氫冷發(fā)電機(jī)內(nèi)部檢出CO氣體原因分析

趙金城

（銅山華潤電力有限公司，江蘇徐州 221000）

0 前言

銅山華潤電力有限公司編號5#，6#的2臺百萬容量機(jī)組，分別于2010年6月和7月建成投產(chǎn)，鍋爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG-3044/27.46-M53X，采用超超臨界單爐膛塔式直流爐、一次中間再熱、四角切圓燃燒。汽機(jī)為超超臨界凝汽式汽輪機(jī)，型號為上汽廠生產(chǎn)的N1000-26.25/600/600。發(fā)電機(jī)為上海電氣集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的THDF 125/67,額定功率1000 MW，該發(fā)電機(jī)為水氫冷卻方式，即定子繞組水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組和定子主出線氫內(nèi)冷，定子鐵芯軸向氫氣冷卻。發(fā)電機(jī)內(nèi)部檢修前采用CO2惰性氣體先置換為H2，壓縮空氣再置換CO2的氣體置換方式。

1 事件經(jīng)過

2017年2月25日至3月17日，銅山華潤電力有限公司6#機(jī)組正在開展C級檢修工作，按照本次電氣檢修計(jì)劃，需要檢查發(fā)電機(jī)內(nèi)部端部定子線圈綁扎和螺絲固定情況，檢修人員提交《6#發(fā)電機(jī)、勵磁機(jī)內(nèi)部檢修》受限空間工作票，計(jì)劃安排人員進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部開展檢查工作。運(yùn)行人員按照受限空間工作票辦理要求進(jìn)行了氣體檢測工作，使用英國GMI公司生產(chǎn)的PS200四合一氣體檢測儀在發(fā)電機(jī)和勵磁機(jī)之間打開的人口門處測量到O2含量21%（合格），H2含量為0（合格），CO含量26×10-6（不合格，按照GBZ 2［1］.1—2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第一部分 化學(xué)有害因素》中CO短時間容許質(zhì)量濃度＜30 mg/m3，對應(yīng)氣體濃度為 ＜24×10-6）。運(yùn)行人員終止了《6#發(fā)電機(jī)、勵磁機(jī)內(nèi)部檢修》受限空間工作票的辦理工作，又另換了國產(chǎn)深圳雷鵬科技有限公司生產(chǎn)的PN-M4四合一氣體檢測儀重新進(jìn)行了測量，CO含量仍為26×10-6。運(yùn)行許可人通知檢修負(fù)責(zé)人對發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行通風(fēng)換氣，第二天24 h后重新檢測CO含量為0，發(fā)電機(jī)內(nèi)部檢修工作得以正常安全開展。

2 原因分析

2.1 直接原因

為進(jìn)一步查找氫冷發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)CO的根本原因，電廠運(yùn)行、檢修和安全專業(yè)人員展開了原因排查分析。首先，兩種不同廠家生產(chǎn)的四合一氣體檢測儀都在校驗(yàn)合格有效期內(nèi)，通過詢問第三方儀器校驗(yàn)廠家（徐州市計(jì)量檢定測試中心）都是使用標(biāo)準(zhǔn)CO樣氣瓶進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)過程符合國家計(jì)量儀器校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，排除了氣體檢測儀故障誤報(bào)的可能。其次，安排不同的運(yùn)行人員進(jìn)行測量，排除了檢測人員誤讀的可能。第三，CO主要是碳的不完全燃燒引起的氣體副產(chǎn)物，發(fā)電機(jī)內(nèi)部未出現(xiàn)燃燒和冒煙著火的情況，排除了不完全燃燒產(chǎn)生的CO氣體。

排除以上原因后，運(yùn)行人員將目標(biāo)重點(diǎn)放在了發(fā)電機(jī)氣體置換用的CO2氣瓶上，通過對備用CO2氣瓶放氣進(jìn)行試驗(yàn)，檢測出CO2氣瓶中含有CO氣體（最高CO氣體濃度測量出的氣體濃度為150×10-6）。最終判斷發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)的CO氣體來自于置換發(fā)電機(jī)氫氣的CO2氣瓶中。

經(jīng)過進(jìn)一步分析CO氣體平均分子量為28,和空氣的平均分子量29相近，都遠(yuǎn)低于CO2氣體平均分子量44,所以壓縮空氣置換CO2時無法同時將CO從發(fā)電機(jī)內(nèi)部置換出來。

2.2 間接原因

事后通過聯(lián)系CO2氣瓶供應(yīng)商，查閱了國內(nèi)CO2氣瓶的生產(chǎn)工藝、采購、運(yùn)輸相關(guān)資料，了解到國內(nèi)存在著通過采集天然CO2氣田的方法生產(chǎn)CO2氣瓶的工藝，這種不經(jīng)過CO2氣體提純的生產(chǎn)工藝具有雜質(zhì)多，安全隱患大等突出問題，已被國外發(fā)達(dá)國家所摒棄。

