煉鐵生產中的危險因素控制

燕興偉 吳芳谷

高爐是煉鐵中最主要的生產設備。高爐煉鐵是從高爐頂部將燒結礦、球團礦、鐵礦塊礦、石灰石、焦炭等物料加入,從高爐下部風口鼓入熱風,使焦炭產生高溫煤氣,從而加熱、融化爐料并使其發生化學反應的過程。由于煉鐵生產中使用高能設備(如高爐、熱風爐、煤粉制備及輸送設備等),生產過程具有高熱能、高動能、高化學能特點,并由此引發煉鐵生產中不安全因素的產生,需要引起特別注意。

煉鐵生產主要危險因素

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

高爐為高溫設備,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生爆炸事故;高爐煤氣泄漏會發生中毒事故;由于爐前起重機、泥炮、開鐵口機等多種設備頻繁作業,人員多、場地小,容易發生機械傷害;對上料系統進行檢查、維修如安全裝置不全不靈會發生機械傷害事故;熱風爐、煤氣凈化系統等存在煤氣的場所有發生煤氣燃燒爆炸和煤氣中毒的可能;制粉噴吹系統由于煤粉中含氧量高,可能導致煤粉爆炸事故;高爐、熱風爐、除塵器等設備維護檢修時防護不當會造成高處墜落事故。

設計施工缺陷,如由于設計計算錯誤導致高爐部件材質選擇不當或強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,使設備產生故障隱患;高爐構架在設計或安裝階段造成的強度、剛度和穩定性方面存在缺陷;高爐的保護設備及系統設計不合理、質量低劣等等,都可能引起事故發生,造成人身傷害及設備損壞。

信號及標志方面缺陷,如監視信號位置不當或信號設施質量不高,造成信號不正確、誤差大;有關孔、洞標志不清楚、不符合要求,信號、標志等都對危險起不到警示作用,增加事故發生的可能。

管理不善,如安全規程未制訂或不完善;機械外露的轉動部位未設防護,孔、洞、溝道未加蓋板;重要和危險處無警示牌;運行中的重要操作無準備無監護等。

個體防護措施不力,如進入生產現場不穿工作服、不戴安全帽;高空作業不系安全帶;違規操作等。

煉鐵生產過程中,主要危險因素在各危險源點的分布見表1。

重大危險因素的控制措施

安全管理的目的是通過技術和管理手段,遏制危險因素的出現,使危險因素處于受控狀態,因此,進行重大危險因素的控制,保障煉鐵安全,成為相關行業企業最為重視的問題。

1.防范煤氣事故的措施

煤氣泄漏在開放空間內,遇點火源(含明火、電火花、靜電打火、雷擊等)會發生著火,甚至造成火災。煤氣泄漏在密閉的作業環境中達到爆炸極限范圍時,遇點火源會發生爆炸。

防范煤氣事故,最重要的是確保煤氣設備、管路保持嚴密,防止空氣滲入。對有煤氣泄漏可能的場所,應禁止明火,并設安全警示。同時,在有煤氣泄漏危險的場所應選用防爆型電氣設備,煤氣和氧氣管道應有消除靜電和防雷的措施。煤氣系統的檢修部位與非檢修部位應可靠分隔。煤氣設施應設置蒸汽或氮氣的管接頭,熱風爐、煙氣爐等煤氣使用設備的煤氣總管應有符合GB 6222-2005《工業企業煤氣安全規程》要求的可靠隔斷裝置。煤氣支管應有煤氣自動切斷閥,當燃燒器風機停止運轉、助燃空氣切斷閥關閉、煤氣壓力過低時,該切斷閥應能自動切斷煤氣,并發出警報。煤氣管道應有煤氣流量檢測及調節裝置。管道最高處和燃燒閥與煤氣切斷閥之間應設煤氣放散管。煤氣設施及管道蒸汽吹掃設施應設有防止煤氣竄入蒸汽管道的控制措施,煤氣危險區(加熱風爐、煤氣發生設施附近)的一氧化碳濃度應定期測定。帶煤氣作業地點,應懸掛醒目的警告標志。在一類煤氣作業場所及有泄漏煤氣危險的平臺、工作間等,均應設置方向相對的兩個出入口,有煤氣泄漏可能的區域設安全警報標志。

