大中型沼气工程安全生产风险及防范措施.docx

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1、大中型沼气工程安全生产风险及防范措施O引言中国XX环保集团有限公司（简称“中国XX”）多家所属企业从事餐厨（厨余）垃圾处理、污泥集中处理、有机废弃物（酒糟）资源化利用业务，主要工艺过程中产生大量沼气作为产品或中间产品，部分项目将沼气进行提纯压缩后制得生物天然气。截至2023年3月，中国XX已建成大型沼气工程十余个，设计沼气总产能近40万Nm/d。本文以某大型餐厨（厨余）垃圾处理项目为例，重点分析了沼气工程的主要安全风险，提出了切实可行的风险防范措施，为同类项目安全运营提供一定的参考。1项目概述某餐厨（厨余）垃圾处理项目建设规模为800td,其中餐饮垃圾处理建设规模为400td,厨余垃圾处理建设

2、规模为400td,废弃油脂处理规模为20tdo生产过程中间产品为沼气，沼气产量约72000md,设4000m的双膜沼气柜2个，产生的沼气经脱硫净化后，部分用于厂内锅炉燃料，剩余部分用于发电，并设有应急火炬装置。废弃油脂经离心机分离出粗油脂，送入毛油罐储存并外售。2生产工艺中主要安全生产风险2.1火灾、爆炸沼气主要成分为CH（含量50%80%）,还有一定量的CO、HS及少量SO、H等物质。其特性与天然气相似。空气中如含有8.6%20.8%（按体积计）的沼气时，就会形成爆炸性混合气体，在下列情况下极易发生火灾、爆炸事故：1）厌氧罐、沼气输送管道、沼气柜、沼气锅炉、沼气发电机等设备，如因制造、安装质

3、量差，运行维护不佳，接头处密封不严，受外力损坏等原因发生沼气泄漏，在局部空间内积聚，遇明火、高温、电火花、静电、雷电或其他点火源，极易发生火灾、爆炸。2）沼气发电机、火炬等未设置防回火装置或装置损坏，在沼气或助燃空气压力不稳定时会产生回火现象，引起沼气管道、沼气柜内的沼气燃烧，发生火灾、爆炸事故。3）粗油脂为可燃液体，预处理设备、油脂暂存箱或毛油罐发生泄漏，遇点火源将会引发火灾。4）对厌氧罐、沼气柜、发电机房、锅炉房、除臭系统等进行检修动火作业时，若未严格落实工作许可制度，未按照“先隔离、通风，再检测，后作业”的要求落实防火安全措施，违规动火作业，极易导致火灾、爆炸事故。近年来行业内发生的厌氧

4、罐爆炸事故,大多属于此类。5）秸秆沼气工程的秸秆粉碎或储存过程中，若以适当浓度悬浮于空气中形成秸秆粉尘云，达到爆炸极限，遇火即可爆炸。秸秆粉尘爆炸极限为4080mgm,起火点为4305700mgmo2.2中毒、窒息1）沼气泄漏后可在一定范围内形成高浓度的HS、SO等有毒气体聚集区域，同时沼气中的CH、CO会降低空气中的氧含量，人员此时进入沼气泄漏区则可能发生中毒和窒息事故。2）沼气发电机在燃料燃烧不充分时产生CO、SO等有毒气体。进料车间、脱水车间运行中会产生臭气，若因烟道或除臭系统密封不严、臭气输送管道泄漏，车间内通风不畅等造成有毒有害气体富集，可能导致巡检人员中毒。3）火炬因沼气供气系统压

5、力不稳定而点火失败或熄火，供气系统未自动切断供气，沼气大量排出形成高浓度沼气区域，人员进入该区域可能导致中毒和窒息事故；若遇到点火源还将引起火灾、爆炸事故。4）废弃物储坑、料仓、破碎机，厌氧罐、沼气柜、锅炉炉膛内、排水沟、凝水井及其他窖井，以及污水处理系统中的各类反应池均属于有限空间，有毒气体极易在这些部位积聚，若在检修作业时安全措施不当，极易发生中毒窒息事故。2.3 机械伤害、起重伤害、触电、高处坠落等沼气工程按照工艺技术要求，安装大量传动、转动机械设备，起重设施，电气设备设施及其他设备。厌氧罐、沼气柜、脱硫设备均设置钢爬梯及操作平台。如果机械设备缺少可靠的安全保护装置，电气线路、电气设备绝

