杜海波

(山東魯泰化學(xué)有限公司，山東 濟(jì)寧 272350)

液氯槽車充裝是隨著我國(guó)氯堿產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展而出現(xiàn)的一種新的液氯包裝形式，它改變了利用液氯鋼瓶進(jìn)行充裝和運(yùn)輸?shù)膫鹘y(tǒng)方式，大大提高了液氯充裝和運(yùn)輸效率，降低了企業(yè)成本，擴(kuò)大了液氯銷售地域半徑。正因如此，液氯槽車充裝成為眾多氯堿企業(yè)首選的充裝方式。液氯槽車充裝過程中安全風(fēng)險(xiǎn)較高，極有可能因操作不當(dāng)或設(shè)備故障造成氯氣大量泄漏，進(jìn)而引發(fā)中毒或死亡的惡性事故，因此對(duì)液氯槽車充裝區(qū)進(jìn)行密閉改造是十分必要的[1]。

1 液氯的危險(xiǎn)特性

液氯為黃色微橙的油狀液體，在常溫常壓條件下極易汽化，一個(gè)體積液氯可汽化成457.6體積的氯氣(101.32 kPa，273 K);1 kg液氯可汽化成0.31 m3氯氣。

液氯不會(huì)燃燒，但可助燃，一般可燃物大都能在氯氣中燃燒，一般易燃?xì)怏w或蒸汽也都能與氯氣形成爆炸性混合物；氯氣能與許多化學(xué)品猛烈反應(yīng)發(fā)生爆炸或生成爆炸性物質(zhì)；幾乎對(duì)金屬和非金屬都有腐蝕作用；對(duì)眼睛、呼吸系統(tǒng)黏膜有刺激作用，對(duì)人具有嚴(yán)重的危險(xiǎn)性，屬劇毒物品；另外液氯還對(duì)大氣、土壤、水生物和植被等有劇毒污染[2]。

2020年8月29日17時(shí)28分許，某企業(yè)液氯工段在對(duì)液氯槽車充裝液氯過程中，發(fā)生氯氣泄漏，造成相鄰企業(yè)19人受傷住院、直接經(jīng)濟(jì)損失48萬元。事后查明，該企業(yè)在萬向節(jié)(鶴管)存在局部嚴(yán)重減薄情況下進(jìn)行液氯充裝作業(yè)，由于充裝液氯壓力超過萬向節(jié)減薄部位的承載能力，導(dǎo)致減薄部位發(fā)生塑性斷裂(如圖 1)，造成液氯瞬間泄漏，引起人員中毒。

圖1 充裝萬向節(jié)斷裂位置圖Fig.1 Rupture position of filling cardan

2 液氯槽車充裝區(qū)密閉改造內(nèi)容

2.1 建筑結(jié)構(gòu)

2.1.1 建筑基本情況

液氯槽車充裝區(qū)密閉改造采用鋼結(jié)構(gòu)框架體系，平面尺寸8.5 m×16.0 m，占地136.00 m2，建筑高度8.55 m(室外地坪至坡屋面平均值)，幾乎能夠滿足所有液氯槽車及罐式集裝箱的充裝需要(如圖 2)。液氯槽車充裝區(qū)密閉改造為地上一層建筑。因氯氣為助燃?xì)怏w，故該建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性為乙類。主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年，建筑耐火等級(jí)二級(jí)。

圖2 液氯槽車充裝區(qū)封閉改造平面圖Fig.2 Plan of airtight reconstruction of liquid chlorine tank car filling area

2.1.2 建筑防火設(shè)計(jì)

該建筑利用廠區(qū)原有消防道路，滿足有關(guān)規(guī)范要求，與周邊建筑物防火間距均滿足《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50160—2008,2018年版)的有關(guān)要求。建筑設(shè)置車輛進(jìn)出口2個(gè)，并在充裝平臺(tái)滑梯下方附近設(shè)置安全疏散出口，安全出口采用外開門，建筑物內(nèi)任一點(diǎn)至最近安全出口距離小于70 m。

該建筑鋼結(jié)構(gòu)部分采用防火涂料進(jìn)行處理，處理后各構(gòu)件的耐火極限滿足梁1.5 h，柱及柱間支撐2.5 h，非承重墻0.25 h，屋面支撐1.0 h。