除了對設備的要求,操作人員還應加強對煤氣系統的檢查和維護保養,防止設備帶故障運行,防止煤氣的泄漏。檢修煤氣設備(如除塵器、煤氣管道等),檢修前可靠切斷煤氣氣源,應用蒸汽或氮氣驅趕殘余煤氣,檢測CO濃度不高于安全規定濃度以上方可作業。開、停爐及計劃檢修期間,應有煤氣專業防護人員監護。熱風爐燒爐期間,操作人員應經常觀察和調整煤氣火焰。火焰熄滅時,應及時關閉煤氣閘板,查明原因,確認可重新點火,方可點火。到煤氣區域作業的人員,應配備便攜式一氧化碳報警儀,一氧化碳報警裝置應定期校核。

2.防止煤粉火災爆炸事故

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

為了有效防止煤粉火災爆炸事故,進行煉鐵生產的企業應在存在爆炸性粉塵的生產廠房設泄爆孔,有粉塵爆炸危險的室內墻面應平滑,地面應平整,便于沖洗,并應選用不產生火花的建筑材料。制粉管道、倉式泵、煤粉罐、旋風除塵器及袋式除塵器等均應設泄爆孔,泄爆孔口應設泄爆管,管口應引向室外安全地點。噴吹罐、儲氣罐、空氣包等壓力容器的設計、制造、安裝等應遵守《壓力容器安全技術監察規程》的要求。磨機、布袋收粉器和煤粉倉等應設有可用于特殊情況下緊急充氮氣的設施。所有裝煤容器及輸煤管道都充氮氣,煤粉倉裝有CO分析儀,煤粉倉、貯煤罐、噴煤罐均設有溫度檢測、報警。噴吹系統的閥門采用自動操作,并設有連鎖保護裝置,以防止誤操作。噴吹系統的閥門在斷電時自動轉向安全狀態,應設氧含量、一氧化碳濃度在線監測裝置對磨機、布袋收粉器、煤粉倉等處進行巡回監測,達到上限值時自動報警,達到上限值對自動緊急充氮并停機。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,由于機器產生的靜電火花有可能引起煤粉火災爆炸事故,所以,應對所有煤粉設備、容器、管道設防靜電接地,法蘭之間用導線跨接。噴煤系統的供電按兩路獨立電源設計,噴吹制粉區應采取有效的防靜電的措施。制粉及輸送系統的所有設備、容器和管道均應接地。所有設備、容器、管道應設防靜電接地,法蘭間用導線跨接。裝煤粉管都設置成無死角,避免煤粉堆積。制粉系統廠房應按GB50058-1992《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》的規定進行電氣安全設計。電氣設備包括開關、電磁閥、照明燈等應選用防爆型,布袋收粉器的布袋應采用防靜電材質,廠房內、電氣室應設有滅火裝置,廠房周圍應設消防車通道。

3.防止高爐系統爆炸及燙傷事故

為了防止高爐系統爆炸及燙傷事故,需要特別注意生產時的爐頂工作壓力不能超過設計規定。高爐爐頂設置放散閥,防止爐內壓力過高發生事故。

此外,高爐的關鍵部位應采用優質耐火材料砌筑,砌筑結構合理。異常侵蝕區要加強冷卻,高爐周圍排水應暢通。鐵水所經之處防潮防積水,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。操作工人在進行出鐵時應進行檢查,確保鐵溝干燥。沖渣前檢查水壓、水量,出鐵時嚴防過鐵。工人在出鐵時還應注意站位,穿戴好防護用品。

編輯 韓 穎