转摘
2022 年 3 月 14 日，内蒙古包头钢铁（集团）有限责任公司下属包钢钢联股份有限公司500 万吨/年球团带式焙烧机脱硫脱硝系统发生火灾，造成 7 人死亡。
2022年4月8日，国务院安委办发布了关于该起事故的通报《关于内蒙古包钢钢联股份有限公司脱硫脱硝环保项目“3·14”生产性火灾较大事故情况的通报》（安委办函〔2022〕23号），在通报内容中，初步列举了造成此次事故的五大原因，除了第一项涉及到专业技术之外，其他四项都是管理问题。由于毕竟是通报，并非详细的调查报告，所以对发生事故的直接原因和细节问题，并没有透漏太多。本次事故具有一定的典型性，特别是对于容易忽略的环保治理设施来说，如何能避免此类事故的再次发生，我认为还是有必要对该事故背后的大环境做一番解读，以抛砖引玉。我的解读主要围绕本次包钢脱硫脱硝设施“3.14”火灾事故进行，分为两个要素，第一，就是环保治理设施的技术现状，第二就是环保治理设施的管理问题。本次事故发生的工艺装置是球团带式焙烧机的脱硫脱硝装置，在炼钢的工艺流程中，烧结球团工艺是炼钢流程中初始的一个重要环节，所谓的烧结球团工艺就是将各种粉状的铁矿石原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，烧结成块的过程。目前钢铁行业普遍采用的是带式抽风烧结机，俗称带式焙烧机。本次事故的包钢带式焙烧机，就是这种。由于粉末状的铁矿石在烧结和造球的过程中，会产生大量的二氧化硫（SO2）和 氮氧化物（NOx），这些硫化物和氮氧化物是主要的大气污染物，除了造成大气的一次污染外，还会通过光化学反应生产二次污染物，产生酸雨、光化学烟雾等。所以，炼钢行业的烧结环节自然也成了环保部门的重点治理对象。为了降低钢铁行业的污染物排放水平，生态环境部在2019年4月发布了35号文《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，意见中明确规定了烧结烟气中SO2和 NOx的排放质量浓度不得高于35mg/m3和50mg/m3。故钢铁企业必须采用脱硫脱硝装置来降低硫化物和氮氧化物的排放量。目前针对烧结烟气脱硫脱硝的工艺主要有活性焦脱硫脱硝工艺、半干法脱硫+SCR脱硝工艺、湿法脱硫+SCR脱硝工艺。根据内蒙古昆都仑区政府官网在2021年5月26日发布的文章《包钢500万吨球团带式焙烧机改造工程开工》内容中，包钢钢联的500万吨球团带式焙烧机脱硫脱硝工艺采用的是石灰石-石膏湿法脱硫+SCR 脱硝，我先简要给大家介绍一下该工艺的原理和特点。先说湿法脱硫工艺，湿法脱硫是目前烧结烟气应用最广泛的工艺，按照脱硫介质的不同，分为氧化镁法、石灰石-石膏法、氨法等。其工艺类似，只是脱硫剂不同。其中包钢所采用的石灰石-石膏法是以石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石首先经过破碎粉磨系统形成粉状后，与水搅拌混合形成吸收浆液。在吸收塔中，烟气从底部进入，顶部喷石灰石浆液，烟气中的 SO2与碳酸钙发生反应，并被鼓入的空气氧化，最终生成反应物石膏。总的反应方程式如下：2）CaCO₃+H₂SO₃→CaSO₃+CO₂+H₂O；再说一下脱硝工艺，脱硝工艺主要采取的方法为活性焦吸附法和选择性催化还原法（SCR），SCR法是在300℃左右、含氧气组分下，以 NH3作还原剂、以V2O5-TiO2-WO3体系为催化剂来消除尾气中 NOx。主要化学反应方程式如下：
1）4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O；
