雙蓄熱加熱爐的安全分析

竇建輝?王月紅

摘 要：本文針對邯鋼棒二雙蓄熱加熱爐進行安全風險分析，整理出其中常見的以及潛在的危險源，運用層次分析法對存在的風險因素進行辨識，并對其進行改進，提出相應的優(yōu)化措施進行規(guī)避風險，從而使軋鋼更安全更高效的進行。

關鍵詞：雙蓄熱加熱爐;風險分析;層次分析

加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線的重要設備，也是典型的耗能設備。目前，能源和環(huán)境問題日益突出， 我國鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排任務艱巨，蓄熱式燃燒技術符合鋼鐵企業(yè)推行高效、清潔生產(chǎn)技術的要求。蓄熱式加熱爐是基于蓄熱式熱交換原理和高溫空氣燃燒技術的新型加熱爐，與普通加熱爐相比具有降低了燃料的限制、節(jié)能、降低環(huán)境污染等優(yōu)點。同時，蓄熱加熱爐的設備和管路復雜，對控制要求較高，管道閥門接口多，監(jiān)控系統(tǒng)復雜，降低了系統(tǒng)的安全性。因此，蓄熱加熱爐的安全性顯得尤其重要。本文通過對加熱爐存在的安全風險進行分析，并進行改進，提出相應的優(yōu)化措施進行規(guī)避風險。

一、風險分析的基本理論

風險分析的概念：風險是指危險或危害事件發(fā)生的可能性與后果嚴重程度的綜合度量，即活動或事件是消極的，人們不希望的后果發(fā)生的潛在可能性。具體地說，風險一般應具備以下要素：

①事件（不希望發(fā)生的變化）;②事件發(fā)生具有不確定性;③風險的影響（后果）;④風險的原因。

風險具有客觀性、普遍性、偶然性、可測定性、損失性、不確定性和發(fā)展性。

風險分析包括風險識別（辨識）、風險估計與風險評價，具體步驟如圖1。

圖1風險分析步驟

目前常用的風險評價分析方法有定性分析法、定量分析法和定性定量綜合分析法，這些方法的原理和特點各不相同，有著各自的優(yōu)缺點和適用范圍。層次分析法為定性半定量的分析方法，是將復雜風險問題分解為若干層次和要素，通過比較、判斷和計算，得到他們的重要程度，最后合成整個項目風險。

二、主要事故類型及分析

在生產(chǎn)連續(xù)運行過程中，由于各種人為或偶然因素的影響，以及設備質量、使用環(huán)境、壽命等原因，難免會產(chǎn)生各種故障。加熱爐各種危險源有：高溫、機械設備、煤氣爆炸、煤氣中毒、著火、電氣、氮氣、噪聲等。根據(jù)事故統(tǒng)計分析蓄熱加熱爐主要的事故類型及影響分析見表1、表2。

表1 ?蓄熱加熱爐事故類型及影響分析

事故類型 事故原因 事故發(fā)生可能性 事故影響

加熱爐爆炸 達到爆炸條件 D 設備損壞，人員傷亡

管道爆炸 達到爆炸條件 D 設備損壞，人員傷亡

煤氣中毒 煤氣泄漏 E 人員中毒

著火 煤氣泄漏，高溫或明火 E 設備損壞，人員傷亡

爐頂塌落 結構性能差，外部受力 E 設備損壞，影響生產(chǎn)

機械傷害 觸動運行設備 D 人員碰傷

高溫燙傷 觸碰高溫物體 C 人員燙傷

排水器擊穿 煤氣壓力過大，水位低 E 人員中毒

粘鋼事故 爐溫過高，高溫保溫時間長 C 影響生產(chǎn)

表2 ?事故發(fā)生可能性分級

級別 發(fā)生可能性 級別 發(fā)生可能性

A 經(jīng)常發(fā)生 D 很少發(fā)生

B 容易發(fā)生 E 不易發(fā)生

C 偶爾發(fā)生 F 極難發(fā)生

由分析事故可能發(fā)生的條件為：①電氣設備、機械設備安全防護裝置受外力破壞;②聯(lián)鎖裝置、信號裝置、檢測裝置失靈或損壞;③設備安裝或使用時存在缺陷;④操作人員冒險操作、誤操作、違章作業(yè);⑤管理人員違章指揮;⑥未佩戴或配備符合標準的勞動防護用品或防護設備等。

