轉(zhuǎn)摘
2022 年 3 月 14 日，內(nèi)蒙古包頭鋼鐵（集團）有限責任公司下屬包鋼鋼聯(lián)股份有限公司500 萬噸/年球團帶式焙燒機脫硫脫硝系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)，造成 7 人死亡。
2022年4月8日，國務(wù)院安委辦發(fā)布了關(guān)于該起事故的通報《關(guān)于內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司脫硫脫硝環(huán)保項目“3·14”生產(chǎn)性火災(zāi)較大事故情況的通報》（安委辦函〔2022〕23號），在通報內(nèi)容中，初步列舉了造成此次事故的五大原因，除了第一項涉及到專業(yè)技術(shù)之外，其他四項都是管理問題。由于畢竟是通報，并非詳細的調(diào)查報告，所以對發(fā)生事故的直接原因和細節(jié)問題，并沒有透漏太多。本次事故具有一定的典型性，特別是對于容易忽略的環(huán)保治理設(shè)施來說，如何能避免此類事故的再次發(fā)生，我認為還是有必要對該事故背后的大環(huán)境做一番解讀，以拋磚引玉。我的解讀主要圍繞本次包鋼脫硫脫硝設(shè)施“3.14”火災(zāi)事故進行，分為兩個要素，第一，就是環(huán)保治理設(shè)施的技術(shù)現(xiàn)狀，第二就是環(huán)保治理設(shè)施的管理問題。本次事故發(fā)生的工藝裝置是球團帶式焙燒機的脫硫脫硝裝置，在煉鋼的工藝流程中，燒結(jié)球團工藝是煉鋼流程中初始的一個重要環(huán)節(jié)，所謂的燒結(jié)球團工藝就是將各種粉狀的鐵礦石原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，燒結(jié)成塊的過程。目前鋼鐵行業(yè)普遍采用的是帶式抽風燒結(jié)機，俗稱帶式焙燒機。本次事故的包鋼帶式焙燒機，就是這種。由于粉末狀的鐵礦石在燒結(jié)和造球的過程中，會產(chǎn)生大量的二氧化硫（SO2）和 氮氧化物（NOx），這些硫化物和氮氧化物是主要的大氣污染物，除了造成大氣的一次污染外，還會通過光化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)二次污染物，產(chǎn)生酸雨、光化學(xué)煙霧等。所以，煉鋼行業(yè)的燒結(jié)環(huán)節(jié)自然也成了環(huán)保部門的重點治理對象。為了降低鋼鐵行業(yè)的污染物排放水平，生態(tài)環(huán)境部在2019年4月發(fā)布了35號文《關(guān)于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》，意見中明確規(guī)定了燒結(jié)煙氣中SO2和 NOx的排放質(zhì)量濃度不得高于35mg/m3和50mg/m3。故鋼鐵企業(yè)必須采用脫硫脫硝裝置來降低硫化物和氮氧化物的排放量。目前針對燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的工藝主要有活性焦脫硫脫硝工藝、半干法脫硫+SCR脫硝工藝、濕法脫硫+SCR脫硝工藝。根據(jù)內(nèi)蒙古昆都侖區(qū)政府官網(wǎng)在2021年5月26日發(fā)布的文章《包鋼500萬噸球團帶式焙燒機改造工程開工》內(nèi)容中，包鋼鋼聯(lián)的500萬噸球團帶式焙燒機脫硫脫硝工藝采用的是石灰石-石膏濕法脫硫+SCR 脫硝，我先簡要給大家介紹一下該工藝的原理和特點。先說濕法脫硫工藝，濕法脫硫是目前燒結(jié)煙氣應(yīng)用最廣泛的工藝，按照脫硫介質(zhì)的不同，分為氧化鎂法、石灰石-石膏法、氨法等。其工藝類似，只是脫硫劑不同。其中包鋼所采用的石灰石-石膏法是以石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石首先經(jīng)過破碎粉磨系統(tǒng)形成粉狀后，與水攪拌混合形成吸收漿液。在吸收塔中，煙氣從底部進入，頂部噴石灰石漿液，煙氣中的 SO2與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，并被鼓入的空氣氧化，最終生成反應(yīng)物石膏?？偟姆磻?yīng)方程式如下：2）CaCO?+H?SO?→CaSO?+CO?+H?O；再說一下脫硝工藝，脫硝工藝主要采取的方法為活性焦吸附法和選擇性催化還原法（SCR），SCR法是在300℃左右、含氧氣組分下，以 NH3作還原劑、以V2O5-TiO2-WO3體系為催化劑來消除尾氣中 NOx。主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