2）6NO2+8NH3→7N2+12H2O； 包钢所采用的石灰石-石膏湿法脱硫+SCR脱硝，具有以下的典型特点：1）湿法脱硫应用广泛，工艺成熟。
2）一次性投资成本较低，且运行费用较低。
3）湿法脱硫运行过程中对设备的腐蚀较大，建设过程中应做好脱硫塔的防腐，运行过程中应加强检修，保证系统稳定运行。其中前两个是优点，该工艺之所以目前成为了钢铁行业烟气脱硫的主流技术，也正依赖如此。那么第三个特点呢，显然是我们最不愿意看到的缺点，并且本次事故发生的深层次原因，正是缘于第三个特点。在国务院安委会发布的通告中，有这样一句话：“其制定的临时补充方案未充分考虑脱硫脱硝系统烟气管道内壁和底部有大量易燃材料”，正是这些大量易燃材料导致了事故的发生，那么问题来了，烟气管道内壁和底部大量易燃材料到底是什么呢？它们又是从哪里来的呢？我们继续往下探讨。由于烟气中含有大量的硫化物（SO2）和氮氧化物（NOx），并且在脱硝工艺中，掺和了大量的氨气，这些混合介质呈现出很强的酸性或碱性，这对于以碳素钢材为基体的设备和管道来说，无疑腐蚀速率是很迅速的，根据相关国家标准规范要求，一般金属管道的腐蚀速率控制在0.5mm/a以下，也就是每年的腐蚀减薄量不超过0.5mm。而对于酸碱性质的介质来说，对碳钢腐蚀的速率远远超出了标准要求，所以需要进行严格的防腐。
对于烟气治理设施的管道和塔来说，目前工程上普遍采用的防腐措施是玻璃鳞片胶泥，玻璃鳞片是一种5微米厚的玻璃碎片。它是由1200℃以上的熔融中碱玻璃，经吹泡、冷却、粉碎、筛选及碾磨等工艺步骤所制得。由于玻璃是无机材料，其构成决定了它具有良好的耐酸碱腐蚀及抗老化性能。玻璃鳞片很薄，鳞片涂料经精确的施工，使得它在涂层中可与基体叠压分层，像片片鱼鳞一样，故名玻璃鳞片。这些相互叠加的鳞片如层层盔甲一样，形成致密的防渗层，最高可达数十上百层，使得腐蚀性介质渗透到被保护基体的途径变得曲折而漫长，大大降低了介质渗透到基体的可能性，显著提高了设备的抗渗性能及耐蚀寿命。 在具体的工程实践过程中，为了让玻璃鳞片具有更好的流动性，以形成全覆盖的防渗层，往往会在涂料中加入约10%的苯乙烯作为稀释剂，由于苯乙烯分子量较大，挥发性较差，在玻璃鳞片的鱼鳞结构良好的防渗遮蔽作用下，苯乙烯更难挥发，因此在玻璃鳞片涂层施工完毕后较长时间内涂层中依然存在大量苯乙烯。另外苯乙烯蒸气密度大于空气，爆炸极限为0.90%-6.80%，属于易燃易爆介质。当苯乙烯挥发后会沉降到施工区域底部，随着时间的延长，底部苯乙烯的浓度越来越高甚至会达到其爆炸极限。所以这是一条很容易被我们忽略的安全隐患，事故的发生也正是由此而发。包钢的事故通报中，提到的烟气管道内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鳞片防腐涂层，但是诡异的是，从项目建设完成到事故发生，这段漫长的时间为什么没有发生事故，而偏偏在检维修阶段发生事故了呢？其实这个还是和玻璃鳞片涂层本身的性能息息相关的。由于烟气治理管道内的介质都是高温的气体，所以涂层所采用的玻璃鳞片一般都是耐高温的，一般能耐200℃的高温是没有问题的。所以在该设施正常运行的过程中，由于温度一般不会超过200℃，所以玻璃鳞片的结构完整性并没有被破坏，涂层内的苯乙烯也不会大量泄露，偶尔挥发的苯乙烯也会随着高速流动的烟气被带走，自然也就不会积聚形成达到爆炸极限的可燃气体。