RTO安全運行現(xiàn)狀及對策

時間：2022-09-08

RTO安全運行現(xiàn)狀及對策

RTO是蓄熱式焚燒處理**廢氣裝置的簡稱。筆者針對某精細化工園區(qū)12家涉及RTO的企業(yè)進行檢查，發(fā)現(xiàn)在RTO實際設(shè)計、施工、運行過程中，企業(yè)和供應(yīng)商較偏重于RTO裝置的凈化效率和運行成本，而忽視了RTO的安全設(shè)計和安全運行的基本要求，導(dǎo)致RTO系統(tǒng)運行過程中存在廢氣收集、預(yù)處理方式設(shè)計、運行狀態(tài)下安全設(shè)施未正常投用等安全隱患。

一、典型的問題隱患

（一）廢氣預(yù)處理設(shè)計存在缺陷

1.企業(yè)提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不全，導(dǎo)致預(yù)處理方式存在設(shè)計缺陷?！缎顭崛紵üI(yè)**廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》要求應(yīng)根據(jù)廢氣來源、組分、性質(zhì)（溫度、濕度、壓力）、流量、爆炸極限等因素，綜合分析后選擇廢氣處理工藝流程。而在實際設(shè)計過程中，企業(yè)主要提供較大廢氣處理量、VOCs較高含量，不能提供尾氣具體的組成。如該園區(qū)某企業(yè)提供RTO設(shè)計依據(jù)為廢氣組分為甲苯和甲醇，VOCs較高含量為5000mg/m3，且具體含量未標明。因此企業(yè)在RTO設(shè)計時未考慮企業(yè)生產(chǎn)過程中能產(chǎn)生二甲胺氣體，在預(yù)處理系統(tǒng)中沒考慮酸洗，只是在車間將廢氣冷卻到10℃左右后，通過總管（D**00）進入堿洗、水洗塔后經(jīng)引風(fēng)機進入到RTO系統(tǒng)，這也就為后來發(fā)生的事故埋下了隱患。該企業(yè)于2021 年6 月3日開始試生產(chǎn)，RTO裝置于2021 年6 月6日16：00發(fā)生爆炸，整個風(fēng)機的蝸殼全部粉碎，所幸的是事故沒有造成人員傷亡。事故調(diào)查顯示，由于二甲胺易溶于水（沸點7℃），隨著水中二甲胺含量升高及環(huán)境溫度上升，二甲胺大量揮發(fā)，同時因引風(fēng)機葉輪、蝸殼材質(zhì)均為玻璃鋼材質(zhì)，雖然有導(dǎo)電涂層，但引風(fēng)機對地電阻為無窮大，達到爆炸極限的**廢氣與高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機葉輪摩擦產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致風(fēng)機蝸殼粉碎性爆裂。

2.RTO安全設(shè)施設(shè)計有缺陷。

（1）設(shè)計時未將可燃氣體檢測信號納入RTO控制程序系統(tǒng)，當廢氣濃度達到爆炸極限后，不能及時采取稀釋、走旁通等應(yīng)對措施，高濃度廢氣直接進入RTO爐體從而引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。其中部分企業(yè)只是在RTO控制程序界面上做了一個顯示，且永遠顯示0%LEL。《大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 2000-2010）*6.5.1條，明確提出“進入熱力燃燒工藝的**廢氣濃度應(yīng)控制在其爆炸極限下限的25%以下，對于混合**化合物，其**物濃度應(yīng)根據(jù)不同**化合物的濃度比例和其爆炸下限值進行計算與校核”；《蓄熱燃燒法工業(yè)**廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ1093—2020）*6.5.1條，明確要求“當廢氣濃度波動較大時，應(yīng)對廢氣進行實時監(jiān)測，并采取稀釋、緩沖等措施，確保進入蓄熱燃燒裝置的廢氣濃度**爆炸極限下限的25%”。

（2）設(shè)計時不考慮可燃氣體在線分析儀的安裝位置。如某企業(yè)在線分析儀取樣位置距RTO爐約30米（RTO爐前有一個堿洗塔和一個水洗塔），該處廢氣約10s后就能進入到RT0爐，但在線分析儀距取樣點約2.5米，經(jīng)過蠕動泵抽取樣品，不計在線分析儀的響應(yīng)時間，至少需要20s后才能分析出廢氣中可燃氣體的含量，這種設(shè)置，即使可燃氣體檢測信號進入RTO控制程序系統(tǒng)，也達不到保護作用。具體可參考《蓄熱焚燒裝置安全風(fēng)險評估指南》*7.3.3的要求。

