大傾角皮帶在硫磺輸送中的安全運(yùn)行問題分析

魏林松，余 波，王世松，陳進(jìn)福，楊澤友

（云南磷化集團(tuán)?？诹讟I(yè)有限公司，云南昆明 650113）

0 引言

硫磺制酸生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外廣泛運(yùn)用，硫磺制酸生產(chǎn)裝置的主要工藝過程分為：固硫磺儲(chǔ)存與輸送，固體硫磺熔化和過濾，硫磺的焚燒，煙氣二氧化硫（SO2）的轉(zhuǎn)化，余熱回收，三氧化硫（SO3）的吸收，硫酸產(chǎn)品的儲(chǔ)存等[1]。在硫磺制酸生產(chǎn)系統(tǒng)中，首先需要考慮硫磺的儲(chǔ)存與輸送。在某公司已建成的1200 t/d熔硫裝置和1600 t/d 熔硫生產(chǎn)裝置中，硫磺均由火車或汽車運(yùn)送至硫磺倉(cāng)庫(kù)，采用大傾角皮帶輸送機(jī)將硫磺輸送熔硫槽進(jìn)行融化[2]。

在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，硫磺輸送裝置在設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)運(yùn)行中存在一定的安全隱患，在與硫磺制酸生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行交流學(xué)習(xí)時(shí)，也發(fā)現(xiàn)存在類似的問題。完善現(xiàn)有的設(shè)計(jì)和施工建設(shè)方案，對(duì)在用輸送設(shè)施采取相應(yīng)的安全措施，避免安全事故發(fā)生。

1 大傾角皮帶輸送機(jī)

大傾角皮帶輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、維修方便、輸送物料要求低、占地較少、能耗低、膠帶強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，不受物料量的大小和輸送距離限制，廣泛用于輸送塊狀、粒狀的物料和成件物品，在煤炭、冶金、建筑、糧食、化工、電力等行業(yè)應(yīng)用較多。

以某公司在用的波形擋邊隔板式大傾角皮帶為例，研究其安全運(yùn)行問題。大傾角皮帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，皮帶傾角55°，輸送物料距離約50～65 m，輸送物料為塊狀、顆粒和粉狀硫磺。

圖1 大傾角皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)

2 大傾角皮帶生產(chǎn)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析及防控措施

2.1 機(jī)械傷害

2.1.1 機(jī)械傷害風(fēng)險(xiǎn)分析

大傾角皮帶在機(jī)頭電滾筒的牽引下，尾輪、壓帶輪、托輪、導(dǎo)向輪等形成一系列的轉(zhuǎn)動(dòng)、傳動(dòng)零部件，大傾角皮帶周圍均是機(jī)械傷害的高發(fā)部位[3]。在生產(chǎn)過程中，尤其是漏料、積料的清掃，大傾角皮帶輸送機(jī)的開啟、停運(yùn)過程中，生產(chǎn)操作人員的巡檢、生產(chǎn)指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整發(fā)生機(jī)械傷害的風(fēng)險(xiǎn)較高。若安全防護(hù)設(shè)施存在缺陷或安全防護(hù)措施不到位，很容易發(fā)生安全事故。

2.1.2 機(jī)械傷害的防控措施

在大傾角皮帶設(shè)計(jì)初期應(yīng)充分考慮設(shè)備的本質(zhì)安全，從源頭上降低安全風(fēng)險(xiǎn)。皮帶兩側(cè)配置安全巡檢樓梯，踏板采用格柵形式，防止踏板集料、積塵；在大傾角皮帶兩側(cè)和頂部、底部安裝防護(hù)網(wǎng)，確保在生產(chǎn)運(yùn)行中是全防護(hù)狀態(tài)，在必要的位置設(shè)置檢修門（孔）；在皮帶的兩側(cè)、機(jī)頭和機(jī)尾設(shè)置急停拉線開關(guān)，定期對(duì)拉線開關(guān)進(jìn)行測(cè)試，確保急停功能正常；在皮帶的機(jī)頭、機(jī)尾、中段設(shè)置聲光報(bào)警裝置，設(shè)置聯(lián)鎖皮帶啟動(dòng)前需有開啟聲光報(bào)警，否則皮帶不能啟動(dòng)，作為皮帶啟動(dòng)前的提醒和警示。

對(duì)積料清理點(diǎn)進(jìn)行隔離式集中清理，或者在大傾角皮帶停運(yùn)、斷電狀態(tài)下，實(shí)施清理作業(yè)。

2.2 硫磺粉塵爆炸

2.2.1 硫磺粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn)分析

輸送硫磺的大傾角皮帶布置在硫磺庫(kù)，經(jīng)雙梁起重機(jī)將硫磺抓起、放入輸送機(jī)料斗，經(jīng)輸送機(jī)皮帶傳送，將硫磺送入快速熔硫槽。如圖1 所示，I 區(qū)是大傾角皮帶的機(jī)尾放置在一個(gè)三面密閉的地下巷道內(nèi)，II 區(qū)是大傾角皮帶機(jī)頭的位置，在這兩個(gè)位置的設(shè)計(jì)往往是坑道或者是有限空間，是粉塵的富集區(qū)。當(dāng)空氣中硫磺粉塵濃度達(dá)到爆炸下限值（2.3～35 g/m3）時(shí)，遇到火源即發(fā)生爆炸。在大傾角皮帶輸送過程中，若不采取有效的降塵、除塵措施，硫磺粉塵很容易達(dá)到爆炸下限值，存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。

2008 年昆明市某公司儲(chǔ)存硫磺的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，發(fā)生一起硫磺粉塵爆炸事故，造成7 人死亡、7 人重傷、25 人輕傷的事故[4]。