1）4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O；
2）6NO2+8NH3→7N2+12H2O； 包鋼所采用的石灰石-石膏濕法脫硫+SCR脫硝，具有以下的典型特點：1）濕法脫硫應(yīng)用廣泛，工藝成熟。
2）一次性投資成本較低，且運行費用較低。
3）濕法脫硫運行過程中對設(shè)備的腐蝕較大，建設(shè)過程中應(yīng)做好脫硫塔的防腐，運行過程中應(yīng)加強檢修，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。其中前兩個是優(yōu)點，該工藝之所以目前成為了鋼鐵行業(yè)煙氣脫硫的主流技術(shù)，也正依賴如此。那么第三個特點呢，顯然是我們最不愿意看到的缺點，并且本次事故發(fā)生的深層次原因，正是緣于第三個特點。在國務(wù)院安委會發(fā)布的通告中，有這樣一句話：“其制定的臨時補充方案未充分考慮脫硫脫硝系統(tǒng)煙氣管道內(nèi)壁和底部有大量易燃材料”，正是這些大量易燃材料導(dǎo)致了事故的發(fā)生，那么問題來了，煙氣管道內(nèi)壁和底部大量易燃材料到底是什么呢？它們又是從哪里來的呢？我們繼續(xù)往下探討。由于煙氣中含有大量的硫化物（SO2）和氮氧化物（NOx），并且在脫硝工藝中，摻和了大量的氨氣，這些混合介質(zhì)呈現(xiàn)出很強的酸性或堿性，這對于以碳素鋼材為基體的設(shè)備和管道來說，無疑腐蝕速率是很迅速的，根據(jù)相關(guān)國家標準規(guī)范要求，一般金屬管道的腐蝕速率控制在0.5mm/a以下，也就是每年的腐蝕減薄量不超過0.5mm。而對于酸堿性質(zhì)的介質(zhì)來說，對碳鋼腐蝕的速率遠遠超出了標準要求，所以需要進行嚴格的防腐。
對于煙氣治理設(shè)施的管道和塔來說，目前工程上普遍采用的防腐措施是玻璃鱗片膠泥，玻璃鱗片是一種5微米厚的玻璃碎片。它是由1200℃以上的熔融中堿玻璃，經(jīng)吹泡、冷卻、粉碎、篩選及碾磨等工藝步驟所制得。由于玻璃是無機材料，其構(gòu)成決定了它具有良好的耐酸堿腐蝕及抗老化性能。玻璃鱗片很薄，鱗片涂料經(jīng)精確的施工，使得它在涂層中可與基體疊壓分層，像片片魚鱗一樣，故名玻璃鱗片。這些相互疊加的鱗片如層層盔甲一樣，形成致密的防滲層，最高可達數(shù)十上百層，使得腐蝕性介質(zhì)滲透到被保護基體的途徑變得曲折而漫長，大大降低了介質(zhì)滲透到基體的可能性，顯著提高了設(shè)備的抗?jié)B性能及耐蝕壽命。 在具體的工程實踐過程中，為了讓玻璃鱗片具有更好的流動性，以形成全覆蓋的防滲層，往往會在涂料中加入約10%的苯乙烯作為稀釋劑，由于苯乙烯分子量較大，揮發(fā)性較差，在玻璃鱗片的魚鱗結(jié)構(gòu)良好的防滲遮蔽作用下，苯乙烯更難揮發(fā)，因此在玻璃鱗片涂層施工完畢后較長時間內(nèi)涂層中依然存在大量苯乙烯。另外苯乙烯蒸氣密度大于空氣，爆炸極限為0.90%-6.80%，屬于易燃易爆介質(zhì)。當苯乙烯揮發(fā)后會沉降到施工區(qū)域底部，隨著時間的延長，底部苯乙烯的濃度越來越高甚至?xí)_到其爆炸極限。所以這是一條很容易被我們忽略的安全隱患，事故的發(fā)生也正是由此而發(fā)。包鋼的事故通報中，提到的煙氣管道內(nèi)壁和底部大量的易燃材料，指的就是含有大量苯乙烯的玻璃鱗片防腐涂層，但是詭異的是，從項目建設(shè)完成到事故發(fā)生，這段漫長的時間為什么沒有發(fā)生事故，而偏偏在檢維修階段發(fā)生事故了呢？其實這個還是和玻璃鱗片涂層本身的性能息息相關(guān)的。由于煙氣治理管道內(nèi)的介質(zhì)都是高溫的氣體，所以涂層所采用的玻璃鱗片一般都是耐高溫的，一般能耐200℃的高溫是沒有問題的。所以在該設(shè)施正常運行的過程中，由于溫度一般不會超過200℃，所以玻璃鱗片的結(jié)構(gòu)完整性并沒有被破壞，涂層內(nèi)的苯乙烯也不會大量泄露，偶爾揮發(fā)的苯乙烯也會隨著高速流動的煙氣被帶走，自然也就不會積聚形成達到爆炸極限的可燃氣體。