RTO裝置安全風險分析及管控措施

近年來，隨著國家環保法律法規的日趨嚴格，越來越多的危險化學品生產、儲存、使用企業為了減少污染物無組織排放，配套建設了揮發性有機物（VOCs）收集蓄熱式燃燒治理設施（以下簡稱RTO裝置）。本文簡要介紹了RTO裝置的工作原理、技術發展歷程，辨識分析了RTO裝置生產運行過程中存在的安全風險，并提出控制措施，以促進企業對RTO裝置的安全管理。

一、 RTO裝置的工作原理

RTO裝置是一種高效的有機廢氣處理設備，其工作原理是把有機廢氣加熱到760℃以上，使廢氣中的VOCs氧化分解為二氧化碳和水。氧化過程產生的熱量存儲在特制的陶瓷蓄熱體，使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內儲存的熱量用于預熱后續進入的有機廢氣，該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程，從而節省廢氣升溫過程的燃料消耗。

二、 RTO 裝置運行中的危害因素

RTO裝置處理的廢氣中可能含有苯、醇、酮、醛、酚、醚、烷等有機廢氣和NOX、SO2、HCL、CL2等無機污染物，介質成分復雜，大多為易燃易爆、有毒物質，存在火災、爆炸、中毒等危害因素。

三、 RTO裝置安全事故案例

部分企業在RTO裝置運行過程中，存在安全風險辨識不全面、安全控制措施落實不到位、應急處置程序不得當等情況，導致RTO裝置發生了生產安全事故，不僅給企業造成了較大的經濟損失，還帶來了較大的社會負面影響。

1江蘇某化工企業RTO 裝置爆炸事故

江蘇某化工企業ＲTO 裝置于2015年3月8日和3月27日發生兩次爆炸。事故雖沒有造成人員傷亡，但廢氣引風機損壞，現場儀表燒毀，ＲTO裝置損毀嚴重。此次事故發生的直接原因是：氣體冷凝溫度較高，冷凝后氣相中的有機化合物含量增高，廢氣收集管道上稀釋的配風空氣不足，導致進入ＲTO廢氣的濃度達到爆炸極限。

2山東某企業RTO裝置爆炸事故

2019 年5 月，山東某企業ＲTO裝置在運行過程中因廢氣濃度突然升高引發了爆炸，事故沒有造成人員傷亡，ＲTO爐體本身未損壞，但引風機及進爐管道全部爆裂損壞。事故發生的直接原因是：廢氣濃度突然升高。

3安徽某制藥廠RTO裝置爆炸事故

2019 年6 月16 日，安徽某制藥廠ＲTO 裝置因廢氣中甲醇濃度突然升高導致爆炸，爆炸聲前后2 次，間隔時間較短，一處位于ＲTO 爐及相鄰風機，另一處位于系統前端廢氣收集管道。事故導致ＲTO 右側蓄熱室鋼結構、保溫棉、蓄熱陶瓷和ＲTO 近端的引風機、風管嚴重損壞。分析認為，該裝置未安裝實時廢氣濃度檢測儀，不能及時檢測并切斷高濃度廢氣，造成高濃度廢氣在爐內蓄熱材料中升溫過程發生爆炸; 另外該裝置未安裝阻火器，不能阻斷爆燃的廢氣回火至廢氣收集部分;廢氣輸送管道及風機均未采用可導電材質，廢氣與高速旋轉的風機葉輪摩擦產生靜電且靜電無法導出，引發了系統前端廢氣的爆炸。

四、 RTO 裝置安全風險控制措施

01 RTO裝置安全設計控制措施

RTO裝置在廢氣收集、輸送、處理等環節均存在較大的安全風險，為了實現RT0裝置本質安全，在設計過程中要充分考慮處理廢氣的理化性質、危險特性，同時還要考慮收集、輸送、處置過程等各環節，以及RTO裝置燃燒器、風機、管道及安全閥、爆破片等安全設施選型和材質等方面產生的安全風險。