三、蓄熱加熱爐風險因素分析

針對蓄熱加熱爐事故類型進行風險因素分析，確定加熱爐系統(tǒng)R為目標層，人員風險R1、設備風險 R2和環(huán)境風險R3為 3 個風險因素準則層，人員操作規(guī)范程度R11、人員防護水平R12、職工安全教育程度R13、煤氣系統(tǒng)設備風險R21、運轉設備風險R22、其他設備風險R23、有害氣體風險R31、粉塵危害風險R32、噪聲危害風險R33、高溫和熱輻射R34、觸電傷害風險R35、機械傷害風險R36為 12 個風險子因素子準則層。加熱爐風險評價層次遞階結構模型如圖 2所示。

圖 2層次遞階結構模型圖

根據(jù)加熱爐影響因素分析，分別列出準則層和子準則層的判斷矩陣，如表3-1、3-2a～c 所示。

表 3-1 準則層 Ri相對于目標層 R 的判斷矩陣

R R1 R2 R3

R1 1 1/2 1/5

R2 2 1 1/5

R3 5 5 1

表 3-2a 子準則層 R1j相對于準則層 R1的判斷矩陣

R1 R11 R12 R13

R11 1 1/2 2

R12 2 1 2

R13 1/2 1/2 1

表 3-2b 子準則層 R2j相對于準則層 R2的判斷矩陣

R2 R21 R22 R23

R21 1 2 2

R22 1/2 1 1

R23 1/2 1 1

表 3-2c 子準則層 R3j相對于準則層 R3的判斷矩陣

R3 R31 R32 R33 R34 R35 R36

R31 1 3 3 3 3 3

R32 1/3 1 3 1 1/2 1/2

R33 1/3 1/3 1 1/3 1/5 1/3

R34 1/3 1 3 1 3 1

R35 1/3 2 5 1/3 1 1

R36 1/3 2 3 1 1 1

計算各判斷矩陣的最大特征值λmax。根據(jù)總權重向量，確定出各基本風險因素對加熱爐系統(tǒng)的的影響程度，得出加熱爐系統(tǒng)的主要控制風險因素為煤氣系統(tǒng)設備風險、員工防護水平和安全教育、有害氣體風險。

四、風險控制與安全措施

1. 煤氣系統(tǒng)設備風險控制

（1）加強點檢，確保煤氣系統(tǒng)安全設備的有效運行。

（2）煤氣管道及閥門等，在使用中要經(jīng)常檢查它們的嚴密情況，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。

（3）提高系統(tǒng)監(jiān)控的可靠性，增強故障聯(lián)鎖處理功能，及有聲光報警。

（4）規(guī)范煤氣系統(tǒng)設備操作程序，完善操作過程，避免出現(xiàn)漏洞。

（5）加強設備的維護與更換，定期更換密封件。

2. 員工防護水平和安全教育風險控制

（1）加強煤氣操作崗位人員的安全教育，嚴格執(zhí)行《煤氣安全操作規(guī)程》。

（2）定期檢驗報警器及呼吸器處于有效狀態(tài)。

（3）加強安全管理，完善加熱爐突發(fā)事故的處理程序，加強應急演練，熟練掌握。

（4）煤氣儀表和報警裝置等，應由專人操作，并經(jīng)常檢查保持良好，如發(fā)現(xiàn)問題立即報告有關部門處理，到現(xiàn)場操作必須攜帶報警器。

3. 有害氣體風險控制

（1）加熱爐煤氣區(qū)域應設有明顯的危險標志，以提示行人注意。

（2）對煤氣泄漏完善應急程序，有效處理。

（3）加強對有害氣體的認識，熟習危害程度及處理方式。

作者簡介：竇建輝，男，本科，高級工程師。

王月紅，女，副教授。