為滿足應(yīng)急救援需要，該建筑在外墻設(shè)置可供應(yīng)急救援人員進(jìn)入的窗口，間距不大于20 m，窗口的凈高度和凈寬度均不小于1.0 m，下沿距室內(nèi)地面均不大于1.2 m，窗口采用易于破碎的安全玻璃，在室外設(shè)置易于識(shí)別的標(biāo)志(如圖 3)。

圖3 液氯槽車充裝區(qū)封閉改造立面圖Fig.3 Elevation of airtight reconstruction of liquid chlorine tank car filling area

2.1.3 建筑防腐設(shè)計(jì)

泄漏后的氯氣會(huì)與空氣中的水蒸氣混合產(chǎn)生酸性物質(zhì)，對(duì)建筑物及有關(guān)設(shè)施產(chǎn)生較強(qiáng)的腐蝕性。由于鋼結(jié)構(gòu)不耐腐蝕，故采用至少60 mm厚的素混凝土將鋼柱下部完全包裹，保護(hù)高度0.3 m。建筑物的梁、柱及柱間支撐等鋼構(gòu)件均采用氯磺化聚乙烯涂料進(jìn)行防腐處理，除銹后，刷氯磺化聚乙烯底涂料1遍，氯磺化聚乙烯中間涂料1遍，氯磺化聚乙烯面涂料3遍，防腐涂層的總厚度不小于200 μm。建筑物外墻采用單層壓型鋼板覆高耐候高耐腐膜，屋面采用巖棉夾芯板覆高耐候高耐腐膜，滿足防腐要求。

2.2 消防系統(tǒng)

2.2.1 消火栓系統(tǒng)

液氯槽車充裝區(qū)封閉改造未設(shè)置室內(nèi)消火栓，利用原廠區(qū)室外消火栓系統(tǒng)。室外消防用水量為15 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2 h，一次消防用水量為108 m3。廠區(qū)室外消火栓采用穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，消防泵供水，穩(wěn)壓泵聯(lián)合氣壓罐穩(wěn)壓。平時(shí)由穩(wěn)壓泵給定消防管網(wǎng)正常壓力，火災(zāi)時(shí)，當(dāng)消防管網(wǎng)壓力下降至設(shè)定值后即啟動(dòng)主泵。也可以在消防泵房?jī)?nèi)通過啟動(dòng)按鈕現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)或在消防控制室內(nèi)遠(yuǎn)程啟動(dòng)消防泵。此外，消防泵房?jī)?nèi)設(shè)置一臺(tái)100%備用能力的柴油機(jī)泵，柴油機(jī)的油料儲(chǔ)備量能滿足機(jī)組連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)6 h的要求。

2.2.2 滅火器配置

該建筑按照“B”類火災(zāi)，嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)滅火級(jí)別“89B”，選擇磷酸銨鹽干粉滅火器，在安全出口處設(shè)置1具推車式干粉滅火器，型號(hào)為MFTZ/ABC35，以及2具手提式干粉滅火器，型號(hào)為MFZ/AB8。滅火器放置時(shí)銘牌朝外，手提式滅火器放置在專用滅火器箱內(nèi)。

2.2.3 應(yīng)急照明與疏散指示

該建筑將應(yīng)急照明箱放置在配電室內(nèi)，應(yīng)急照明系統(tǒng)采用集中電源非集中控制系統(tǒng)。應(yīng)急照明集中電源箱自帶蓄電池，其持續(xù)供電時(shí)間60 min，其中，非火災(zāi)狀態(tài)下，持續(xù)供電20 min。應(yīng)急照明燈采用A型燈具(DC36V)，應(yīng)急照明燈距地2.6 m壁裝。建筑內(nèi)設(shè)置消防疏散指示標(biāo)志，安全出口燈安裝在門上0.3 m，滿足應(yīng)急照明及疏散的需要。

2.3 電氣系統(tǒng)

2.3.1 照明系統(tǒng)

該建筑用電負(fù)荷等級(jí)為三級(jí)，照明燈具設(shè)計(jì)照度為100 lx，經(jīng)濟(jì)電流密度值為5 W/m2，照明燈具的光源為L(zhǎng)ED燈。照明回路采用ZRYJV-3×2.5 mm2穿熱鍍鋅焊接鋼管沿柱、墻或梁下明敷設(shè)，沿地暗敷設(shè)。照明配電箱距地1.5 m，燈具采用吊裝。

2.3.2 防雷、接地系統(tǒng)

