危險場所控制室安全的討論

方原柏

(云南華昆工程技術股份公司,昆明 650051)

0 引 言

2007年國內冶金工廠發生的兩起重大事故,是由高溫熔體容器滑落傾覆和噴濺造成的,分別導致32人和8人死亡,令人十分痛心。由于兩起事故涉及控制室和操作室這樣的場所,與從事自控專業的人關系密切,了解事故發生的原因、安全規程、規定的內容、事發現場與規程、規定的內容不相符等,是該文將要討論的內容。

1 兩起重大事故

1.1 清河特殊鋼廠鋼包滑落傾覆事故

2007年4月18日7時45分左右,清河特殊鋼廠發生一起鋼包滑落傾覆事故,造成32人死亡, 2人重傷、4人輕傷的特大事故。這一事故被國家安監總局稱為“新中國成立以來,鋼鐵企業發生的最嚴重的惡性事件”。

事故發生在遼寧鐵嶺市清河特殊鋼有限公司生產車間,當裝有30 t,1 580℃鋼水的鋼包平移到鑄錠臺車上方2～3 m時,突然整體脫落,鋼水包傾覆倒向5 m外正在進行班組開會的交接班室,致使32人全部熔化到冷卻的鋼里,凝固成一塊70 m2的大鐵餅。另有6名爐前作業人員受傷,其中2人重傷。受傷的6人當時均在室外操作,才得以逃生。

事故原因分析:違章設置班前會地點,該車間長期在距鋼水鑄錠點僅5 m的真空爐下方小屋內開班前會;人員安全通道不符合要求,交接班室面向鋼水鑄錠的操作空間不僅有一扇窗戶,還有一道門,而鋼水包傾覆后鋼水正是通過這道門涌進交接班室。在鋼水鑄錠操作空間附近的操作人員,面對緊急事故的發生還有路可逃,最后只是受了傷。

1.2 西脈公司噴爐灼燙事故

2007年9月9日上午8時35分,位于甘肅省酒泉市瓜州縣工業園區的甘肅西脈新材料科技股份有限公司礦冶分公司鉛冶煉廠,在粗鉛冶煉建設項目試生產調試期間發生一起“頂吹沉沒爐煉鉛”噴爐灼燙事故,造成8人死亡、10人受傷,其中重傷3人。

“頂吹沉沒爐煉鉛”即通常所說的“富氧頂吹熔煉煉鉛法”,在銅、錫、鉛、鎳等金屬的冶煉流程中均取得較好效果。該工藝具有處理量大、對物料適應能力強、自動化程度高、能耗低、環保效果好、金屬回收率高等優點。“富氧頂吹熔煉”工藝的反應區位于渣層。精礦、熔劑、燃料連續加入爐內,富氧空氣輸送噴槍頭部沉沒于熔體中,富氧與物料組分在高溫下發生激烈的化學反應,形成的煙氣以氣泡形式從熔體中逸出并通過煙道進入制酸系統。反應產出的粗鉛和富鉛渣通過爐體下部的放鉛口和放渣口間斷放出。

事故發生前,該裝置尚處于試生產調試階段。2007年9月9日凌晨在試車過程中,從加料口噴出一股白煙,約10 t溫度高達1 150℃的爐渣將爐頂蓋的西面掀開,直接噴向控制室方向,造成8人死亡、10人受傷,其中3人重傷的惡性事故。

造成這起事故的主要原因:生產調試現場指揮人員對熔煉爐產生的“泡沫渣”可能帶來的危險認識不足,出現異常情況時違章指揮,未能采取正確處理措施。在事故發生前已有過兩次噴渣,其中一次燒毀了加料皮帶,但未按規程要求采取調整渣型等措施,而是采取人工加料的方式繼續生產。由于爐內長期處于不正常的過氧化狀態,造成渣中四氧化三鐵達到正常值的3.3倍,爐渣黏度增大,而現場指揮卻判斷錯誤,違章指揮兩次下槍,未斷風、斷氧,使進入熔體的氣體和產生的煙氣無法順利排出,爐內產生大量“泡沫渣”,氣體帶動熔體迅速上漲,造成熔體急劇膨脹,高溫的熔體及氣流瞬間將爐頂蓋掀開,并從裂口處高速噴射而出,引發了事故。

事故發生時有3人在控制室,控制室標高為12 m,面積約30 m2,在面向爐體方向有一扇窗戶和一道門。當高溫熔體沖出爐體后并未立即進入控制室,由于整個廠房是鋼結構的,控制室也是全鋼結構的,地面是鋼板,在高溫熔體噴出并覆蓋控制室外鋼操作平臺并進入室內時,熱量在一兩分鐘內迅速通過鋼板傳遞到整個控制室內,所有的鋼結構全都發燙,甚至連最外面的窗戶欄桿也不能用手觸摸,致使在室內的3人無法繼續呆下去,先后從控制室的窗戶跳到窗外的水泥路面上,結果2人死亡,1人重傷。

2 國內涉及安全內容的相關規程和規范

2.1 化工行業“控制室設計規定”