6、缘性能或保护失效，安全通道或临边安全防护缺失以及违规作业等，则发生机械伤害、起重伤害、触电、高处坠落等事故的概率将大大增加。2.4 4淹溺污水处理系统中设置多个反应池，以及消防系统中设置消防水池。若这些场所未设置防护栏杆、封盖或防护设施不符合要求，容易发生落水淹溺。2.5 噪声沼气处理中各种泵、发电机、锅炉运行中会产生较强噪声，对人体听觉器官和神经系统会产生不同程度伤害，严重时会造成职业性耳聋。2.6 粉尘伤害秸秆沼气工程或混合原料沼气工程中的秸秆粉碎过程中产生大量粉尘，粉尘漂浮会对环境造成污染，对人体造成伤害。2.7 发电机事故、锅炉事故、电气事故等沼气发电机、沼气锅炉、配电设备等如果因产品

7、质量、安装质量、运维不当、违章操作等原因，会造成发电机烧缸、拉瓦，锅炉爆管、炉膛爆炸、缺水、满水、水击、结垢、汽水共腾，以及电气设备火灾、短路、恶性误操作等事故。3安全风险防范措施3.1 增强安全防范意识目前，国内餐厨（厨余）垃圾处理、污泥集中处理、有机废弃物资源化利用等大中型沼气工程主要由节能环保企业投资和运营。相关企业要引导广大干部职工树立正确的安全意识，组织沼气生产、维修、监测人员参加国家职业技能培训，开展沼气安全教育和宣传，增强从业人员的安全素质。3.2 强化本质安全设计大中型沼气工程设计和安全管理应依据现行GB/T510632014大中型沼气工程技术规范、NY/T1220沼气工程技术

8、规范、NY/T17042009沼气电站技术规范和NY/T34372019沼气工程安全管理规范等国家和行业标准，以及本地区出台的地方标准规范，提高沼气系统的本质安全水平。1 .2.1总平面布置及防火间距沼气站内总平面布置应考虑功能分区明确，使噪声、可燃气体、有毒气体产生源集中布置、集中监控和防护，合理规划垃圾运输车行驶路线，火炬应设置在全年主导风向下侧，有利于安全生产。主要设施的防火间距应满足现行GB/T51063-2014大中型沼气工程技术规范中表4.1.5、表4.1.8,GB500162014建筑设计防火规范（2018年版）表3.4.3和GB500282006城镇燃气设计规范（2023年版）

9、等有关标准规范的规定。3 .2.2爆炸危险区域安全大中型沼气工程应根据现行GB/T510632014的规定，对爆炸危险区域等级和范围进行划分。1）厌氧消化器外部罐壁上半部外4.5m以内，至器顶最高点以上7.5m内的范围内，爆炸危险区域等级为2区。2）膜式沼气柜的内外膜之间爆炸危险区域等级设为1区，外膜最大直径外4.5m以内，至柜顶以上7.5m的范围设为2区。在爆炸危险类别为2区的区域内所有电气设备应按照现行GB50058-2014爆炸危险环境电力装置设计规范要求，选用保护级别不低于EXnAT1（CH4）Gb型。3.2.3可燃气体和有毒气体检测系统大中型沼气工程应依据现行GBZ/T2232009

10、工作场所有毒气体检测报警装置设置规范、GB/T504932019石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准等标准规范，在易发生气体泄漏和积聚释放源周围设置可燃气体和有毒气体监测仪表及配套报警控制器。本项目固定式可燃气体和有毒气体检测仪表设置见表Io序号厂房/区域类型数量（台）检溜物痂：设置位置12傕处理年闻IKUtt可燃气体探测报警器4CH4屋顶架E何毒气体椅测报警器4H2S储近地面30Cm处可燃气体探测报警器4CH4国厌VaaMi那妁Im处3沼气板可过气体探涌报警器2CH4沼气桁阚用装置处,*近地面约1）4脱嫉中化设施有春气体粉涮报警252H3S沼气管道选出“处5沼气发电机历可燃（体探涌报蹩