但是一旦该设施处于停工检维修阶段，如果没有外力风机的强制通风，那么就会慢慢积聚苯乙烯气体（对于投用不到一年的设施尤甚），俗话说取巧不成书，包钢的本次事故恰好发生在检维修环节，在焊接过程中并未做好焊接防护，这就导致大量的焊渣散落在管道内壁和底部，焊渣的温度远超200℃，这就直接破坏了玻璃鳞片的结构，导致内部的苯乙烯大量逃逸泄露出来，与空气接触，并在焊渣高温下直接就燃烧了，星星之火，迅速燎原，导致周围作业的人员没能来得及跑掉，最终酿成了死亡7人的惨剧。文章写到这里，基本上发生本次事故的背景和技术原因已经交代完毕了。当然企业的管理缺陷、承包商的现场安全管理、动火作业的风险辨识等等，这些都属于管理问题，关于管理问题，我不想写太多，写的再多也没用。我只想写写几个为什么，为什么会以包代管？为什么要采用BOT模式（安装施工运营全托管）？为什么甲方会管理失控？针对这些疑问，我想略微谈谈我自己的两点看法。第一，我们不得不承认的一个事实就是，环保设施是有一定的技术门槛的，并不是谁想做就能做的了的。这些技术带有一定的专利性，90%的技术都掌握在技术供应商手里，甚至一些甲级资质的设计院都没搞明白，更别说企业自己了。基于这种无奈的现实出发，再加上环保监管的加持，导致企业往往会当甩手掌柜，直接以EPC或者BOT的模式全部外包，由于甲方企业并不具备技术方面的知识，包括工艺流程，设备选型，结构材质等等，这就很容易导致安全管理的弱化，因为不知道危险点到底在哪里，风险辨识无从谈起，那么风险防控就作瞎了。所谓的盲人骑瞎马，夜半临深池，不出问题才怪。第二，可能较真的朋友会问了，环保设施是有一定的技术门槛，但是比起生产工艺装置来说，仍然是小巫见大巫了，为什么企业能将大量的技术力量和管理力量投入到生产装置中去，就不能分出一杯羹投入到环保设施中吗？这个问题问的很好，这就牵涉到深层次的核心问题了。对于一个企业来讲，第一要务就是经济效益，也就是企业要盈利。虽然我们天天喊安全第一，但只是喊喊口号罢了。私下里还是将经济效益放在第一位的，这种思想本身也无可厚非，毕竟是企业嘛，生死存亡是大事，活下去才能资格谈社会效益。对于企业来说，无疑保持生产装置的稳定持续运行是实现利润最大化的基本前提，一旦出现紧急故障导致停车，那么损失的可是白花花的真金白银，少则数十万，多则上亿。而对于环保设施呢，最大的特点就是非盈利性，不光不盈利，一次性投资成本巨大，后期的运行和维护成本也是一笔大的开支，经济效益呢，几乎为零。所以导致企业在人员捉襟见肘的情况下，很难兼顾彼此。企业关注的重心还是以生产装置为主，环保设施也往往成了无人问津的遗忘角落。以包代管，BOT模式管理等等，都是这种思想支配下的行为模式，也就不足为奇了。
但是事故是不区分区域和装置的，无论是热闹的装置区，还是僻静的环保设施，哪里出现了一丝安全的裂缝，危险的恶魔就会趁虚而入，让你追悔莫及。 那么针对上述的种种问题，我们应该采取什么样的措施来避免重蹈覆辙呢，总结一下，我大概从三个方面来入手，供大家参考借鉴：（1）从本质安全的角度来讲，需要对原来的防腐涂层进行技术革新，使用不含易燃易爆介质的涂料来替代易燃的防腐涂层，当然这有赖于涂料行业的技术进步。（2）动火作业的风险辨识问题，这个坚决杜绝形式主义，脚踏实地去辨识每一个环节，每一处角落，做到360°无死角防护。焊接作业时，如果做不到焊渣的遮蔽收集，那么就要铺设大量的防火毯。事前预防工作做的再多再累，也比事后救援强。（3）无论是委托承包商作业，还是企业自己作业，都要履行企业主体责任，工程可以分包，但安全不能分包。按照“三管三必须”的原则，监管力量和人员必须到位，工期紧张远远不是违法的理由，相反却常常成为追究责任的依据。所以，尊重大自然的客观规律，就是尊重安全！
zuo作者 作者闫长岭