原國家石油和化學工業局批準的HG/T 20508-2000控制室設計規定[1]中有如下內容:

a)2.1.1條規定:“控制室的位置應選擇在非爆炸、無火災危險的區域內,其位置應符合 GB 50160石油化工企業設計防火規范的規定,如受條件限制不能滿足上述規定時,應采取有效的防護措施”。

b)2.1.3條規定:“對于高壓和有爆炸危險的工藝裝置,控制室建筑物應背向裝置,并應使其具有一定抵御外部爆炸的能力”。

c)3.3.3條規定:“控制室地面宜采用水磨石地面,控制室地面應高于室外地面300 mm以上”。

d)3.3.7條第3點規定:“控制室的門應通向既無爆炸又無火災危險的場所”。

e)3.3.8條規定:“非抗爆結構設計的控制室的窗應朝向無爆炸、無火災危險的方向設置”。

在原國家石油和化學工業局批準的SH 3006-1999石油化工控制室和自動分析器室設計規范[2]中也有與以上5條規定一致或近似的內容。

2.2 鋼鐵冶金企業設計防火規范

工程建設國家標準GB 50414-2007鋼鐵冶金企業設計防火規范[3]在煉鋼工藝部分6.7.2條款內容中的第1條規定“:轉爐主控室不宜正對轉爐爐口,若無法避免時,轉爐主控室前窗應設置能升降的安全保護擋板;電爐主控室不得正對電爐爐門。轉爐、電爐、精煉爐與連鑄的主控室前窗應采用雙層鋼化玻璃。電爐爐后出鋼操作室的門不應正對出鋼方向,窗戶應有防噴濺保護。”

由此大致可以總結出兩條原則:主控室、操作室的門不宜正對冶金爐爐口、爐門;若無法避免時,主控室、操作室窗戶應有防噴濺保護,如設置能升降的安全保護擋板或雙層鋼化玻璃。

2.3 鋼鐵企業過程檢測和控制自動化設計手冊

2000年中國冶金建設協會組織編寫的鋼鐵企業過程檢測和控制自動化設計手冊[4]中列出了以下內容:

a)4.2.2“控制室位置的選擇”:“周圍環境清潔干凈,要避開高潮濕、噪音、煙塵、電磁干擾、有害氣體和粉塵區,以及有著火、爆炸、發生機械破壞等危險場所。當無法避開上述環境時,控制室應分別采取隔熱、隔音、防塵、防爆炸、防火等措施,因此要盡量利用有利的地形和環境”。

b)12.6.1“一般要求”:安裝儀表、自動控制設備的房間,應采用非燃燒的實體墻與危險環境隔開;自動控制設備房間的出口,應通向非爆炸和無火災危險的環境。

c)12.6.3“控制室,變送器室及變送器箱”:“比空氣重的爆炸性氣體環境,位于1區、2區附近的控制室和變送器室的室內地面,應高出室外地面0.6 m”。

2.4 冶金企業安全衛生設計規定

原冶金工業部1996-05-02頒布并實施的冶金企業安全衛生設計規定[5]第14條操作室第1點規定“:操作室和休息室應盡量避免正面對著渣口、鐵口等高溫設施”。

3 對照規范和規定查找原因

將上述兩起事故的現場與規范、規定中內容進行比較對照,查找出以下幾方面的問題:

a)兩個現場應屬于有爆炸、火災危險的區域,不應該將控制室、操作室的位置選在那里。如果說是受條件限制不能滿足上述規定時,應采取有效的防護措施。

b)控制室、操作室的門不宜正對冶金爐爐口、爐門,應背向裝置。

實際生產現場的控制室、操作室的門是面向裝置,正對冶金爐爐口、爐門。清河事故操作室的門面向裝置,在距鋼水鑄錠點僅5 m的真空爐下方,鋼包滑落傾覆后,鋼水直接通過這道門沖向操作室;西脈事故控制室的門也是面向裝置,正對冶金爐爐口,高溫的熔體從爐內噴出后堆積在控制室門口并進入控制室。

c)控制室地面宜采用水磨石地面,控制室地面應高于室外地面300 mm(或600 mm)以上。

清河事故操作室、西脈事故控制室的地面都與室外地面平齊,高溫熔體進入室內基本沒有遇到任何阻力;西脈事故控制室地面是鋼板,傳熱迅速,是導致控制室操作人員傷亡的主要原因。

d)自動控制設備房間的出口,應通向非爆炸和無火災危險的環境。

清河事故操作室似乎沒有通向非爆炸和無火災危險區域的出口;西脈事故控制室設計只有一道門通向爐子,沒有通向非爆炸和無火災危險區域的出口,最后控制室內的人只有選擇跳窗,造成2人死亡、1人重傷。

4 結束語

在談到安全生產法規時,人們常常說:每一項規定都是用鮮血寫成的。認真總結這些血淋淋的事故,讓已經發生過的事故不再重演,應該是負有責任的領導和技術人員的職責;而作為普通技術人員和工人,如果對照相關規范、規定,能認識到工作環境存在一些隱患、存在一些不安全的因素,就應該提出建議,力爭早日將隱患消除,將不安全的因素轉換成安全因素,這對于國家、企業、家庭、個人來說都是好事。

[1] 全國化工自控設計技術中心站.HG/T 20508-2000控制室設計規定[S].2001.

[2] 中國石化集團公司自控設計技術中心站.SH 3006-1999石油化工控制室和自動分析器室設計規范[S].北京:中國石化出版社,2000.

[3] 中華人民共和國建設部,中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 50414-2007鋼鐵冶金企業設計防火規范[S].北京:中國計劃出版社,2008.

[4] 中國冶金建設協會.鋼鐵企業過程檢測和控制自動化設計手冊[M].北京:冶金工業出版社,2000.

[5] 冶金工業部.冶金企業安全衛生設計規定[S].北京:冶金工業出版社,1996.