钢铁企业煤气柜防护围墙的安全设置
张新法 王志鹏 王丽燕
【摘要】 煤气柜是现代钢铁企业煤气回收和输配系统主要的储存与能源平衡设备，煤气柜安全问题普遍关注，其防护围墙的安全设置成为迫切需要明确的问题。通过对煤气柜安全生产相关标准的综合分析，从煤气柜防护围墙设置的建筑结构、高度、防护间距等方面探讨了钢铁冶金企业煤气柜围墙安全设置。针对钢铁冶金企业已建成投运且防火间距不足的干式煤气柜，提出了煤气柜四周的实体围墙改造成的金属栅栏围墙的解决方案。
【关键词】 钢铁企业;煤气柜;围墙;安全设置
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.02.016
The SafetySetting of Gasholder Protecting WallinIron and Steel Enterprise
ZHANG Xin-fa，WANGZHI-peng，WANG Li-yan
（Liaoning Academy of Safety Science，Shenyang 110004，China）
Abstract：
Gasholder is the main storage and energy balance equipment in the gas recovery and distribution system of modern iron and steel enterprises. The safety production of gasholder has aroused widespread concern，and the safety setting of its protecting wall is an urgent problem to be solved. Based on the comprehensive analysis of relevant safety standards of gasholder，the safety setting of gasholder protecting wall is discussed from the aspects of the form，height and fireproof spacing. In view of the dry gasholder with insufficient fireproof spacing problem which has been built and put into operation in iron and steel metallurgy enterprises，the solution of metal fence wall transformed from the solid wall around the gasholder is put forward.
Key words：iron and steel metallurgical enterprises;gasholder;protecting wall;safety setting
钢铁冶金企业煤气回收利用技术是实现钢铁工业“高效、清洁、节能”的可持续发展的有效工程技术手段。然而，钢铁冶金企业焦化、高炉炼铁及转炉炼钢中产生的煤气供应与各煤气用户之间的用气需求存在着压力、流量、热值等矛盾。为解决上述问题，钢铁冶金企业基本均设置了煤气柜，以有效收储煤气和平衡煤气供需关系，稳定煤气管网的压力，改善用户热工制度，提高煤气系统的安全性。煤气柜按照密封原理可分为湿式煤气柜和干式煤气柜，湿式煤气柜采用水密封，干式煤气柜采用油封或橡胶膜密封，为稀油密封型煤气柜和橡胶膜密封型煤气柜（又称为皮帘柜，分为多边形柜和圆筒形柜）。干式煤气柜适应了钢铁生产设备大型化的发展方向，是当前主流的煤气柜。其中，焦炉煤气和高炉煤气采用稀油密封型煤气柜，转炉煤气采用橡胶膜密封型煤气柜。