發(fā)電廠在采購CO2氣體的技術(shù)合同上，只對CO2氣體的濃度進(jìn)行了要求，對CO等危險(xiǎn)性大的可燃、窒息性氣體認(rèn)知不足，沒有在合同上明確規(guī)定。加之發(fā)電廠招投標(biāo)中低價中標(biāo)的因素在內(nèi)，CO2氣瓶入廠時不加以抽檢，造成大量含有CO雜質(zhì)的不合格CO2氣瓶流入了發(fā)電廠內(nèi)。

3 問題

3.1 氫冷發(fā)電機(jī)受限空間氣體檢測標(biāo)準(zhǔn)需完善

傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠氫冷發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)人檢修一般從火災(zāi)防爆角度考慮，只檢測H2和O2濃度含量是否合格，對于CO氣體檢測一般不做要求。隨著火電廠危險(xiǎn)源識別能力和安健環(huán)工作標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)的氣體檢測要求已不適應(yīng)現(xiàn)場安全工作的要求，類似氫冷發(fā)電機(jī)受限空間工作票的氣體檢測標(biāo)準(zhǔn)和管理要求在企業(yè)工作票管理標(biāo)準(zhǔn)中需要進(jìn)一步完善明確。

參考GBZ 2［1］.1—2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分 化學(xué)有害因素》，受限空間檢修前的CO氣體短時間容許質(zhì)量濃度應(yīng)＜30 mg/m3，對應(yīng)檢測儀器的氣體濃度應(yīng)＜24×10-6。參考GB 50493—2009《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》中附錄B《常用有毒氣體、蒸汽特性》，一氧化碳的短時間接觸容許質(zhì)量濃度（Permissible concentration-Short Term Exposure Limit，PC-STEL）也是相同的標(biāo)準(zhǔn)，要求＜30 mg/m3。

3.2 CO2氣瓶采購合同和入廠檢測管理標(biāo)準(zhǔn)需提高

CO具有可燃性，為無色、無臭、無刺激性的氣體，與人體血紅蛋白結(jié)合后使得血紅蛋白無法再與氧結(jié)合,最后因供氧不足導(dǎo)致人窒息而死。在受限空間工作面出現(xiàn)的CO氣體隱蔽性強(qiáng)，危害性大，重點(diǎn)要從源頭上進(jìn)行管控。

企業(yè)在采購CO2氣瓶的技術(shù)合同中缺乏氣體安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，缺乏CO2氣瓶入廠檢測規(guī)定和檢測痕跡，一旦發(fā)生人身傷亡，企業(yè)安全管理責(zé)任無法推脫。

4 防范措施

（1）修訂和完善企業(yè)CO2氣瓶的采購技術(shù)合同，明確CO2雜質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)，明確CO2氣瓶入廠前氣體檢測管理要求，從源頭上杜絕不合格CO2氣瓶入廠。

（2）嚴(yán)格遵守國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2014年9月發(fā)布的《有限空間安全作業(yè)五條規(guī)定》，對于受限空間檢修作業(yè)做到“先通風(fēng)、再檢測、后作業(yè)”，修訂和完善企業(yè)受限工作票執(zhí)行和使用管理規(guī)定。

（3）企業(yè)內(nèi)部應(yīng)加強(qiáng)對員工受限空間工作執(zhí)行中的危險(xiǎn)源辨識培訓(xùn)，現(xiàn)場配置符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的氣體檢測儀并進(jìn)行使用培訓(xùn)，定期由有資質(zhì)的第三方檢測單位對檢測儀進(jìn)行校驗(yàn)，滿足氣體檢測儀使用要求。

5 結(jié)束語

受限空間作業(yè)涉及的領(lǐng)域廣，行業(yè)多，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，危險(xiǎn)有害因素多，容易發(fā)生安全事故，造成嚴(yán)重后果；而且作業(yè)人員遇險(xiǎn)時施救難度大，盲目施救或救援方法不當(dāng)，又容易造成傷亡擴(kuò)大。根據(jù)國家安全監(jiān)管總局統(tǒng)計(jì)，2001—2009年8月我國在受限空間中作業(yè)，因中毒、窒息一次導(dǎo)致死亡3人及以上的事故為668起，死亡人數(shù)共2699人，每年平均死亡人數(shù)達(dá)300多人。作為火電企業(yè)受限空間檢修作業(yè)量多面廣，檢修工作前一定要做好危險(xiǎn)有害因素的安全評估，制定有效可行的技術(shù)安全措施，按照國家安全標(biāo)準(zhǔn)做好危害氣體的檢測工作，受限空間作業(yè)進(jìn)行中做好安全監(jiān)護(hù)，定期測量工作，防止發(fā)生人身傷亡事故。

［1］付新.二氧化碳的生產(chǎn)、回收與應(yīng)用進(jìn)展［J］.化學(xué)與生物工程，2012（29）：10-13.

［2］曹衛(wèi)平.二氧化碳?xì)馄炕煅b氧氣爆燃事故及預(yù)防［J］.深冷技術(shù)2002（12）：46-47.

［3］GBZ 2［1］.1—2007，工作場所有害因素職業(yè)接觸限值（第一部分化學(xué)有害因素［S］.

［4］GB 50493—2009，石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)范［S］.

［5］GBZ/T 222—2009，密閉空間直讀式檢測儀選用指南［S］.