2.2.2 硫磺粉塵爆炸的防控措施

在大傾角皮帶周圍安裝硫磺粉塵檢測(cè)表、濕度檢測(cè)表，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)連接至DCS 控制系統(tǒng)，設(shè)置上下限報(bào)警數(shù)值，實(shí)時(shí)監(jiān)控硫磺粉塵情況；定期對(duì)大傾角皮帶機(jī)以及周圍附屬設(shè)施進(jìn)行清掃，消除粉塵富集情況；定期對(duì)硫磺進(jìn)行噴水降塵，減少在抓、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的揚(yáng)塵。

大傾角皮帶在設(shè)計(jì)時(shí)考慮選用阻燃抗靜電的托輪、尾輪、壓帶輪、擋邊輪、調(diào)心輪電滾筒等與皮帶相互接觸、旋轉(zhuǎn)的設(shè)施，電滾筒的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用防爆電機(jī)；在涉及坑道、井等有限空區(qū)域設(shè)置強(qiáng)制抽風(fēng)系統(tǒng)；設(shè)置皮帶運(yùn)行跑偏報(bào)警裝置和防打滑裝置，防止皮帶與機(jī)架等設(shè)施摩擦升溫產(chǎn)生火源。在硫磺粉塵容易聚積的區(qū)域安裝防爆攝像頭，并將數(shù)據(jù)傳輸至控制室，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.3 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)

2.3.1 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析

硫磺在裝卸、儲(chǔ)運(yùn)、生產(chǎn)過程中很容易在機(jī)架、平臺(tái)、生產(chǎn)設(shè)備上形成硫磺和硫磺粉塵聚集。硫的自燃點(diǎn)為246～266 ℃，在常溫環(huán)境中，隨著硫磺粉塵粒徑減小，最小點(diǎn)火能下降，爆炸下限降低，最大爆炸指數(shù)升高，說明硫磺粉塵粒徑越小，其燃燒爆炸的危險(xiǎn)性越大，文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[6]也驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)論。

2.3.2 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的防控措施

在硫磺生產(chǎn)、堆存周圍15 m 設(shè)置禁火區(qū)，在禁火區(qū)內(nèi)禁止攜帶火種進(jìn)入，進(jìn)入該區(qū)域裝卸、施工車輛必須安裝阻火器。在禁火區(qū)內(nèi)實(shí)施動(dòng)火作業(yè)，嚴(yán)格按照GB 30871—2014《化學(xué)品生產(chǎn)單位特殊作業(yè)安全規(guī)范》執(zhí)行。

按操作規(guī)程進(jìn)行設(shè)備安全運(yùn)行的巡察工作，防止皮帶與擋邊輪、機(jī)架長(zhǎng)時(shí)間摩擦，禁止上、下行托輪、導(dǎo)向輪等抱死運(yùn)行，避免摩擦升溫產(chǎn)生火源。

2.4 物體打擊、高處墜落

2.4.1 物體打擊、高處墜落風(fēng)險(xiǎn)分析

大傾角皮帶的傾角大，跨度長(zhǎng)，垂直落差高，在安全生產(chǎn)巡檢、檢維修施工作業(yè)物體打擊、高處墜落的風(fēng)險(xiǎn)較高。

2.4.2 物體打擊、高處墜落的防控措施

為有效防止高空墜物帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，在生產(chǎn)全區(qū)域應(yīng)按要求佩戴合格的安全帽；高處作業(yè)時(shí)，工器具、備件要固定好；起大風(fēng)時(shí)人員不要在高大設(shè)備附近逗留。上下樓梯扶好樓梯扶手，不得翻越防護(hù)欄；設(shè)置安全作業(yè)平臺(tái)，并按要求系掛雙鉤安全帶；大傾角皮帶的料斗不能滿斗運(yùn)行。另外，還應(yīng)注意防范發(fā)生高大設(shè)備塌陷事故造成人身傷害。

2.5 安全生產(chǎn)操作

2.5.1 安全生產(chǎn)操作風(fēng)險(xiǎn)分析

生產(chǎn)操作人員技能不達(dá)標(biāo)，違反勞動(dòng)紀(jì)律和操作規(guī)程，或安全意識(shí)差等原因?qū)е掳l(fā)生各種工藝、安全和環(huán)保等事故。在大傾角皮帶輸送機(jī)中容易出現(xiàn)漫料、停電、設(shè)備跳停、大傾角皮帶反轉(zhuǎn)、造成硫磺粉塵聚集等。

2.5.1 安全生產(chǎn)操作的防控措施

對(duì)新進(jìn)員工實(shí)行“三級(jí)（公司級(jí)、車間級(jí)、班組級(jí)）”安全教育，并通過考試；生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備的學(xué)習(xí)；安排技能、經(jīng)驗(yàn)豐富的員工進(jìn)行一對(duì)一師帶徒，經(jīng)考核合格方可獨(dú)立上崗。

每年定期開展專業(yè)知識(shí)、操作技能、安全意識(shí)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，提高操作人員綜合素質(zhì)。熟練掌握工藝指標(biāo)，能有效、及時(shí)采用各種措施防范生產(chǎn)事故。在班組、在企業(yè)營(yíng)造“我要安全”的安全文化氛圍。

3 總結(jié)

大傾角皮帶運(yùn)輸機(jī)廣泛運(yùn)用于各個(gè)行業(yè)，本文主要針對(duì)硫磺運(yùn)輸中的安全問題進(jìn)行分析研究，在生產(chǎn)使用過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)較高，但是風(fēng)險(xiǎn)都是可控的，希望能惠及其他行業(yè)。在設(shè)計(jì)、施工、投用等環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真落實(shí)設(shè)備的本質(zhì)安全，做實(shí)安全防護(hù)設(shè)施，強(qiáng)化操作人員的操作技能、安全責(zé)任意識(shí)。