電捕焦油器危險性分析及安全對策措施

孫水江

（青海煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心，青海西寧 810008）

0 引言

在鋁生產(chǎn)工藝中，炭素焙燒作為整個生產(chǎn)工藝的一環(huán)非常重要，目前為了保證炭塊焙燒工藝中的達標排放，在焙燒系統(tǒng)中配置了電捕焦油器來進行焙燒煙氣的收集和處理，效果較為理想，但在使用過程中如操作或管理不當會出現(xiàn)煙氣著火，燒毀電捕焦油器內(nèi)部設(shè)施或使風機損壞，嚴重影響了焙燒工序的正常生產(chǎn)。本文結(jié)合電捕焦油器的運行原理及一些工廠的現(xiàn)場經(jīng)驗，對設(shè)備的危險有害因素進行了分析，并提出了安全對策措施，望對同類廠家有一定的借鑒參考作用。

1 電捕焦油器工作原理

焙燒爐在燃燒過程中排出的廢氣成份主要有氟化物、瀝青焦油、炭粉塵及SO2。這些廢氣對環(huán)境影響較大。目前，各大鋁廠普遍采用電捕焦油器系統(tǒng)來進行處理，來自焙燒爐的煙氣首先經(jīng)過旋風除塵器利用重力和離心力的作用將廢氣中的炭粉收集處理掉，其次經(jīng)冷卻塔噴霧冷卻，將廢氣降溫至90±5 ℃，再進入電捕焦油器處理。電捕焦油器是由高壓靜電裝置（包括控制器、高壓發(fā)生器）和除塵器本體組成。電捕焦油器的主要工作原理是：用高壓直流電在電極和極板之間形成強大的電場，使電極和極板之間的氣體電離，廢氣經(jīng)過時被電離，同性相斥異性相吸，在電場力的作用下被吸附在極板上，在重力的作用下自流到除塵器的底部，通過螺旋給料機排出。

2 電捕焦油器危險性分析

電捕焦油器生產(chǎn)使用過程中存在主要危險因素是火災，其他還有灼燙、觸電傷害、高空墜落等危險。

2.1 火災

電捕焦油器存在著火的危險性，如果在生產(chǎn)過程中不嚴格按操作規(guī)程操作，有可能會引發(fā)火災且燃燒速率很快（表1）。

表1 電捕焦油器火災危險性分析

2.2 灼燙

電捕焦油器會使用蒸汽來使焦油保持較高的溫度，使其流動性較好，便于收集。蒸汽管路可能由于蒸汽管道長期振動而導致蒸汽泄漏，造成工作人員的燙傷，同時電捕焦油系統(tǒng)管路也可能由于人員不小心接觸而引起燙傷。

2.3 觸電危害

電捕焦油器中包含高壓控制設(shè)備、高壓整流設(shè)備，如果工作人員有意、無意觸及或過分接近帶電體（包括正常不帶電，而發(fā)生事故時可能帶電的配電裝置與電氣設(shè)備外露可導電部分）、工作人員誤操作、誤入帶電區(qū)域，均有可能造成觸電事故，對人員造成觸電傷害。

2.4 高處墜落

電捕焦油器的操作、維修涉及很多高處作業(yè)的工作，容易造成作業(yè)人員的高處墜落危險。

3 電捕焦油器危險性分析

圖1 電捕系統(tǒng)故障事故樹

本文采用事故樹分析法對電捕焦油器進行危險性分析。從特定的事故或故障開始，逐層分析其發(fā)生原因，一直分析到不能分析為止；將特定的事故和各種原因（危險因素）之間用邏輯門符號連接起來，得到形象、簡潔地表達其邏輯關(guān)系（因果關(guān)系）的邏輯樹圖形，即事故樹。實質(zhì)就是求取該事故樹的最小割集或徑集，把引起頂上事件發(fā)生的基本事件的集合稱為割集，凡不包含其他割集的叫最小割集。

本系統(tǒng)頂上事件發(fā)生的最小割集為12 個，即{X1}，{X2}，{X3}，{X4}，{X5}，{X6}，{X7}，{X8}，{X9}，{X10}，{X11}和{X12}。根據(jù)故障樹的基本事件結(jié)構(gòu)重要度分析理論，在系統(tǒng)中最小割集的基本事件的割集重要度系數(shù)為：I（X1）=I（X2）=I（X3）=I（X4）=I（X5）=I（X6）=I（X7）=I（X8）=I（X9）=I（X10）=I（X11）=I（X12）=1/12。

