電捕焦油器危險性分析及安全對策措施

孫水江

（青海煤礦安全監察局安全技術中心，青海西寧 810008）

0 引言

在鋁生產工藝中，炭素焙燒作為整個生產工藝的一環非常重要，目前為了保證炭塊焙燒工藝中的達標排放，在焙燒系統中配置了電捕焦油器來進行焙燒煙氣的收集和處理，效果較為理想，但在使用過程中如操作或管理不當會出現煙氣著火，燒毀電捕焦油器內部設施或使風機損壞，嚴重影響了焙燒工序的正常生產。本文結合電捕焦油器的運行原理及一些工廠的現場經驗，對設備的危險有害因素進行了分析，并提出了安全對策措施，望對同類廠家有一定的借鑒參考作用。

1 電捕焦油器工作原理

焙燒爐在燃燒過程中排出的廢氣成份主要有氟化物、瀝青焦油、炭粉塵及SO2。這些廢氣對環境影響較大。目前，各大鋁廠普遍采用電捕焦油器系統來進行處理，來自焙燒爐的煙氣首先經過旋風除塵器利用重力和離心力的作用將廢氣中的炭粉收集處理掉，其次經冷卻塔噴霧冷卻，將廢氣降溫至90±5 ℃，再進入電捕焦油器處理。電捕焦油器是由高壓靜電裝置（包括控制器、高壓發生器）和除塵器本體組成。電捕焦油器的主要工作原理是：用高壓直流電在電極和極板之間形成強大的電場，使電極和極板之間的氣體電離，廢氣經過時被電離，同性相斥異性相吸，在電場力的作用下被吸附在極板上，在重力的作用下自流到除塵器的底部，通過螺旋給料機排出。

2 電捕焦油器危險性分析

電捕焦油器生產使用過程中存在主要危險因素是火災，其他還有灼燙、觸電傷害、高空墜落等危險。

2.1 火災

電捕焦油器存在著火的危險性，如果在生產過程中不嚴格按操作規程操作，有可能會引發火災且燃燒速率很快（表1）。

表1 電捕焦油器火災危險性分析

2.2 灼燙

電捕焦油器會使用蒸汽來使焦油保持較高的溫度，使其流動性較好，便于收集。蒸汽管路可能由于蒸汽管道長期振動而導致蒸汽泄漏，造成工作人員的燙傷，同時電捕焦油系統管路也可能由于人員不小心接觸而引起燙傷。

2.3 觸電危害

電捕焦油器中包含高壓控制設備、高壓整流設備，如果工作人員有意、無意觸及或過分接近帶電體（包括正常不帶電，而發生事故時可能帶電的配電裝置與電氣設備外露可導電部分）、工作人員誤操作、誤入帶電區域，均有可能造成觸電事故，對人員造成觸電傷害。

2.4 高處墜落

電捕焦油器的操作、維修涉及很多高處作業的工作，容易造成作業人員的高處墜落危險。

3 電捕焦油器危險性分析

圖1 電捕系統故障事故樹

本文采用事故樹分析法對電捕焦油器進行危險性分析。從特定的事故或故障開始，逐層分析其發生原因，一直分析到不能分析為止；將特定的事故和各種原因（危險因素）之間用邏輯門符號連接起來，得到形象、簡潔地表達其邏輯關系（因果關系）的邏輯樹圖形，即事故樹。實質就是求取該事故樹的最小割集或徑集，把引起頂上事件發生的基本事件的集合稱為割集，凡不包含其他割集的叫最小割集。

本系統頂上事件發生的最小割集為12 個，即{X1}，{X2}，{X3}，{X4}，{X5}，{X6}，{X7}，{X8}，{X9}，{X10}，{X11}和{X12}。根據故障樹的基本事件結構重要度分析理論，在系統中最小割集的基本事件的割集重要度系數為：I（X1）=I（X2）=I（X3）=I（X4）=I（X5）=I（X6）=I（X7）=I（X8）=I（X9）=I（X10）=I（X11）=I（X12）=1/12。

4 電捕焦油器的安全對策措施

4.1 預防火災的安全對策措施

（1）保持電捕焦油器合適的廢氣溫度。廢氣溫度過高，不利于焦油的捕集，煙氣溫度過低，焦油就會在廢氣氣流的轉彎處和氣流放緩處沉積下來，形成大量的可燃物，一旦具備火災三要素，就會引發火災。在生產過程中可通過調節水噴淋的水量來使電捕焦油器的廢氣保持合適的溫度。

（2）控制好焙燒的工藝條件。陽極焙燒爐的燃燒溫度和燃燒時間要嚴格按照設定好的焙燒曲線運行。盡量提高預熱爐室的基體溫度，使瀝青揮發份排出時能燃燒的比較充分。填充料的配比一定要正確，細料不能太多過細。細料過多過細，一來會被抽入廢氣中，熾熱的細料會形成引火源，二則會和焦油混在一起，積聚在設備中形成可燃物。

（3）加強設備的清理。應定期將設備中焦油和碳粉形成可燃物清除，降低火災三要素形成的必備條件?？稍谠O備這些部位設置多個檢修孔，定期觀察定期清理。

表2 求系統FTA 的最小割集

（4）設置排煙架溫度監控和聲光報警系統，做好預警工作。當溫度監控系統發現升溫異常時，通過聲光報警及時預警，可以在第一時間發現火災隱患，工作人員可以采取措施將事故消除在萌芽狀態中或盡早地控制住火勢防止事故擴大蔓延。

（5）噴淋方式采用連續噴淋、分級噴淋，不要使用間斷噴淋。連續分級噴淋既可以澆來廢氣中的炭粉火星，消除點火源，又能起到一定的滅火作用，保護設備。

（6）選擇有資質有經驗的設備供貸單位和施工單位安裝電捕焦油除塵器。

（7）嚴格按操作規程和檢修規程使用和維修。

4.2 預防灼燙的安全對策措施

（1）灼燙部位要有警示標志或隔離裝置，避免靠近或不當接觸。

（2）定期對設備、管道進行監測、維護，防止高溫物質的泄漏傷人。

（3）盡可能實現自動化和遠距離操作等隔熱操作方式，減少人員直接接觸灼燙部位的機會，降低燙傷的概率。

4.3 預防觸電的安全對策措施

（1）接地接零保護系統。電捕焦油器系統中有高壓直流裝置，應設置接電、接零系統。

（2）漏電保護。電捕焦油器系統中必須安裝漏電保護器、斷路保護器、短路保護器等，一旦漏電就可以自動跳閘切斷電源，防止人身觸電。

（3）屏護。電捕焦油器的高壓設備、變配電設備應增設圍欄遮欄，防止人體有意、無意觸及或過分接近帶電體，同時防止人體誤入帶電間隔。

4.4 預防高處墜落的安全對策措施

（1）在電捕焦油器的高處作業時必須穿軟底鞋、戴安全帽和系安全帶，安全帶應按規范使用。

（2）電捕焦油器高處需要檢修的部位應設置防護欄桿、踢腳板、樓梯；梯子、平臺應采用花紋負板，防止人員滑倒跌落，并在醒目位置放置防滑防摔警示牌。對梯子、欄桿應加強檢查、維修，防止因腐蝕而發生意外事故。

（3）在電捕焦油器高處檢修作業時，應隨身攜帶好工具袋，不使用的工具應及時放入工具袋，較大的工具、備品配件不得放在工作點邊緣，以防止從邊緣掉落砸傷下面的人員。