胡衛杰,黃家敏,任 巍
(1.河南省冶金研究所有限責任公司,河南 鄭州 450000;2.河南天泰工程技術有限公司,河南 鄭州 450000)
新中國成立50多年來,鋼鐵工業發展迅速。在大連、天津、上海等沿海城市發展鋼鐵工業的同時,在內地的包頭、太原、武漢、重慶、攀枝花等地建設了一批大型鋼鐵和鐵合金、耐火材料等輔助原料企業。煤氣作為冶金企業的副產品和重要的燃料,給企業帶來一定的經濟收益的同時也對人們的生命與財產安全造成很大的威脅。近年來,冶金企業煤氣泄漏事故頻發,比如火災、爆炸及煤氣中毒等,需要對其危險性進行分析,并且采取一些相應的應急處置措施。
冶金企業在生產過程中的重要能源和副產品是冶金煤氣。冶金煤氣是在鐵合金、發生爐、煉焦、煉鐵以及煉鋼生產過程中產生的可燃性混合氣體,其主要的成分為一氧化碳。由于回收工藝方法、煤氣生產以及制氣原料不同,冶金煤氣各成分的比例也存在差異。當前,冶金企業生產過程中常見的煤氣主要有鐵合金煤氣、轉爐煤氣、高爐煤氣、發生爐煤氣以及焦爐煤氣。
我國相關規范標準中,根據危險源在事故中的不同作用以及安全科學理論,通常會將危險源分為第一類危險源和第二類危險源。第一類危險源主要是生產過程中可能發生意外釋放的危險物質、能量載體或者能源;第二類危險源是導致危險物質、能量的限制和約束措施被破壞的各種因素。冶金煤氣是一種易燃、易爆、有毒的物質,因此是第一類危險源。冶金煤氣生產使用的各個階段,煤氣事故都可能發生,特別是生產檢修的過程中,如果輸送、儲存煤氣的設備出現泄漏的情況,導致煤氣的危險性約束措施失效的因素就是第二類危險源。
一氧化碳氣體是造成煤氣中毒的主要原因。當人們吸入煤氣之后,一氧化碳就會與人體血液中的血紅蛋白結合,其結合能力要強于血紅蛋白與氧的結合,這時血液的輸氧就被中斷。當人體吸入大量的一氧化碳之后,血紅蛋白就無法與氧氣相結合,人體組織細胞就無法獲得充足的氧氣,從而出現呼吸困難的情況。如果不能及時進行救治,那么就會因窒息而死亡。
冶金企業造成煤氣中毒的主要因素:①安裝和制造設備的缺陷,安裝閥門、管道時不規范,使用質量不合格的設備,都可能導致閥門、管道及設備存在應力集中、焊縫夾渣、缺損、凹陷、裂紋等安全隱患,導致生產過程中出現煤氣泄漏的情況。②安全保護失效。相關人員沒有根據規定的要求定期檢查安全閥,就會導致安全閥出現失效的情況。③冶金企業的管道、設備在長時間的服役過程中,受到疲勞極限、機封磨損外傷、振動、腐蝕等因素的影響,會降低設備的局部機械強度,這樣就會導致輸送煤氣的設備、閥門、管件以及管道出現泄漏的情況。④密封部件失效。冶金企業中的一些密封點,比如法蘭、閥門等受到緊固件松動斷裂、密封圈磨損、墊片老化破損等因素的影響,會出現密封失效的情況,也會導致煤氣泄漏。⑤相關設備檢修維護的過程中,如果管道、設備氣體置換不合格,或者沒有進行置換,檢修人員就會吸入一些煤氣,進而導致中毒事故的發生。⑥當發生煤氣大量泄漏之后,相關人員在搶險的過程中沒有佩戴防護用具,也會導致中毒事故的發生。
冶金企業中,轉爐煤氣、高爐煤氣以及焦爐煤氣都有相應的著火溫度,當溫度超過著火溫度之后,就會發生著火的現象。當煤氣濃度達到爆炸的范圍內,就可能會發生爆炸。一般情況下,如果煤氣的爆炸條件越低,那么就越可能出現爆炸事故。
冶金煤氣發生著火和爆炸的主要原因:①檢修過程中,沒有按照相關規定吹掃煤氣管道,使得煤氣系統中混入空氣,當達到某種條件時就會出現爆炸。②沒有在火災爆炸環境,比如煤氣柜中使用防爆電氣,當出現煤氣泄漏的情況時,一旦有電火花就會出現爆炸。③相關人員違規攜帶火種、違規動火作業而引起爆炸和火災。
冶金企業生產過程中,如果煤氣泄漏導致人員中毒時,需要立即向控制中心匯報,并且通知煤氣防護站。向煤氣防護站報警之后,值班人員需要佩戴空氣呼吸器,然后將中毒的人員般送至空氣清新的地方。一旦吸入煤氣,需要立刻離開現場,并且在空氣新鮮的地方停留。如果出現急性中毒事件,那么應該及時將中毒人員送到醫院,并且將毒物名稱、中毒原因提供給醫院。如果受到距離等條件的限制無法立即送醫。那么應該采取急性中毒的救治方法。
冶金企業發生煤氣泄漏事故之后,值班人員應該佩戴空氣呼吸器,然后到發生泄漏的地方尋找煤氣泄漏點。如果煤氣泄漏情況不嚴重,不會危及到周圍的人員或者設備,要盡快向上級部門匯報,上級部門會制定出解決措施。如果煤氣泄漏的情況比較嚴重,對周圍的人員安全以及設備都造成威脅,要立即向上級部門匯報。匯報完畢之后,需要確定泄露源的閥門形式,并且采取合理的方式以及材料來對泄漏部位采取堵漏、搶修處理。
為了防止煤氣泄漏導致安全事故的發生,需要采取預防措施,即建立煤氣泄漏預警系統。煤氣泄漏預警系統堅持安全第一的理念,并且從安全指令下達、危險預警、隱患排查、即時監控等環節來保證安全。下圖1就是煤氣泄漏預警系統。
預警系統的安全隱患會被監控系統反饋給安全監控部門,相關技術人員會分析煤氣泄漏的情況,并且及時調度廠區的生產情況。應急組織結構會盡快的到達泄漏現場展開救援,做到第一時間對現場的監控以及處理。一線安全部門將安全隱患反饋給監測中心之后,需要通過監控網絡來分析實際情況,確定隱患的嚴重程度以及隱患等級,隨之發出預警信號。利用監控系統開展信息檢索,并且計算機系統會自動顯示解決方案,并且將安全指令發布給現場。安全指令和預警提示會一起到達泄漏現場,從而知道現場的處理。監控系統還會將應急指令、處理意見以及現場情況上報給企業安檢機構以及領導層。
日常的安全檢查工作中,預警系統能夠起到監督和保障的作用,能夠及時對安全隱患進行監測和處理。同時還可以對員工進行技能培訓和安全教育,提高員工的安全意識,最大程度的降低煤氣泄漏事故的發生。預警系統運行的效率主要是通過業績考評和績效監督來實現。

圖1 煤氣泄漏預警系統
冶金企業生產過程中,煤氣屬于第一類危險源。因此企業應該重視起煤氣管理工作,分析導致煤氣泄漏的原因,進而采取相應的控制、限制以及約束措施。當發生煤氣泄漏事故之后,相關人員要采取合理的應急處置措施,比如立即送醫、轉移到空氣新鮮處等。冶金企業還需要建立預警系統,及時監測和處理安全隱患,避免發生火災、爆炸、煤氣中毒等安全事故,保證人員的安全。