但是一旦該設(shè)施處于停工檢維修階段，如果沒有外力風機的強制通風，那么就會慢慢積聚苯乙烯氣體（對于投用不到一年的設(shè)施尤甚），俗話說取巧不成書，包鋼的本次事故恰好發(fā)生在檢維修環(huán)節(jié)，在焊接過程中并未做好焊接防護，這就導(dǎo)致大量的焊渣散落在管道內(nèi)壁和底部，焊渣的溫度遠超200℃，這就直接破壞了玻璃鱗片的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致內(nèi)部的苯乙烯大量逃逸泄露出來，與空氣接觸，并在焊渣高溫下直接就燃燒了，星星之火，迅速燎原，導(dǎo)致周圍作業(yè)的人員沒能來得及跑掉，最終釀成了死亡7人的慘劇。文章寫到這里，基本上發(fā)生本次事故的背景和技術(shù)原因已經(jīng)交代完畢了。當然企業(yè)的管理缺陷、承包商的現(xiàn)場安全管理、動火作業(yè)的風險辨識等等，這些都屬于管理問題，關(guān)于管理問題，我不想寫太多，寫的再多也沒用。我只想寫寫幾個為什么，為什么會以包代管？為什么要采用BOT模式（安裝施工運營全托管）？為什么甲方會管理失控？針對這些疑問，我想略微談?wù)勎易约旱膬牲c看法。第一，我們不得不承認的一個事實就是，環(huán)保設(shè)施是有一定的技術(shù)門檻的，并不是誰想做就能做的了的。這些技術(shù)帶有一定的專利性，90%的技術(shù)都掌握在技術(shù)供應(yīng)商手里，甚至一些甲級資質(zhì)的設(shè)計院都沒搞明白，更別說企業(yè)自己了。基于這種無奈的現(xiàn)實出發(fā)，再加上環(huán)保監(jiān)管的加持，導(dǎo)致企業(yè)往往會當甩手掌柜，直接以EPC或者BOT的模式全部外包，由于甲方企業(yè)并不具備技術(shù)方面的知識，包括工藝流程，設(shè)備選型，結(jié)構(gòu)材質(zhì)等等，這就很容易導(dǎo)致安全管理的弱化，因為不知道危險點到底在哪里，風險辨識無從談起，那么風險防控就作瞎了。所謂的盲人騎瞎馬，夜半臨深池，不出問題才怪。第二，可能較真的朋友會問了，環(huán)保設(shè)施是有一定的技術(shù)門檻，但是比起生產(chǎn)工藝裝置來說，仍然是小巫見大巫了，為什么企業(yè)能將大量的技術(shù)力量和管理力量投入到生產(chǎn)裝置中去，就不能分出一杯羹投入到環(huán)保設(shè)施中嗎？這個問題問的很好，這就牽涉到深層次的核心問題了。對于一個企業(yè)來講，第一要務(wù)就是經(jīng)濟效益，也就是企業(yè)要盈利。雖然我們天天喊安全第一，但只是喊喊口號罷了。私下里還是將經(jīng)濟效益放在第一位的，這種思想本身也無可厚非，畢竟是企業(yè)嘛，生死存亡是大事，活下去才能資格談社會效益。對于企業(yè)來說，無疑保持生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定持續(xù)運行是實現(xiàn)利潤最大化的基本前提，一旦出現(xiàn)緊急故障導(dǎo)致停車，那么損失的可是白花花的真金白銀，少則數(shù)十萬，多則上億。而對于環(huán)保設(shè)施呢，最大的特點就是非盈利性，不光不盈利，一次性投資成本巨大，后期的運行和維護成本也是一筆大的開支，經(jīng)濟效益呢，幾乎為零。所以導(dǎo)致企業(yè)在人員捉襟見肘的情況下，很難兼顧彼此。企業(yè)關(guān)注的重心還是以生產(chǎn)裝置為主，環(huán)保設(shè)施也往往成了無人問津的遺忘角落。以包代管，BOT模式管理等等，都是這種思想支配下的行為模式，也就不足為奇了。
但是事故是不區(qū)分區(qū)域和裝置的，無論是熱鬧的裝置區(qū)，還是僻靜的環(huán)保設(shè)施，哪里出現(xiàn)了一絲安全的裂縫，危險的惡魔就會趁虛而入，讓你追悔莫及。 那么針對上述的種種問題，我們應(yīng)該采取什么樣的措施來避免重蹈覆轍呢，總結(jié)一下，我大概從三個方面來入手，供大家參考借鑒：（1）從本質(zhì)安全的角度來講，需要對原來的防腐涂層進行技術(shù)革新，使用不含易燃易爆介質(zhì)的涂料來替代易燃的防腐涂層，當然這有賴于涂料行業(yè)的技術(shù)進步。（2）動火作業(yè)的風險辨識問題，這個堅決杜絕形式主義，腳踏實地去辨識每一個環(huán)節(jié)，每一處角落，做到360°無死角防護。焊接作業(yè)時，如果做不到焊渣的遮蔽收集，那么就要鋪設(shè)大量的防火毯。事前預(yù)防工作做的再多再累，也比事后救援強。（3）無論是委托承包商作業(yè)，還是企業(yè)自己作業(yè)，都要履行企業(yè)主體責任，工程可以分包，但安全不能分包。按照“三管三必須”的原則，監(jiān)管力量和人員必須到位，工期緊張遠遠不是違法的理由，相反卻常常成為追究責任的依據(jù)。所以，尊重大自然的客觀規(guī)律，就是尊重安全！
zuo作者 作者閆長嶺
