冶金煤氣回收利用發(fā)電工程主要危險有害因素及安全對策措施

席燕敏

（湖南有色金屬研究院 湖南長沙 410100）

1 引言

資源對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的影響，因此，應(yīng)該將節(jié)能減排運用于各個行業(yè)的發(fā)展過程中。進(jìn)行冶金煤氣回收利用發(fā)電工程建設(shè)，能夠貫徹節(jié)能減排理念，提升企業(yè)的效益。對于冶金煤氣回收利用發(fā)電工程，為了確保其安全運行，應(yīng)該做好其危險、有害因素的辨識和分析。

2 概述

本文以湖南某鋼鐵有限公司工程實例為基礎(chǔ)，根據(jù)冶金煤氣回收利用發(fā)電工程特征，分析該項目建成運行后存在的主要危險、有害因素及其產(chǎn)生危害的后果，提出消除、預(yù)防或降低項目的危險性，提高建設(shè)項目安全運行等級的安全對策措施。

3 建設(shè)項目概況

湖南某鋼鐵有限公司利用廠區(qū)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣作為主要燃料進(jìn)行發(fā)電，點火采用焦?fàn)t煤氣。兩種氣體燃料在燃?xì)忮仩t內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，將鍋爐爐膛內(nèi)的水加熱成高溫高壓蒸汽，然后由蒸汽管道輸送給汽輪機，汽輪機在蒸汽壓力的作用下高速旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。煤氣回收利用發(fā)電工程建設(shè)內(nèi)容包括1臺110t/h高溫高壓全燒煤氣鍋爐、1臺25MW高溫高壓凝汽式汽輪發(fā)電機組、1座冷卻塔及1座循環(huán)水泵房及其配套設(shè)施。

4 冶金煤氣回收利用發(fā)電工程主要危險有害因素分析

4.1 物料導(dǎo)致的主要危險、有害因素

本工程涉及有較大危險的物料主要有該鋼鐵廠生產(chǎn)過程回收利用的高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣。

4.1.1 火災(zāi)、爆炸

高爐煤氣為煉鐵過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其主要成份為：一氧化碳、二氧化碳等，其中可燃成分一氧化碳含量約占35%；轉(zhuǎn)爐煤氣為煉鋼過程中，鐵水中的碳在高溫下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳等的混合氣體，其主要成份為：一氧化碳、二氧化碳等，其中，一氧化碳含量較高約占60～80%；焦?fàn)t煤氣為煤在煉焦?fàn)t中進(jìn)行干餾所產(chǎn)生的煤氣，氫氣含量較高約占60%。從回收的煤氣成分不能看出，煤氣屬于甲類火災(zāi)危險物質(zhì)，一旦泄漏，在高溫、火源或靜電作用下會引發(fā)燃燒，造成火災(zāi)。

高爐煤氣的爆炸極限在10～41.7%，爆炸極限低，范圍廣，因此當(dāng)煤氣泄漏與空氣混合并形成爆炸性氣體混合物；當(dāng)其濃度達(dá)到爆炸范圍，在火源、高溫、摩擦、靜電等的作用下會造成爆炸。另外，煤氣管道系統(tǒng)一旦進(jìn)入空氣，也可能形成爆炸性氣體混合物。

4.1.2 中毒和窒息

煤氣是煤或其它含碳物質(zhì)在燃燒不全時產(chǎn)生的一種混合性有毒氣體，其中以一氧化碳的毒性最大。如果煤氣擴散到空氣中的一氧化碳含量達(dá)0.06%以上時，人吸入就會感到頭暈、頭痛、惡心、嘔吐等；超過0.1%只要30min，人就會陷入昏睡；達(dá)到4%時，就會致人死亡。根據(jù)《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》規(guī)定，工作場所一氧化碳的時間加權(quán)平均允許濃度為20mg/m3，短時間接觸容許濃度為30mg/m3。

4.2 設(shè)備導(dǎo)致的危險、有害因素

4.2.1 鍋爐爆炸

鍋爐爆炸屬于物理爆炸。鍋爐運行的特點決定了鍋爐存在發(fā)生爆炸的可能性。常見鍋爐爆炸的情況有：

（1）超壓爆炸：由于安全閥、壓力表不全，操作人員失誤等原因致使鍋爐主要受壓元件如筒體、封頭、管板、爐膽等承受的壓力超過其承載能力，而造成的鍋爐爆炸。這是小型鍋爐最常見的爆炸情況之一。

（2）缺陷導(dǎo)致的爆炸：鍋爐承受的壓力并未超過額定壓力，但因其主要受壓元件出現(xiàn)裂紋、嚴(yán)重變形、腐蝕等情況，導(dǎo)致主要受壓元件喪失承載能力，突然大面積破裂爆炸。這也是鍋爐常見的爆炸情況之一。

（3）嚴(yán)重缺水導(dǎo)致的爆炸：鍋爐一旦嚴(yán)重缺水，受火焰或煙氣直接加熱的部位得不到正常冷卻甚至被燒干，金屬溫度急劇上升甚至被燒紅，如此時給鍋爐加水，水會急劇氣化、膨脹而導(dǎo)致爆炸事故。

