浅谈燃机发电厂危险化学品替代及安全管理

 浅谈燃机发电厂危险化学品替代及安全管理

郝晓丽

广东大唐国际肇庆热电有限责任公司  广东  肇庆  526100

摘要：化学运行作为燃机发电厂水、汽系统的主要负责专业，其在锅炉补给水、水汽系统、废水处理、化验室等方面需使用多种危险化学品，其储存种类及数量直接影响着整个发电厂的生产安全。近些年，随着国家对生产企业安全的重视，化学专业所涉及的危险化学品危害也备受关注，以低毒替代高毒，以无毒替代低毒，从而找到合适的危险化学品替代品，以达到减少危险化学品的种类、数量，从而从根本上加强危险化学品的安全管理。

关键词：危险化学品；替代品；安全管理。

危险化学品因其易燃、易爆、有毒、酸碱腐蚀等诸多危害性质，在运输、接卸、储存、使用、废弃处理等环节管理难度大，极易引发安全生产事故。为了降低化学工作的安全风险，最大程度地保障人员及生产安全，寻找到合适的危险化学品替代品已迫在眉睫，替代品不仅要满足日常生产需要，同时其种类和数量也可得以控制。

1.危险化学品基本情况

   目前我厂使用的危险化学品种类较多，主要分为化学运行大宗药品和化验室化学试剂两大类，其中化学运行大宗药品共5种，化验室化学试剂共26种。

本着寻照合适替代品的原则，对于化学运行用大宗危化品，化学专业调研了相应的厂商、同类电厂；对于化验室化学试剂，化验室通过对照国家、行业相关标准、化学规程等资料进行了清理；现将本厂涉及的危险化学品基本情况及替代方案分享如下。

2.危险化学品大宗药品的使用现状及调研情况

2.1盐酸、氢氧化钠替代调研

调研惠州某电厂除盐水处理采用的是“全膜法”（超滤（UF）+反渗透（RO）+电除盐（EDI）处理工艺，其中EDI出力为2×35t/h，四会某电厂同样采用上述全膜水处理工艺，其中EDI出力为4×163t/h，上述两家电厂年制除盐水量、盐酸用量、氢氧化钠用量详见表1。

表1.离子交换工艺与膜处理工艺对比

调研发电系统内除盐水处理工艺主要为上述两种，我公司如需消除或减小盐酸、氢氧化钠的危害，需通过变更除盐水处理工艺来实现。

2.2.硫酸、次氯酸钠替代调研

咨询大唐华东电力试验研究院，该院正在大力推行循环水电化学水处理系统，此系统安装在循环水回水管道旁路上或直接从冷水塔集水池取水，按循环水补水水质参数及浓缩倍率要求设定循环水量的处理规模。按照模块化设计电化学水处理系统，每个电化学水处理系统模块由多台电化学水处理单元组成，每个模块处理规模为400m³/h。

每个单元是由带电极的反应室、进出水管、排污阀门，电源控制柜和维修辅助设备等几部分组成通过直流电流的作用，在反应室内壁(阴极)附近形成一个碱性环境(pH值达到12-13的范围)，这种强碱性环境下结垢物质更容易结晶析出。在阳极附近，氯离子会转变成游离氯或次氯酸，在阳极附近同时还生成羟基自由基、氧自由基、臭氧和双氧水，这些物质进一步强化了在反应室内的杀菌、灭藻效果。根据循环水蒸发浓缩过程中碳酸钙饱和指数(LSI)的变化，精确控制浓缩倍率等运行参数，保证凝汽器不发生结垢、腐蚀问题,且在不需要清洗的条件下，确保凝汽器的换热能力，达到提高生产效率、节能降耗的目的。整个电化学过程均利用水体本源物质，不产生污染，属于绿色环保型的水处理方法。

