轉摘
2022 年 3 月 14 日，內蒙古包頭鋼鐵（集團）有限責任公司下屬包鋼鋼聯股份有限公司500 萬噸/年球團帶式焙燒機脫硫脫硝系統發生火災，造成 7 人死亡。
2022年4月8日，國務院安委辦發布了關于該起事故的通報《關于內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司脫硫脫硝環保項目“3·14”生產性火災較大事故情況的通報》（安委辦函〔2022〕23號），在通報內容中，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技術之外，其他四項都是管理問題。由于畢竟是通報，并非詳細的調查報告，所以對發生事故的直接原因和細節問題，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保治理設施來說，如何能避免此類事故的再次發生，我認為還是有必要對該事故背后的大環境做一番解讀，以拋磚引玉。我的解讀主要圍繞本次包鋼脫硫脫硝設施“3.14”火災事故進行，分為兩個要素，第一，就是環保治理設施的技術現狀，第二就是環保治理設施的管理問題。本次事故發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，燒結球團工藝是煉鋼流程中初始的一個重要環節，所謂的燒結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，經混合和造球后在燒結設備上使物料發生一系列物理化學變化，燒結成塊的過程。目前鋼鐵行業普遍采用的是帶式抽風燒結機，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和造球的過程中，會產生大量的二氧化硫（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，還會通過光化學反應生產二次污染物，產生酸雨、光化學煙霧等。所以，煉鋼行業的燒結環節自然也成了環保部門的重點治理對象。為了降低鋼鐵行業的污染物排放水平，生態環境部在2019年4月發布了35號文《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》，意見中明確規定了燒結煙氣中SO2和 NOx的排放質量濃度不得高于35mg/m3和50mg/m3。故鋼鐵企業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。根據內蒙古昆都侖區政府官網在2021年5月26日發布的文章《包鋼500萬噸球團帶式焙燒機改造工程開工》內容中，包鋼鋼聯的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煙氣應用最廣泛的工藝，按照脫硫介質的不同，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，石灰石首先經過破碎粉磨系統形成粉狀后，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與碳酸鈣發生反應，并被鼓入的空氣氧化，最終生成反應物石膏。總的反應方程式如下：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。主要化學反應方程式如下：
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備的腐蝕較大，建設過程中應做好脫硫塔的防腐，運行過程中應加強檢修，保證系統穩定運行。其中前兩個是優點，該工藝之所以目前成為了鋼鐵行業煙氣脫硫的主流技術，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，并且本次事故發生的深層次原因，正是緣于第三個特點。在國務院安委會發布的通告中，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煙氣管道內壁和底部有大量易燃材料”，正是這些大量易燃材料導致了事故的發生，那么問題來了，煙氣管道內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，這些混合介質呈現出很強的酸性或堿性，這對于以碳素鋼材為基體的設備和管道來說，無疑腐蝕速率是很迅速的，根據相關國家標準規范要求，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。而對于酸堿性質的介質來說，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，最高可達數十上百層，使得腐蝕性介質滲透到被保護基體的途徑變得曲折而漫長，大大降低了介質滲透到基體的可能性，顯著提高了設備的抗滲性能及耐蝕壽命。 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，揮發性較差，在玻璃鱗片的魚鱗結構良好的防滲遮蔽作用下，苯乙烯更難揮發，因此在玻璃鱗片涂層施工完畢后較長時間內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。當苯乙烯揮發后會沉降到施工區域底部，隨著時間的延長，底部苯乙烯的濃度越來越高甚至會達到其爆炸極限。所以這是一條很容易被我們忽略的安全隱患，事故的發生也正是由此而發。包鋼的事故通報中，提到的煙氣管道內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，從項目建設完成到事故發生，這段漫長的時間為什么沒有發生事故，而偏偏在檢維修階段發生事故了呢？其實這個還是和玻璃鱗片涂層本身的性能息息相關的。由于煙氣治理管道內的介質都是高溫的氣體，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℃，所以玻璃鱗片的結構完整性并沒有被破壞，涂層內的苯乙烯也不會大量泄露，偶爾揮發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施尤甚），俗話說取巧不成書，包鋼的本次事故恰好發生在檢維修環節，在焊接過程中并未做好焊接防護，這就導致大量的焊渣散落在管道內壁和底部，焊渣的溫度遠超200℃，這就直接破壞了玻璃鱗片的結構，導致內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，導致周圍作業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，基本上發生本次事故的背景和技術原因已經交代完畢了。當然企業的管理缺陷、承包商的現場安全管理、動火作業的風險辨識等等，這些都屬于管理問題，關于管理問題，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，我想略微談談我自己的兩點看法。第一，我們不得不承認的一個事實就是，環保設施是有一定的技術門檻的，并不是誰想做就能做的了的。這些技術帶有一定的專利性，90%的技術都掌握在技術供應商手里，甚至一些甲級資質的設計院都沒搞明白，更別說企業自己了。基于這種無奈的現實出發，再加上環保監管的加持，導致企業往往會當甩手掌柜，直接以EPC或者BOT的模式全部外包，由于甲方企業并不具備技術方面的知識，包括工藝流程，設備選型，結構材質等等，這就很容易導致安全管理的弱化，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，環保設施是有一定的技術門檻，但是比起生產工藝裝置來說，仍然是小巫見大巫了，為什么企業能將大量的技術力量和管理力量投入到生產裝置中去，就不能分出一杯羹投入到環保設施中嗎？這個問題問的很好，這就牽涉到深層次的核心問題了。對于一個企業來講，第一要務就是經濟效益，也就是企業要盈利。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，畢竟是企業嘛，生死存亡是大事，活下去才能資格談社會效益。對于企業來說，無疑保持生產裝置的穩定持續運行是實現利潤最大化的基本前提，一旦出現緊急故障導致停車，那么損失的可是白花花的真金白銀，少則數十萬，多則上億。而對于環保設施呢，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，經濟效益呢，幾乎為零。所以導致企業在人員捉襟見肘的情況下，很難兼顧彼此。企業關注的重心還是以生產裝置為主，環保設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。
但是事故是不區分區域和裝置的，無論是熱鬧的裝置區，還是僻靜的環保設施，哪里出現了一絲安全的裂縫，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，我們應該采取什么樣的措施來避免重蹈覆轍呢，總結一下，我大概從三個方面來入手，供大家參考借鑒：（1）從本質安全的角度來講，需要對原來的防腐涂層進行技術革新，使用不含易燃易爆介質的涂料來替代易燃的防腐涂層，當然這有賴于涂料行業的技術進步。（2）動火作業的風險辨識問題，這個堅決杜絕形式主義，腳踏實地去辨識每一個環節，每一處角落，做到360°無死角防護。焊接作業時，如果做不到焊渣的遮蔽收集，那么就要鋪設大量的防火毯。事前預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，還是企業自己作業，都要履行企業主體責任，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。所以，尊重大自然的客觀規律，就是尊重安全！
zuo作者 作者閆長嶺
