煉鐵生產(chǎn)中的危險因素控制

燕興偉 吳芳谷

高爐是煉鐵中最主要的生產(chǎn)設(shè)備。高爐煉鐵是從高爐頂部將燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、鐵礦塊礦、石灰石、焦炭等物料加入,從高爐下部風(fēng)口鼓入熱風(fēng),使焦炭產(chǎn)生高溫煤氣,從而加熱、融化爐料并使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。由于煉鐵生產(chǎn)中使用高能設(shè)備(如高爐、熱風(fēng)爐、煤粉制備及輸送設(shè)備等),生產(chǎn)過程具有高熱能、高動能、高化學(xué)能特點(diǎn),并由此引發(fā)煉鐵生產(chǎn)中不安全因素的產(chǎn)生,需要引起特別注意。

煉鐵生產(chǎn)主要危險因素

煉鐵生產(chǎn)中因設(shè)備設(shè)施的設(shè)計及制造安裝缺陷,信號及標(biāo)志方面缺陷,以及管理不善、個人防護(hù)措施不力等,都會促使各種危險因素的出現(xiàn),最終導(dǎo)致可能發(fā)生灼燙、爆炸(含鐵水爆炸、煤氣爆炸、煤粉爆炸等)、煤氣中毒、機(jī)械傷害、高處墜落等事故。

高爐為高溫設(shè)備,且頻繁出鐵出渣操作,開堵鐵渣口等造成的爐前鐵水、鐵渣的噴濺可直接造成人體的燒燙傷;熔融的鐵水鐵渣遇水會發(fā)生爆炸事故;高爐煤氣泄漏會發(fā)生中毒事故;由于爐前起重機(jī)、泥炮、開鐵口機(jī)等多種設(shè)備頻繁作業(yè),人員多、場地小,容易發(fā)生機(jī)械傷害;對上料系統(tǒng)進(jìn)行檢查、維修如安全裝置不全不靈會發(fā)生機(jī)械傷害事故;熱風(fēng)爐、煤氣凈化系統(tǒng)等存在煤氣的場所有發(fā)生煤氣燃燒爆炸和煤氣中毒的可能;制粉噴吹系統(tǒng)由于煤粉中含氧量高,可能導(dǎo)致煤粉爆炸事故;高爐、熱風(fēng)爐、除塵器等設(shè)備維護(hù)檢修時防護(hù)不當(dāng)會造成高處墜落事故。

設(shè)計施工缺陷,如由于設(shè)計計算錯誤導(dǎo)致高爐部件材質(zhì)選擇不當(dāng)或強(qiáng)度不足等先天性缺陷;制造及安裝過程中因制造加工工藝存在問題,使設(shè)備產(chǎn)生故障隱患;高爐構(gòu)架在設(shè)計或安裝階段造成的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性方面存在缺陷;高爐的保護(hù)設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計不合理、質(zhì)量低劣等等,都可能引起事故發(fā)生,造成人身傷害及設(shè)備損壞。

信號及標(biāo)志方面缺陷,如監(jiān)視信號位置不當(dāng)或信號設(shè)施質(zhì)量不高,造成信號不正確、誤差大;有關(guān)孔、洞標(biāo)志不清楚、不符合要求,信號、標(biāo)志等都對危險起不到警示作用,增加事故發(fā)生的可能。

管理不善,如安全規(guī)程未制訂或不完善;機(jī)械外露的轉(zhuǎn)動部位未設(shè)防護(hù),孔、洞、溝道未加蓋板;重要和危險處無警示牌;運(yùn)行中的重要操作無準(zhǔn)備無監(jiān)護(hù)等。

個體防護(hù)措施不力,如進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場不穿工作服、不戴安全帽;高空作業(yè)不系安全帶;違規(guī)操作等。

煉鐵生產(chǎn)過程中,主要危險因素在各危險源點(diǎn)的分布見表1。

重大危險因素的控制措施

安全管理的目的是通過技術(shù)和管理手段,遏制危險因素的出現(xiàn),使危險因素處于受控狀態(tài),因此,進(jìn)行重大危險因素的控制,保障煉鐵安全,成為相關(guān)行業(yè)企業(yè)最為重視的問題。