此系统在保证水质的同时，能够替代硫酸、阻垢剂、次氯酸钠用药。按照每年上述药品使用量核算，可以节约要药品费用约40万元/年。

2.3. 对于无法替代的氨水，主要通过控制加药量来降低其用量。

3.化验室化学试剂替代情况详见表2：

表2.化验室不常用危险化学品

化验室按照化学监督及生产现场需求，仔细梳理了目前化学专业需要开展的化验项目及所涉及的化学试剂，其中表2中序号为1、2、3、4、7、9、10七种化学试剂涉及的分析项目不做开展要求；序号5、6、8、11涉及的COD、总磷、钙离子测定方法更改，即序号5、6、8、11四种危化品已被替代，经过替代及销毁目前化验室危险化学品库房现存15种基础化学品（浓盐酸、硫酸、硼酸、硝酸、乙酸、铬酸钾、硝酸银、钼酸铵、偏钒酸铵、亚硫酸氢钠、氨水、氢氧化钾、无水乙醇、石油醚、二异丙胺），均在使用，无法替代。

4、大宗危险化学品替代方案

4.1控制现有大宗危险化学品的用量

为减小大宗危险化学品的危害，首先需要控制用量。对比2021年前三季度与2020年前三季度大宗危险化学药品使用量及产生费用，结合2020年单位电量消耗药品费用，2021年前三季度药品费用较2020年节约3.4万元。2021年大宗危险化学药品中次氯酸钠控制量最为显著，前三季度节约用药80t。

4.2变更处理工艺

4.2.1除盐水处理工艺变更

大唐万宁燃气电厂锅炉补给水处理系统方案中，以供除盐水量26.2t/h为基准，对除盐水处理工艺流程为“超滤+反渗透+离子交换”方案与 “全膜法”方案进行了对比，其中 “全膜法”静态投资成本约为1517.42万元，年运行费用198.80万元；“超滤+反渗透+离子交换”成本约为1478.62万元，年运行费用191.19万元。

从上述方案可以看出，“超滤+反渗透+离子交换”方案与 “全膜法”方案成本相差不大，但能消除或减小盐酸、氢氧化钠的危害，作为盐酸、氢氧化钠替代工艺是可行的。

4.2.2循环水处理工艺变更

从电科院提供的相关资料可以看出，循环水处理采用电化学水处理系统工艺，从原理上看可以达到消除或减小硫酸、次氯酸钠使用风险，但是需要增加电化学水处理系统工艺设备，就目前本厂的实际情况难以实现工艺变更，但对于新建电厂，可以在初设时考虑使用该工艺。

5. 结论

5.1为减小大宗危险化学品的危害，首先控制用量，如氨溶液之类的无法替代的危化品，主要通过控制加药量来控制危化品的用量，延长使用周期，减少接卸次数，从而降低运行操作风险。

5.2将现有的离子交换除盐水处理工艺变更为“全膜法”处理，消除或减小盐酸、氢氧化钠的使用风险。

5.3循环水处理采用电化学水处理系统工艺，从原理上可以达到消除或减小硫酸、次氯酸钠使用风险的，但其运行经济性、稳定性等指标需电科院提供相应的设计方案。

5.4为了保降低安全管理风险，以使用无毒、低毒的化学试剂为原则，在基建初期化验室需结合实际开展项目合理选用危险化学品种类与数量，避免采购不使用的危险化学品种类，加大安全管理风险。

5.5加强危险化学品“一书一签”培训，让化验人员掌握各危险化学品的理化性质、防护措施及安全使用注意事项，最大限度降低安全使用风险。

参考文献

[1]中华人民共和国国务院.危险化学品安全管理条例[Z].2018

[2]李英.浅析危险化学品的安全管理与定量评价方法[J].中国石油和化工标准与质量.2013,06:217

[3]张丽.危险化学品安全管理探讨[J].中国安全生产科学技术,2021年第6期

作者简介：姓名：郝晓丽（1986.09--）；性别：女，民族：汉，籍贯：山西运城，学历：硕士；现有职称：中级工程师；研究方向：化学化工。