1.RTO裝置安全設施應與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用。

2.RTO裝置現場電氣儀表設備應嚴格按照防爆等級設計，在爆炸危險區域選用防爆電氣，預防電氣火花引發火災事故的風險。

3.RTO裝置應設置PLC或DCS控制系統（視情況可設置安全儀表系統），對風機、閥門、燃燒器、爐膛和廢氣管道等設備設施的關鍵參數進行實時監控和聯鎖。

4. RTO裝置關鍵設備的安全儀表系統應不低于SIL2標準設計。對RTO的點火裝置與收集風機、混合氣體緊急排空裝置進行科學聯鎖保護，一旦出現點火故障、混合氣體燃燒濃度不夠等情況，應當聯鎖切斷風機、止回閥門，同時排空系統內的爆炸性混合氣體。

5.RTO裝置應設置UPS備用電源和儀表用氣的壓縮空氣儲氣罐。

6.RTO裝置應設置斷電斷氣后進氣閥、排氣閥緊急關閉，防止煙囪效應引起蓄熱層下部溫度上升。

7. RTO裝置應在廢氣收集管道上安裝在線廢氣濃度檢測儀，廢氣濃度檢測儀距離廢氣切斷閥距離不低于50 m，確保出現高濃度廢氣后廢氣切斷閥有足夠的關閉時間。

8. RTO裝置要設計廢（尾）氣管道的防回燃（火）設施，特別是對于車間之間、區域之間、管道與RTO連接處等區域部位，應當對設置防止回燃（火）的單向止回、防火閥等安全裝置。

9.在RTO裝置廢氣收集管道等節點上安裝泄爆膜片。

10.在ＲTO 裝置前端和廢氣收集端設置阻火器，廢氣管道每隔一定距離必須設置爆破片，爆破片壓力低于廢氣管道承受的壓力，以便爆炸發生后及時泄壓，減少損失。

11. RTO裝置進風、排風管道及風機應采用可導電材質，采取法蘭跨接、系統接地等措施，防止靜電產生和積聚。

12.對于濃度較高且含有低燃點物質的應急排空管道，嚴禁與高溫排空管道共用煙囪排放。

13.燃料供給系統應設置高低壓保護和泄漏報警裝置，蓄熱燃燒裝置應設置安全可靠的火焰控制系統、溫度監測系統、壓力控制系統等。

14.在密閉廠房內，應采用集氣罩、氣相軟管等設施，回收無組織排放的氣體，同時保持良好的通風，減少揮發物局部積聚現象。做好避免可燃有毒氣體積聚的風險分析，制定管控措施并嚴格落實，避免發生爆炸。

02ＲTO裝置投用前的安全風險控制措施

ＲTO裝置使用前的各項安全準備工作考慮是否全面，落實是否到位，對裝置安全開車起著至關重要的作用。

1.ＲTO裝置使用前要進行安全風險評估論證。對尾氣的組分、含量、爆炸極限、閃點、燃點、混合是否發生反應等進行檢測和驗證，并作出安全風險評估論證報告（不具備條件的，可以委托第三方），合理制定操作指標及應急處置措施，對于廢氣成分復雜的，可通過開展危險與可操作性分析（HAZOP），制定并落實相應的安全措施。

2.企業要制定安全開停車方案。ＲTO裝置投用前要制定有效的安全措施，確保吹掃、清洗、氣密試驗等環節合格。引進廢氣等物料時，要隨時監測物料流量、溫度、壓力、液位等參數變化情況，確認流程是否正確。要嚴格控制進退料順序和速率，現場安排專人不間斷巡檢，監控有無泄漏等異常現象。

3.企業要制定ＲTO裝置安全操作規程。安全操作規程的內容應至少包括：開車、正常操作、臨時操作、應急操作、正常停車和緊急停車的操作步驟與安全要求；工藝參數的正常控制范圍，偏離正常工況的后果，防止和糾正偏離正常工況的方法及步驟；操作過程的人身安全保障、職業健康注意事項等。同時，要確保工藝卡片、安全操作規程、DCS控制系統操作指標的一致性。

4.ＲTO裝置投用前的安全操作培訓。ＲTO裝置試生產前，企業要完成全體管理人員和操作人員崗位技能培訓，確保全體管理人員和操作人員考核合格后參加全過程的生產準備。

5.ＲTO裝置試生產安全管理。試生產前，嚴格按照《國家安全監管總局關于加強化工過程安全管理的指導意見》（安監總管三〔2013〕88號）第六條“試生產安全管理”要求進行管理。

03ＲTO裝置運行過程中的安全風險控制措施

RTO裝置在運行過程中，必須落實好相關安全措施，方能保證裝置安全運行。

1.嚴格控制RTO裝置燃燒爐入口處理廢氣濃度和流速，保證相對平穩、安全運行，可通過設置緩沖罐、調整風量等預處理設施。

2.ＲTO 裝置使用過程中涉及到的承包商管理，嚴格按照《國家安全監管總局關于加強化工過程安全管理的指導意見》（安監總管三〔2013〕88號）第九條“承包商管理”要求進行管理。

3.ＲTO 裝置使用過程中涉及動火作業、受限空間作業等特殊作業，嚴格按照《危險化學品企業特殊作業安全規范》（GB 30871-2014）要求進行作業。

4.ＲTO 裝置使用過程中，不間斷做好員工操作、應急等方面安全培訓，提高員工安全操作技能。

5.RTO裝置是一項人機高度結合的設備，雖然其自動化程度較高，但必須安排專人進行維護與管理。如：RTO焚燒爐在發生爆炸前，有機物濃度常會在短時間內迅速升高，此時系統若有人值守，則可提前發出預警并采取必要的措施，避免事故的發生。

6.生產過程中，變更物料，產生新的廢氣的，必須按照變更管理要求開展風險分析。

04RTO裝置應急管理措施

企業要建立完善RTO裝置應急響應系統，明確RTO裝置每位崗位人員的應急救援職責，配備齊全的應急救援器材，確保RTO裝置發生緊急情況時，應急響應系統有效運行。

1.編制RTO裝置專項預案、現場應急處置方案。要定期開展各類應急預案的培訓和演練，評估預案演練效果并及時完善預案。

2.提高應急響應能力。企業要建立RTO裝置應急響應系統，明確RTO裝置各級人員應急救援的職責，發生緊急情況后，應急處置人員要在規定時間內到達各自崗位，按照應急預案的要求進行處置。

3.針對RTO裝置生產運行過程中存在的危害因素，企業應至少配備防化服、隔熱服、防毒面具、正壓式空氣呼吸器、防爆應急照明燈、手持式可燃有毒氣體檢測儀等應急救援器材。