1.防范煤氣事故的措施

煤氣泄漏在開放空間內(nèi),遇點(diǎn)火源(含明火、電火花、靜電打火、雷擊等)會發(fā)生著火,甚至造成火災(zāi)。煤氣泄漏在密閉的作業(yè)環(huán)境中達(dá)到爆炸極限范圍時,遇點(diǎn)火源會發(fā)生爆炸。

防范煤氣事故,最重要的是確保煤氣設(shè)備、管路保持嚴(yán)密,防止空氣滲入。對有煤氣泄漏可能的場所,應(yīng)禁止明火,并設(shè)安全警示。同時,在有煤氣泄漏危險的場所應(yīng)選用防爆型電氣設(shè)備,煤氣和氧氣管道應(yīng)有消除靜電和防雷的措施。煤氣系統(tǒng)的檢修部位與非檢修部位應(yīng)可靠分隔。煤氣設(shè)施應(yīng)設(shè)置蒸汽或氮?dú)獾墓芙宇^,熱風(fēng)爐、煙氣爐等煤氣使用設(shè)備的煤氣總管應(yīng)有符合GB 6222-2005《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》要求的可靠隔斷裝置。煤氣支管應(yīng)有煤氣自動切斷閥,當(dāng)燃燒器風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)、助燃空氣切斷閥關(guān)閉、煤氣壓力過低時,該切斷閥應(yīng)能自動切斷煤氣,并發(fā)出警報。煤氣管道應(yīng)有煤氣流量檢測及調(diào)節(jié)裝置。管道最高處和燃燒閥與煤氣切斷閥之間應(yīng)設(shè)煤氣放散管。煤氣設(shè)施及管道蒸汽吹掃設(shè)施應(yīng)設(shè)有防止煤氣竄入蒸汽管道的控制措施,煤氣危險區(qū)(加熱風(fēng)爐、煤氣發(fā)生設(shè)施附近)的一氧化碳濃度應(yīng)定期測定。帶煤氣作業(yè)地點(diǎn),應(yīng)懸掛醒目的警告標(biāo)志。在一類煤氣作業(yè)場所及有泄漏煤氣危險的平臺、工作間等,均應(yīng)設(shè)置方向相對的兩個出入口,有煤氣泄漏可能的區(qū)域設(shè)安全警報標(biāo)志。

除了對設(shè)備的要求,操作人員還應(yīng)加強(qiáng)對煤氣系統(tǒng)的檢查和維護(hù)保養(yǎng),防止設(shè)備帶故障運(yùn)行,防止煤氣的泄漏。檢修煤氣設(shè)備(如除塵器、煤氣管道等),檢修前可靠切斷煤氣氣源,應(yīng)用蒸汽或氮?dú)怛?qū)趕殘余煤氣,檢測CO濃度不高于安全規(guī)定濃度以上方可作業(yè)。開、停爐及計劃檢修期間,應(yīng)有煤氣專業(yè)防護(hù)人員監(jiān)護(hù)。熱風(fēng)爐燒爐期間,操作人員應(yīng)經(jīng)常觀察和調(diào)整煤氣火焰。火焰熄滅時,應(yīng)及時關(guān)閉煤氣閘板,查明原因,確認(rèn)可重新點(diǎn)火,方可點(diǎn)火。到煤氣區(qū)域作業(yè)的人員,應(yīng)配備便攜式一氧化碳報警儀,一氧化碳報警裝置應(yīng)定期校核。

2.防止煤粉火災(zāi)爆炸事故

煤粉遇高溫、點(diǎn)火源會發(fā)生著火甚至造成火災(zāi)。長期堆積(儲存)的煤粉自身會蓄熱發(fā)生著火甚至造成火災(zāi)。如果煤塵或煤粉在空氣中達(dá)到一定濃度,遇明火以及在外界高溫、碰撞、摩擦、振動等形成點(diǎn)火源,會引起爆炸,爆炸后產(chǎn)生的氣浪還會使沉積的煤塵飛揚(yáng),造成二次爆炸事故。