4 電捕焦油器的安全對策措施

4.1 預防火災的安全對策措施

（1）保持電捕焦油器合適的廢氣溫度。廢氣溫度過高，不利于焦油的捕集，煙氣溫度過低，焦油就會在廢氣氣流的轉(zhuǎn)彎處和氣流放緩處沉積下來，形成大量的可燃物，一旦具備火災三要素，就會引發(fā)火災。在生產(chǎn)過程中可通過調(diào)節(jié)水噴淋的水量來使電捕焦油器的廢氣保持合適的溫度。

（2）控制好焙燒的工藝條件。陽極焙燒爐的燃燒溫度和燃燒時間要嚴格按照設(shè)定好的焙燒曲線運行。盡量提高預熱爐室的基體溫度，使瀝青揮發(fā)份排出時能燃燒的比較充分。填充料的配比一定要正確，細料不能太多過細。細料過多過細，一來會被抽入廢氣中，熾熱的細料會形成引火源，二則會和焦油混在一起，積聚在設(shè)備中形成可燃物。

（3）加強設(shè)備的清理。應(yīng)定期將設(shè)備中焦油和碳粉形成可燃物清除，降低火災三要素形成的必備條件?？稍谠O(shè)備這些部位設(shè)置多個檢修孔，定期觀察定期清理。

表2 求系統(tǒng)FTA 的最小割集

（4）設(shè)置排煙架溫度監(jiān)控和聲光報警系統(tǒng)，做好預警工作。當溫度監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)升溫異常時，通過聲光報警及時預警，可以在第一時間發(fā)現(xiàn)火災隱患，工作人員可以采取措施將事故消除在萌芽狀態(tài)中或盡早地控制住火勢防止事故擴大蔓延。

（5）噴淋方式采用連續(xù)噴淋、分級噴淋，不要使用間斷噴淋。連續(xù)分級噴淋既可以澆來廢氣中的炭粉火星，消除點火源，又能起到一定的滅火作用，保護設(shè)備。

（6）選擇有資質(zhì)有經(jīng)驗的設(shè)備供貸單位和施工單位安裝電捕焦油除塵器。

（7）嚴格按操作規(guī)程和檢修規(guī)程使用和維修。

4.2 預防灼燙的安全對策措施

（1）灼燙部位要有警示標志或隔離裝置，避免靠近或不當接觸。

（2）定期對設(shè)備、管道進行監(jiān)測、維護，防止高溫物質(zhì)的泄漏傷人。

（3）盡可能實現(xiàn)自動化和遠距離操作等隔熱操作方式，減少人員直接接觸灼燙部位的機會，降低燙傷的概率。

4.3 預防觸電的安全對策措施

（1）接地接零保護系統(tǒng)。電捕焦油器系統(tǒng)中有高壓直流裝置，應(yīng)設(shè)置接電、接零系統(tǒng)。

（2）漏電保護。電捕焦油器系統(tǒng)中必須安裝漏電保護器、斷路保護器、短路保護器等，一旦漏電就可以自動跳閘切斷電源，防止人身觸電。

（3）屏護。電捕焦油器的高壓設(shè)備、變配電設(shè)備應(yīng)增設(shè)圍欄遮欄，防止人體有意、無意觸及或過分接近帶電體，同時防止人體誤入帶電間隔。

4.4 預防高處墜落的安全對策措施

（1）在電捕焦油器的高處作業(yè)時必須穿軟底鞋、戴安全帽和系安全帶，安全帶應(yīng)按規(guī)范使用。

（2）電捕焦油器高處需要檢修的部位應(yīng)設(shè)置防護欄桿、踢腳板、樓梯；梯子、平臺應(yīng)采用花紋負板，防止人員滑倒跌落，并在醒目位置放置防滑防摔警示牌。對梯子、欄桿應(yīng)加強檢查、維修，防止因腐蝕而發(fā)生意外事故。

（3）在電捕焦油器高處檢修作業(yè)時，應(yīng)隨身攜帶好工具袋，不使用的工具應(yīng)及時放入工具袋，較大的工具、備品配件不得放在工作點邊緣，以防止從邊緣掉落砸傷下面的人員。