4.2.2 汽輪發(fā)電機組火災(zāi)

汽輪機組為調(diào)節(jié)、控制、保安、頂軸、發(fā)電機密封和軸承潤滑的需要，必須由汽輪機油系統(tǒng)供給大量的汽輪機油。汽輪機油系統(tǒng)管路長、分布廣、管路閥門多，油易發(fā)生泄漏。汽輪機油是易燃液體，閃點為180～200℃，燃點為240℃，自燃點300～350℃，因此當(dāng)有明火或較高的外界溫度，汽輪機油易被引燃而引發(fā)火災(zāi)。

發(fā)電機組發(fā)生火災(zāi)事故的主要的原因由于制造質(zhì)量不良、檢修質(zhì)量低劣、，絕緣老化、絕緣腐蝕、運行中操作維護(hù)不當(dāng)?shù)仍斐啥ㄗ予F芯間絕緣破壞發(fā)熱造成定子線圈絕緣擊穿，引起火災(zāi)。

4.2.3 變壓器爆炸

變壓器遇到極端現(xiàn)象（過流、短路、雷擊）使其里面的絕緣油氣化（產(chǎn)生所謂瓦斯）有可能會引發(fā)爆炸。變壓器燒毀的原因主要有：變壓器高、低壓兩側(cè)無熔斷器或熔斷件配置不當(dāng)短路等。

4.2.4 電流傷害

電流傷害指電荷（包括電流、雷電、靜電）作用于人體而導(dǎo)致的傷害。電流傷害事故可能發(fā)生于任何帶電設(shè)備及其供電、控制線路上。冶金煤氣回收利用發(fā)電項目大量使用電氣設(shè)備和用電作為動力的設(shè)備，電流傷害危險普遍存在，如變電所、配電室及生產(chǎn)裝置的電氣設(shè)備、電機、供電線路和照明線路等都存在電流傷害危險。

5 主要安全對策措施

5.1 防火、防爆

（1）在易發(fā)生火災(zāi)的電纜隧道、主廠房配電室、主控制室的電纜層等均應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動監(jiān)測和報警裝置。電纜的選型和敷設(shè)考慮了防火措施。

（2）在熱力設(shè)施、蒸汽管道與油管道之間，特別是當(dāng)油管道在上部時，在油管底設(shè)置盛油槽板，以防止安全事故的發(fā)生。

（3）主廠房采用避雷帶，建筑物鋼筋混凝土和金屬結(jié)構(gòu)可靠接地，預(yù)防雷擊后引起火災(zāi)危險。電氣設(shè)備采用接地保護(hù)，預(yù)防短路后發(fā)生火災(zāi)。

（4）鍋爐房內(nèi)設(shè)置煤氣含量測量及報警裝置，一旦發(fā)生煤氣泄露，立即報警，不至于發(fā)生安全事故。

（5）熱電廠所有壓力容器，如鍋爐汽包、過熱器、除氧器等均應(yīng)設(shè)置安全閥，以防超壓爆炸。

（6）為防止鍋爐超溫、超壓發(fā)生爆炸，應(yīng)設(shè)置汽水系統(tǒng)過程檢測、燃燒系統(tǒng)過程檢測和相應(yīng)的電氣聯(lián)鎖保護(hù)。

5.2 防電氣事故

（1）隔離開關(guān)與相應(yīng)的斷路器和接地刀閘之間應(yīng)裝設(shè)閉鎖裝置高壓開關(guān)柜采用具有“五防”功能的設(shè)備。

（2）帶電設(shè)備外殼應(yīng)有效接地。為防止過電壓危及人身安全，在確定接地裝置的形式和布置時，盡可能降低接觸電勢和跨步電勢，并使接觸電勢和跨步電勢不超過有關(guān)規(guī)程的規(guī)定值。

（3）戶外的外露帶電設(shè)備均按配電裝置規(guī)程設(shè)置圍欄或保護(hù)罩，戶內(nèi)的裸露帶電設(shè)備按規(guī)程要求設(shè)置保護(hù)網(wǎng)或金屬圍欄。高電壓區(qū)域、易燃易爆區(qū)域、禁止閑雜人員進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)的必要的交通道路點均設(shè)置明顯的安全標(biāo)志。對于從事電工作業(yè)人員，必須進(jìn)行專門的安全技術(shù)理論學(xué)習(xí)和實際操作訓(xùn)練，做到持證上崗。

6 結(jié)束語

綜上所述，針對冶金煤氣回收利用發(fā)電工程，為了確保其平穩(wěn)運行，應(yīng)對作業(yè)場所中的危險、有害因素進(jìn)行充分的辯識，并針對不同的危險源制訂相應(yīng)的防護(hù)措施和操作規(guī)程，為員工配備勞動保護(hù)用品，確保冶金煤氣回收利用發(fā)電工程的安全性和可靠性。

[1]邵維廉，李錦生，等.火力發(fā)電廠危險點分析及預(yù)近措施.中國電力出版社.CIP數(shù)據(jù)核字（2002）第026329號.

[2]劉國清，劉秀紅.承鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用系統(tǒng)的改造[J].冶金能源，2016，35（1）：52～54.