众所周知，冶金煤气由于含有CO、CH4、H2等有毒、易燃、易爆的气体，造成钢铁企业存在煤气中毒、火灾爆炸的风险隐患，保障煤气柜的安全运行一直是钢铁冶金安全生产工作的重点。《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于支持钢铁煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》（安监总管四〔2016〕38号）明确要求：“煤气柜与周边建筑物的防火间距不符合《建筑设计防火规范》（GB 50016）及《钢铁冶金企业设计防火规范》（GB 50414）标准要求的，要立即下达停产整改指令，在6个月内未整改或整改后仍不合格的，由各地县级及以上安全监管部门提请本级人民政府依法依规按程序予以关停退出”。实际上，煤气柜与一般周边建筑物间距标准要求比较明确，而煤气柜围墙在具体建设工程和生产运行中存在三个问题，即煤气柜围墙的建筑结构、高度及煤气柜与防护围墙间距。
1 煤氣柜防护围墙相关标准要求
煤气柜防护围墙安全设置的相关安全生产标准是钢铁企业应遵循的最低要求，也是监管和专家现场安全检查的依据。经查询，钢铁企业煤气柜防护围墙安全设置相关的现行国家标准主要包括《工业企业煤气安全规程》《钢铁冶金企业设计防火规范》《工业企业干式煤气柜安全技术规范》及《钢铁企业煤气储存和输配系统设计规范》。基于上述标准，对煤气柜防护围墙相关条款和规定进行了梳理，形成了钢铁企业煤气柜防护围墙安全设置要求汇总表，见表1。
此外，现行国家标准《城镇燃气规范》（GB 50028-2006）的规定，向城镇、乡镇或居民点供给居民生活、工业企业生产、采暖通风和空调等用户作燃料用的新建、扩建或改建城镇燃气工程应执行其规定。对于向城镇居民供气的钢铁企业，其煤气柜防护围墙的设置应符合第6.5.3条的规定，即储配站内的煤气柜，当总容积小于等于20000 m3时，柜体外壁与围墙的防火间距不应小于15.0 m;当总容积大于20000 m3时，不应小于18.0 m。
2 分析与讨论
煤气柜作为现代钢铁企业普遍使用的冶金配套设备，大多数钢铁冶金企业煤气柜处于建成投用状态，一旦进行改造，涉及改造投资成本巨大且影响煤气系统甚至是整个生产系统的安全运行。因此，煤气柜防护围墙如何安全设置成为安全监管部门和钢企业关注的焦点问题之一，明确煤气柜围墙的安全设置要求对企业的安全生产和安全监管具有指导意义与现实意义。结合钢铁企业煤气柜防护围墙实际和现行国家标准要求，对煤气柜围墙的安全设置涉及的问题进行分析。
2.1 煤气柜防护围墙的建筑结构
目前，通过防护围墙进行功能分区隔离，将煤气柜及配套煤气设置设定为独立区域是钢铁企业通行做法。钢铁冶金企业及其他设置煤气柜的工业企业，应在煤气柜周围按现行国家标准要求设置防护围墙。这是由于煤气柜作为盛装具有易燃、易爆和毒性煤气的承压大型设备，一般都构成了危险化学品重大危险源，而且基本上是钢铁企业及其他设置煤气柜的工业企业的重大风险场所。钢铁企业设置防护围墙构成的独
立功能分区，有利于有效的进行安全风险管控。钢铁企业现有煤气柜围墙的主要建筑形式是砖砌实体防护围墙，少部分企业采用铁艺围栏防护围墙。煤气柜防护围墙采用实体围墙和金属栅栏围墙在标准上都是符合要求的，只是在煤气柜与不同建筑结构形式防护围墙的距离上的要求有差别。然而，综合考虑煤气柜防护围墙的安全生产要求和治安保卫要求，不建议煤气柜外墙与企业外墙重合的防护围墙设置金属栅栏围墙。
2.2 煤气柜防护围墙的高度
钢铁冶金企业煤气柜四周的防护围墙，无论是实体围墙还是栅栏围墙，高度不应小于2.2 m;对于设置煤气柜的其他工业企业，煤气柜四周防护围墙的设置高度现行国家标准没有明确的标准要求。从安全生产角度分析，煤气柜围墙设置高度的要求主要是防止煤气柜泄漏后CO、CH4、H2等有毒、易燃易爆成分向四周扩散，形成爆炸和中毒环境，导致爆炸事故和人员中毒事故发生。高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气中CO、CH4、H2的密度均小于空气，一旦发生煤气柜泄漏，危险气体上浮后易于扩散，煤气柜围墙的设置高度定性分析具有一定意义，但高度的量化值尚未见计算分析。