（3）技術(shù)協(xié)議書中的P&ID與RTO裝置現(xiàn)場不一致，或P&ID中給定的邏輯無法實現(xiàn)。如設(shè)計文件中設(shè)計有“壓縮空氣壓力低，系統(tǒng)報警停機”，但現(xiàn)場無壓縮空氣壓力遠傳表；所有企業(yè)都不能提供聯(lián)鎖邏輯圖；P&ID圖中的邏輯關(guān)系在實際行動過程無法實現(xiàn)。下圖為某企業(yè)RTO進料部分的P&ID，設(shè)置三個可燃氣體檢測儀，但現(xiàn)場只安裝了一個檢測儀，并沒有將信號接入程序控制系統(tǒng)；單純從P&ID給出的信號來看，GICA301A/B應(yīng)是采用1oo2(二選一的方式），如果達到設(shè)定值，打開新風(fēng)閥門進行稀釋，根據(jù)GICA302的檢測結(jié)果判斷是否停車，從現(xiàn)場新風(fēng)閥門與風(fēng)機位置（約5米），這一邏輯根本無法實現(xiàn)。

究其原因是RTO安全設(shè)計方面標準不全?！洞髿馕廴局卫砉こ碳夹g(shù)導(dǎo)則》（ HJ 2000-2010）中*“6.5氣態(tài)污染物熱力燃燒”部分可作為RTO設(shè)計依據(jù)。此外，*6.5.3.3 條明確要求，“進入熱力燃燒工藝的**廢氣濃度應(yīng)控制在其爆炸極限下限的25%以下，對于混合**化合物，其**物濃度應(yīng)根據(jù)不同**化合物的濃度比例和其爆炸下限值進行計算與校核” ?！缎顭崛紵üI(yè)**廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ1093—2020）其中“6 工藝設(shè)計”部分，對工藝流程的選擇、工藝設(shè)計要求、二次污染控制、安全措施提出了明確要求。除此之外，還沒有明確的關(guān)于工業(yè)**廢氣蓄熱燃燒法治理工程的設(shè)計、施工、驗收和運行維護的技術(shù)要求。正因為缺少針對RTO及輔助設(shè)施（如廢氣收集處理、燃料油（氣））設(shè)計的工程技術(shù)規(guī)范，所以供應(yīng)商**考慮的是排放標準。這也是驗收與交付的前提，設(shè)計依據(jù)主要是企業(yè)提供的基礎(chǔ)資料及要求、同類廢氣治理工程的成功經(jīng)驗和《*人民共和國環(huán)境保護法》《*人民共和國大氣污染防治法》《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)、《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）等排放標準和要求。（二）廢氣輸送系統(tǒng)工藝設(shè)計未充分考慮精細化工生產(chǎn)過程特點。

1.廢氣支管段內(nèi)壓力不穩(wěn)。精細化工行業(yè)通常是間歇式生產(chǎn)，廢氣排放氣量隨著生產(chǎn)處于不同的階段出現(xiàn)波動。企業(yè)未在車間總出口設(shè)置輸送風(fēng)機，或設(shè)置廢氣輸送風(fēng)機，但風(fēng)機頻率未與廢氣系統(tǒng)壓力實現(xiàn)自動控制，全部依靠RTO引風(fēng)機入口壓力（或引風(fēng)機頻率）來控制廢氣總管的壓力，導(dǎo)致廢氣總管的較**或廢氣排放氣量大的車間支管段內(nèi)壓力波動大，存在支管段內(nèi)廢氣壓力不穩(wěn)而泄漏的風(fēng)險。

2.精細化工行業(yè)廢氣成分復(fù)雜，波動性大，車間設(shè)置預(yù)凈化裝置一般都是冷凝或噴淋吸收系統(tǒng)，一方面起到降低VOCs的含量或減小廢氣的腐蝕性，另一方面對廢氣總管壓力起到"緩沖"作用，然而，經(jīng)過噴淋吸收后的廢氣含有大量飽和水蒸氣，如設(shè)計不合理，廢氣輸送管道的拐點和低點會有積液凝聚，夏季積液揮發(fā)可能引發(fā)VOCs濃度**爆炸下限的風(fēng)險，冬季積液凍結(jié)則可能造成管道損壞引發(fā)廢氣泄露的風(fēng)險。因此，廢氣輸送管道應(yīng)依據(jù)《石油化工金屬管道布置設(shè)計規(guī)范》要求，設(shè)計管道坡度，并在管道拐角和低點設(shè)置排凝點，定期排凝，避免管道內(nèi)積液現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3.因企業(yè)廢氣帶有酸性或堿性，在車間出口處未進行中和處理，為了防腐而使用玻璃鋼、PP、PE管材輸送廢氣，在RTO引風(fēng)機前再進行酸/堿處理，但廢氣輸送管道一般距離較長、氣體流速較快，管道內(nèi)會有靜電產(chǎn)生，如靜電大量積聚放電，會引發(fā)爆炸等安全事故，因此，需要在各車間**行處理，然后采用金屬管道，并依據(jù)《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3097-2017）的要求，做好管道法蘭跨接和靜電接地。