該建筑按第三類防雷進(jìn)行設(shè)計(jì)，并做總等電位連結(jié)，低壓系統(tǒng)接地型式為TN-S系統(tǒng)。防雷系統(tǒng)利用金屬屋面板做接閃器，利用鋼柱做引下線，引下線間距不大于25 m，利用熱鍍鋅角鋼做接地裝置。引下線與接地裝置及屋面接閃器可靠連接，形成電氣通路。

該建筑采用等電位連結(jié)，將電源進(jìn)線鋼管，金屬管道、建筑物金屬結(jié)構(gòu)、進(jìn)線配電箱的PE母排等進(jìn)行等電位連結(jié)，采用BVR 25 mm2銅導(dǎo)線穿聚氯乙烯硬質(zhì)電線管暗敷，與金屬管線連結(jié)均采用等電位卡子。工作接地、保護(hù)接地、防雷防靜電接地共用一套接地系統(tǒng)，并與罐體原有的接地網(wǎng)連接，接地電阻不大于4 Ω。

2.4 氯氣吸收系統(tǒng)

2.4.1 負(fù)壓吸收系統(tǒng)

液氯槽車充裝區(qū)密閉改造在廠房前后各設(shè)置一條負(fù)壓管道，負(fù)壓管道末端安裝遠(yuǎn)程控制的切斷閥，切斷閥后安裝帶有吸風(fēng)罩的移動(dòng)軟管，軟管的長(zhǎng)度能夠延伸到所有可能發(fā)生泄漏的部位。負(fù)壓管道與氯氣吸收裝置相連，氯氣吸收裝置依靠風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，利用循環(huán)堿液吸收氯氣。

2.4.2 水幕吸收裝置

按照液氯泄漏應(yīng)急處置“堵漏優(yōu)先、倒罐配合、事故氯吸收輔助、水幕防護(hù)兜底”的原則，在液氯槽車充裝區(qū)配備移動(dòng)式水幕水帶，長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)滿足布設(shè)2層以上圍護(hù)的需要，距離泄漏點(diǎn)的位置應(yīng)當(dāng)根據(jù)液氯的泄漏量和現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)向、風(fēng)速等因素確定，作為防范氯氣擴(kuò)散的最后一道防線，并隨時(shí)處于備用狀態(tài)。移動(dòng)式水幕水帶用消防水帶延長(zhǎng)后連接在室外消防栓上，周邊配套設(shè)置事故氯吸收污水收集處理設(shè)施。

3 液氯槽車充裝區(qū)密閉改造后操作流程

3.1 液氯槽車充裝流程

液氯槽車經(jīng)檢查合格后進(jìn)入充裝區(qū)，液氯槽車從密閉充裝廠房后方進(jìn)入，停放在充裝位上，熄火拔掉鑰匙并拉好手剎，前后車輪放置輪擋，防止溜車。密閉廠房前后卷簾門放下，作業(yè)人員連接管道及靜電接地后開始充裝。充裝過程中，除一人在充裝平臺(tái)監(jiān)控作業(yè)外，其余人員離開充裝現(xiàn)場(chǎng)。充裝結(jié)束后，作業(yè)人員從人員通道進(jìn)入充裝作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，拆除相應(yīng)管道及靜電接地。移開輪擋后，前后卷簾門打開，車輛駛離充裝作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

3.2 液氯槽車泄漏后應(yīng)急處置

發(fā)生液氯槽車泄漏后，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員立即按下緊急停止按鈕，關(guān)閉槽車緊急切斷閥。將負(fù)壓軟管放置在泄漏點(diǎn)周圍。氯氣報(bào)警儀HH報(bào)警后，聯(lián)鎖啟動(dòng)負(fù)壓管道上的自控閥門。氯氣吸收裝置24 h運(yùn)行或與氣體報(bào)警儀聯(lián)鎖啟動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員穿戴好正壓空氣呼吸器后，在泄漏廠房下風(fēng)側(cè)布置兩道移動(dòng)式水幕水帶，并利用氯氣捕消劑對(duì)外逸的氯氣進(jìn)行捕消。若泄漏量較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)尋求專業(yè)救援力量。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)液氯槽車充裝區(qū)密閉改造，能夠避免充裝過程中氯氣泄漏后的外逸，極大地提升了液氯槽車充裝作業(yè)的本質(zhì)安全水平。且該項(xiàng)目實(shí)施較為簡(jiǎn)單，無新增風(fēng)險(xiǎn)，適合在液氯裝卸行業(yè)中推廣。