目前，钢铁企业对于煤气柜防护围墙高度至少要达到2.2 m的要求基本难以达到，实际高度一般在1.6～1.8 m。究其原因，是产业政策调整和标准的滞后性的综合作用所致。2016年印发的《国务院关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》明确，严禁新增钢铁产能，而钢铁企业的煤气是钢铁生产的副产品是和钢铁产能正相关的。这意味着，新建煤气柜工程在2016年后将原则上是不允许的。而规定“煤气柜区域周围应设围墙，围墙高度不应小于2.2 m”的《钢铁企业煤气储存和输配系统设计规范》（GB 51128-2015）实施日期是2016年5月1日。钢铁企业的煤气柜工程在标准实施前已建成，而标准实施后基本没有新建煤气柜工程，而煤气柜维修实施重点是工艺设备设施，这就很好理解钢铁企业现存煤气柜防护围墙高度不足的问题。因此，建议钢铁企业在检维修时考虑增加煤气柜围墙的高度以满足标准要求。
2.3 煤气柜与防护围墙的间距
对于煤气柜防护围墙的间距，在2014年之前钢铁企业煤气柜防护围墙均执行原国家标准《钢铁冶金企业防火设计规范》（后更新为2018版的《钢铁冶金企业防火设计标准》，煤气柜与防护围墙标准条款和要求未变）“煤气柜区四周应设置围墙，当总容积小于等于20000 m3时，柜体外壁与围墙的间距不宜小于15.0 m;当总容积大于20000 m3时，不宜小于18.0 m”的规定。2014年后，考虑到消防通道可以利用金属栅栏围墙外的道路，新制定的《工业企业干式煤气柜安全技术规范》（GB 51066-2014）提出，煤气柜金属栅栏防护围墙与煤气柜柜体外壁之间的距离可适当缩小但不应小于6 m，规定了“干式煤气柜在采取栅栏围墙时，栅栏围墙与柜体侧板外壁的净距不宜小于6 m”的要求。因此，根据现行标准对煤气柜与其防护围墙的距离要求，钢铁企业湿式煤气柜四周无论是实体围墙还是栅栏围墙，煤气柜与围墙的防火间距，当煤气柜容积小于或等于200000 m3时，不宜小于15.0 m;当煤气柜容积大于200000 m3时，不宜小于18.0 m。钢铁冶金企业干式煤气柜四周是栅栏围墙时，煤气柜与围墙之间的防火间距不宜小于6 m;钢铁冶金企业干式煤气柜四周是实体围墙时，煤气柜与围墙之间的防火间距，当煤气柜容积小于或等于200000 m3时，不宜小于15.0 m;当煤气柜容积大于200000 m3时，不宜小于18.0 m。以冶金煤气为气源的城镇燃气供应企业，储气站煤气柜四周无论是实体围墙还是栅栏围墙，煤气柜与围墙的防火间距，当总容积小于等于20000 m3时，不应小于15.0 m;当总容积大于20000 m3时，不应小于18.0 m。综上所述，对于已运行的干式煤气柜，当煤气柜与实体防护围墙间距满足标准要求时，可通过将实体围墙改造成金属栅栏围墙的方式予以解决，如图1所示。
3 结论
针对钢铁冶金企业煤气柜围墙安全设置的问题，结合煤气柜安全生产相关的现行国家标准和钢铁企业煤气柜围墙安全设置的实际综合分析和讨论。煤气柜防护围墙的建筑结构形式可以是实体围墙或金属栅栏围墙，但建议设置在厂区边缘的煤气柜外墙即与企业外墙重合的防护围墙设置实体围墙。煤气柜高度不应低于2.2 m，防护围墙低于2.2 m的应在检维修时予以解决。钢铁冶金企业已建成投运且防火间距不足的干式煤气柜，通过将煤气柜周围实体围墙改造成符合要求的金属栅栏围墙，可以实现防火间距至少减少9 m，从而达到足煤气柜与四周围墙防火间距的标准规定值。
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【作者简介】
张新法（1982-），男，高级工程师，硕士，研究方向为安全评价，职业卫生评价。
王志鹏（1984-），男，工程师，工程硕士，研究方向为无损检测。
王丽燕（1988-），女，学士，研究方向为无损检测。
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