的火灾事 故 就可能导致很严重的损失 故要求 1 主控制室单独布置 建筑结构应为不燃物质 设置独立的空调系统 并在其升高的 地板下铺设有设置必要的灭火设施 一般设置气体自动灭火系 统 2 控制电器室应设置固定的气体灭火装置 3 保持主 控制室内的清洁卫生 不得在房间内堆放废纸 屑等可燃物品 4 穿越墙壁楼板的电缆洞孔应用石棉 砂 混凝土等不 燃材 料密封 5 大型电力变压器 主变 1 室外变压器与周围 建筑物的防火间距应符合以下数值周围建筑物防火间距 m 民用建筑 1 2 级耐火等级 20 25 发电厂房 15 20 制氧室 危 险品仓库 25 燃油系统的可燃液体贮罐区 50 油泵房 202 当油 浸电力变压器外廓与建筑物外墙的防火间距不足时 建筑物的 外墙宜为防火墙 或建筑外墙距屋外油浸变压器外廓 5 米以内 时 在变压器总高度 3 米的水平线以下以外廓两侧面各 3 米的 范围内的墙上 不应有门窗和通风孔 高于变压器总