11、器8CH4发电机历内用Mi梁上,均匀分散布Jt仃程气体检费报警圈2HJS发电机邱北储堵1:及两台发电机中间,你近地而约30cm处6沼气发电机计可燃气体探测报警器1CH4发电机计量间房内机顶架上里向小梅气体检测报警器1H3S发电机计及间东便墙匕像近地面30Cm7锅炉盆可燃气体探测报警器8CH4锅炉房内堤顶梁上外布气体检测报警;S1H2S锅炉济西1墙上.悠近地面却CIn处8锅炉计嘛间可燃气体探测报警罂1CH4锅炉沼气计量间用1梁上有褥气体检测报警罂1HJS锅炉沼气计联向北初耀I:.摘近地面30Cm处9脱水乍闻的毒气体检测报警器5HJS海行出心机附近,够近独面30Cm处表1某餐厨（厨余）垃圾处理项目

12、固定式可燃气体和有毒气体检测仪表设置同时，在可能产生可燃气体和有毒气体的地点，应设置安全标志牌。进入上述区域的从业人员应携带便携式“四合一”气体检测仪（HS,0、C0、可燃气体），随时检测气体的浓度。3.2.4通风、排风系统根据各工艺段产生的有毒有害气体种类，沼气工程中地下或半地下建筑物及其他有爆炸危险的封闭建筑物应设置机械排风系统，其通风能力按工作期间换气次数为10次h,非工作期间3次/h计算。事故排风与平时通风风机合用，平时开启一台运行满足通风要求，事故排风两台同步开启运行。3.2.5自动控制系统沼气工程应采用自动控制系统来完成生产过程监控。厌氧罐、沼气柜、净化脱硫设施、沼气管道等重要装置

13、现场中远传仪表采集的工艺参数直接送至集中控制室，实时监控各项工艺参数，调节生产过程，实现装置本质安全。3.2.6消防设计大中型沼气工程应按照现行GB500162014建筑设计防火规范（2018年版）、GB509742014消防给水及消火栓系统技术规范、GB501162013火灾自动报警系统设计规范、GB50140-2005建筑灭火器配置设计规范等标准规范，设置室内、外消防系统。秸秆粉碎车间、沼气柜等区域可考虑增加自动灭火系统。3. 2.7噪声控制大中型沼气工程应按照现行GBZ12010工业企业设计卫生标准、GB500402023动力机器基础设计标准等标准规范进行防噪声、防振动设计，对动荷载较大

14、的机器设备，采取隔振、减振措施，将噪声较大的设备及工序分区布置，采用隔离、屏蔽的方法降噪。3.3 加强工程建设管理将沼气提纯压缩可制得生物天然气，该类建设项目需严格按照现行中华人民共和国安全生产法危险化学品安全管理条例危险化学品建设项目安全监督管理办法国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知(安监总管三(2011)95号)、国家安全监管总局办公厅关于印发公布首批重点监管的危险化学品安全措施和应急处置原则的通知(安监总厅管三(2011)142号)以及国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化学品名录的通知(安监总管三(2013)12号)等法规、标准规定的要求进行设计和建设。3

15、.4 规范安全运营维护3.4.1加强安全生产和专业技术人员配备大中型沼气工程火灾爆炸、中毒窒息等事故风险突出，危险程度高，应按照现行NY/T34372019沼气工程安全管理规范的规定设置安全生产管理机构，配备专职安全生产管理人员，任用具有沼气工程安全知识和管理经验的人员从事安全操作与管理。同时，厂区内设备系统较为复杂，自动化水平较高，检测报警、连锁、防爆电气等关键设备点多面广，应适当增加专业技术管理、维护人员的数量，保障设备系统正常运行。3.4.2强化设备巡检维护，消除跑冒滴漏1）在工程设计和建造阶段，严格控制设备及其安装质量，消除和减少泄漏的可能性。2）加强设备保护，严防车辆行驶时或其他外力撞击管线、管架桥及其他设备。3）提高巡检质量，确保及时发现跑冒滴漏。对厌氧罐、沼气柜、净化脱硫设施、输配管线等易泄漏部位和重点设备要加密巡检频次，实施特巡特护，避免跑冒滴漏出现或扩大。4）严格按照运行检修规程进行设备维保和检修，保持设备完好。对已经出现的