（三）RTO裝置操作、維護不到位。

設(shè)備設(shè)施完好，是RTO裝置安全穩(wěn)定運行的物質(zhì)基礎(chǔ)?！栋踩a(chǎn)法》*三十六條明確規(guī)定“生產(chǎn)經(jīng)營單位必須對安全設(shè)備進行經(jīng)常性維護、保養(yǎng)，并定期檢測，保證正常運轉(zhuǎn)。維護、保養(yǎng)、檢測應(yīng)當做好記錄，并由有關(guān)人員簽字”。在實際運行過程中，存在安全設(shè)施不能正常投用、操作記錄與實際運行狀態(tài)不一致、設(shè)備設(shè)施檢查維護缺失、操作方式不當?shù)入[患。

1.新風(fēng)閥門不能正常投用。如某些企業(yè)存在正常投用的RTO，新風(fēng)閥門無氣源、電源，即使可燃氣體檢測儀信號接入RTO程序控制系統(tǒng)，在聯(lián)鎖動作時新風(fēng)閥門也不能及時打開進行稀釋。

2. 日常操作記錄與實際運行狀態(tài)不一致。如某企業(yè)2022年7月2日從18：53開始到23：50，燃燒器一直持續(xù)故障報警，但操作記錄均為“正常”。

3. 設(shè)備設(shè)施檢查維護缺失。如某企業(yè)堿洗塔pH計外殼腐蝕嚴重，無法觀察顯示的數(shù)值?？赡芤驂A液濃度低影響處理效果，造成RTO內(nèi)部腐蝕，帶來RTO設(shè)備變形、坍塌、廢氣泄漏等安全風(fēng)險。pH計因長期在酸（堿）環(huán)境中工作，一般連續(xù)使用2個月后顯示就會出現(xiàn)較大的誤差，需要人工分析（或標注溶液校準）。另外，某企業(yè)燃料油泵過濾器裝錯方向，可能造成燃燒器噴嘴堵塞，影響RTO正常運行。

二、RTO裝置安全運行對策

（一）收集資料，嚴格新建RTO的安全設(shè)計。

RTO供應(yīng)商根據(jù)《蓄熱燃燒法工業(yè)**廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 1093—2020）的要求，收集的工業(yè)**廢氣理化性質(zhì)等原始資料至少包括廢氣風(fēng)量（正常值、較大值、較小值）、廢氣溫度（正常值、較大值、較小值）、廢氣的壓力和濕度及含氧量、廢氣中 VOCs 組分及濃度（正常值、較大值、較小值）、廢氣中無機氣體的組分及濃度（正常值、較大值、較小值）、廢氣中顆粒物濃度、產(chǎn)生污染物設(shè)備情況及工作制度、廢氣排放方式（連續(xù)、間歇、波動周期），對RTO主體及輔助工程同步進行設(shè)計，設(shè)置符合HJ 1093—2020要求的工藝控制相關(guān)參數(shù)和安全措施，完善主體工程及輔助工程（廢氣收集系統(tǒng)的壓力、可燃氣體檢測信號、燃料油（氣）壓力、儀表氣源壓力、電力等）之間的邏輯控制關(guān)系，實現(xiàn)整個系統(tǒng)程序控制。

（二）完善目前運行的RTO程序控制、聯(lián)鎖系統(tǒng)。

將可燃氣體檢測儀分析信號、燃料油（氣）壓力信號、壓縮空氣壓力信號接入RTO的程序控制系統(tǒng)并正常投用相關(guān)邏輯，完善各程序控制閥門的程序控制的電、氣信號，并嚴格控制可燃氣體濃度應(yīng)**較易爆組分或混合氣體爆炸極限下限較低值的 25 %，否則應(yīng)采用空氣強制稀釋或直接排放；調(diào)試好各參數(shù)設(shè)置，RTO應(yīng)處于自動運行狀態(tài)。

（三）企業(yè)加強RTO運行維護。

編制符合企業(yè)實際的生產(chǎn)狀況的安全操作規(guī)程和運行管理制度，并對員工進行開、停工及緊急狀態(tài)的操作進行培訓(xùn)；建立維護檢測記錄，對接地線、跨接線、阻火器、酸（堿）處理單元、RTO的公用工程等檢查、維護；同時統(tǒng)籌生產(chǎn)過程中工作，避免各車間（工序）同時加料、同時蒸（精）餾，導(dǎo)致含**物料的廢氣集中排放，盡量保持廢氣濃度、氣量相對穩(wěn)定；定期對各傳感器（如溫度、壓力、液位、pH計、可燃氣體檢測儀等）進行校驗（準）,確保RTO的運行處于程序控制狀態(tài)。

目前RTO系統(tǒng)在運行使用過程中既有因設(shè)計基礎(chǔ)資料不全，導(dǎo)致設(shè)計本身存在缺陷，程序控制主要集中在RTO本體而未包含可燃氣體檢測信號；也有由于操作不當，管理不善導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)、爆炸等安全問題，因此，企業(yè)與RTO供應(yīng)商在設(shè)計初期應(yīng)該做好基礎(chǔ)資料的收集、確認、利用，提高RTO本質(zhì)安全設(shè)計水平，同時，企業(yè)加強對RTO的操作、維護、管理，及時消除隱患，確保RTO安全運行。

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詞條說明
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