為了有效防止煤粉火災(zāi)爆炸事故,進(jìn)行煉鐵生產(chǎn)的企業(yè)應(yīng)在存在爆炸性粉塵的生產(chǎn)廠房設(shè)泄爆孔,有粉塵爆炸危險的室內(nèi)墻面應(yīng)平滑,地面應(yīng)平整,便于沖洗,并應(yīng)選用不產(chǎn)生火花的建筑材料。制粉管道、倉式泵、煤粉罐、旋風(fēng)除塵器及袋式除塵器等均應(yīng)設(shè)泄爆孔,泄爆孔口應(yīng)設(shè)泄爆管,管口應(yīng)引向室外安全地點(diǎn)。噴吹罐、儲氣罐、空氣包等壓力容器的設(shè)計、制造、安裝等應(yīng)遵守《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求。磨機(jī)、布袋收粉器和煤粉倉等應(yīng)設(shè)有可用于特殊情況下緊急充氮?dú)獾脑O(shè)施。所有裝煤容器及輸煤管道都充氮?dú)?煤粉倉裝有CO分析儀,煤粉倉、貯煤罐、噴煤罐均設(shè)有溫度檢測、報警。噴吹系統(tǒng)的閥門采用自動操作,并設(shè)有連鎖保護(hù)裝置,以防止誤操作。噴吹系統(tǒng)的閥門在斷電時自動轉(zhuǎn)向安全狀態(tài),應(yīng)設(shè)氧含量、一氧化碳濃度在線監(jiān)測裝置對磨機(jī)、布袋收粉器、煤粉倉等處進(jìn)行巡回監(jiān)測,達(dá)到上限值時自動報警,達(dá)到上限值對自動緊急充氮并停機(jī)。定期對噴吹罐、安全閥及泄爆裝置定期檢測、校驗,確保其安全可靠。

此外,由于機(jī)器產(chǎn)生的靜電火花有可能引起煤粉火災(zāi)爆炸事故,所以,應(yīng)對所有煤粉設(shè)備、容器、管道設(shè)防靜電接地,法蘭之間用導(dǎo)線跨接。噴煤系統(tǒng)的供電按兩路獨(dú)立電源設(shè)計,噴吹制粉區(qū)應(yīng)采取有效的防靜電的措施。制粉及輸送系統(tǒng)的所有設(shè)備、容器和管道均應(yīng)接地。所有設(shè)備、容器、管道應(yīng)設(shè)防靜電接地,法蘭間用導(dǎo)線跨接。裝煤粉管都設(shè)置成無死角,避免煤粉堆積。制粉系統(tǒng)廠房應(yīng)按GB50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行電氣安全設(shè)計。電氣設(shè)備包括開關(guān)、電磁閥、照明燈等應(yīng)選用防爆型,布袋收粉器的布袋應(yīng)采用防靜電材質(zhì),廠房內(nèi)、電氣室應(yīng)設(shè)有滅火裝置,廠房周圍應(yīng)設(shè)消防車通道。

3.防止高爐系統(tǒng)爆炸及燙傷事故

為了防止高爐系統(tǒng)爆炸及燙傷事故,需要特別注意生產(chǎn)時的爐頂工作壓力不能超過設(shè)計規(guī)定。高爐爐頂設(shè)置放散閥,防止?fàn)t內(nèi)壓力過高發(fā)生事故。

此外,高爐的關(guān)鍵部位應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)耐火材料砌筑,砌筑結(jié)構(gòu)合理。異常侵蝕區(qū)要加強(qiáng)冷卻,高爐周圍排水應(yīng)暢通。鐵水所經(jīng)之處防潮防積水,保持干燥。鐵口不能正對著操作室的出入口,操作室的外墻砌筑耐火材料。出鐵前清理鐵渣溝,確保鐵渣水流順暢。操作工人在進(jìn)行出鐵時應(yīng)進(jìn)行檢查,確保鐵溝干燥。沖渣前檢查水壓、水量,出鐵時嚴(yán)防過鐵。工人在出鐵時還應(yīng)注意站位,穿戴好防護(hù)用品。

編輯 韓 穎