冶金企業(yè)煤氣系統(tǒng)安全風險分析與對策

李小雷 陳華知

1.河南利源煤焦集團 2.安陽鋼鐵股份有限公司

冶金企業(yè)是《安全生產(chǎn)法》規(guī)定的五類高危行業(yè)之一，其主體生產(chǎn)工藝包括煉焦、煉鐵、煉鋼、軋鋼等，固有安全風險高，特別是煤氣風險貫穿主體生產(chǎn)工藝全流程，其中，煉焦、煉鐵、煉鋼過程分別產(chǎn)生焦爐煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣，是易燃、易爆、易中毒的能源介質(zhì)。三種煤氣中，焦爐煤氣爆炸下限最低，爆炸極限范圍為4.5%～35.8%；轉(zhuǎn)爐煤氣爆炸極限范圍較寬，為18.2%～83.2%；高爐煤氣爆炸極限范圍較窄，為30.8%～89.5%。焦爐煤氣火災、爆炸危險性最大，轉(zhuǎn)爐煤氣次之；但轉(zhuǎn)爐煤氣一氧化碳含量最高，達60%～70%，高爐煤氣一氧化碳含量為23%～30%，焦爐煤氣一氧化碳含量為5%～8%。因此，轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣毒性較大，且無色無味、不易覺察，極易造成煤氣中毒事故。

另外，為穩(wěn)定壓力和均勻熱值，冶金企業(yè)一般建有龐大的煤氣儲存、輸配系統(tǒng)和管網(wǎng)系統(tǒng)，以便為煤氣用戶穩(wěn)定可靠地提供合格煤氣。在煤氣的生產(chǎn)、回收、儲存、輸配和使用過程中，具有潛在的火災、爆炸、煤氣中毒事故風險，歷史上曾造成多起較大、甚至重大事故。

1 冶金企業(yè)煤氣系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備及工藝特點

冶金企業(yè)煤氣系統(tǒng)工藝設(shè)備較為復雜，涉及人員多，安全風險高。煤氣要達到使用要求，還需要除塵、降溫、降壓、排水，儲存緩沖，混合及加壓配送，配套設(shè)備有除塵器、冷卻設(shè)備、減壓設(shè)備、冷凝物排水器、煤氣柜、加壓機等。為防止泄漏和煤氣系統(tǒng)運行安全，煤氣系統(tǒng)還配備有檢測裝置、報警裝置、燃燒裝置、隔斷裝置、放散裝置、吹掃裝置、泄爆裝置等。煤氣具有易燃、易爆、易中毒的本質(zhì)屬性，這些生產(chǎn)、回收、儲存、輸送、使用煤氣的設(shè)備和裝置，一旦因密封不嚴、操作不當，特別是突發(fā)故障、甚至被迫緊急停車時，將發(fā)生煤氣系統(tǒng)火災、爆炸或人員中毒事故，造成嚴重人身傷害和重大財產(chǎn)損失，必須針對不同情形制定并落實完善的預防和應急處置措施。

2 冶金企業(yè)煤氣系統(tǒng)風險分析

2.1 預先危險性分析

冶金企業(yè)煤氣系統(tǒng)主要風險是爆炸、火災和煤氣中毒。應用“預先危險性分析法”分析其主要危險因素，見表1。

表1 冶金企業(yè)煤氣系統(tǒng)預先危險性分析表

2.2 LEC半定量計算法分析

應用“LEC半定量計算法”分析可知，危險因素空氣進入煤氣系統(tǒng)、煤氣泄漏、存在點火源構(gòu)成重大風險；危險因素檢測設(shè)施失效、進入煤氣環(huán)境、防護失效構(gòu)成較大風險，見表2。

表2 LEC半定量計算法分析表

3 針對冶金企業(yè)煤氣系統(tǒng)事故風險對策建議

（1）按照《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》（GB 6222-2005）和國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局《關(guān)于印發(fā)進一步加強冶金企業(yè)煤氣安全技術(shù)管理有關(guān)規(guī)定的通知》（安監(jiān)總管四〔2010〕125號）規(guī)定，設(shè)計施工和配置煤氣系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施和安全裝置，并保證其功能可靠。

（2）對煤氣管道壓力、氧含量等進行連續(xù)檢測預警和聯(lián)鎖保護，確保參數(shù)運行在安全區(qū)、不越警戒區(qū)，杜絕參數(shù)突破限值進入危險區(qū)。一旦進入危險區(qū)，要啟動應急處置機制，果斷安全停車。

（3）煤氣系統(tǒng)必須保持正壓運行，當壓力低于500Pa時，各煤氣用戶應無條件立即熄火，停止燃燒，且不得開啟管道附件，防止管道負壓進入空氣。

（4）正常計劃停車時，停送煤氣操作要用惰性氣體徹底置換合格（不同地點取樣檢測三次以上，檢查結(jié)果均為合格），操作過程中須嚴控各種點火源。

（5）焦爐、煉鐵高爐屬于連續(xù)生產(chǎn)并外供煤氣的設(shè)備，冶金企業(yè)應避免單爐運行外供煤氣；在極端情況下出現(xiàn)單爐運行時，應對設(shè)備水、電、風、氣等能源介質(zhì)加強特護；或采取果斷措施，停產(chǎn)保安全。

（6）在煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)置氮氣等惰性氣體應急保壓氣源，并確保正常壓力。在煤氣發(fā)生設(shè)備突發(fā)故障和停車時，能迅速開啟惰性氣體應急保壓氣源以保持管網(wǎng)壓力。

（7）正確采取應急措施。對已發(fā)生爆炸的煤氣設(shè)施，應立即切斷煤氣來源，迅速通入惰性氣體，把煤氣處理干凈，防止二次爆炸；如爆炸后發(fā)生著火，則不能切斷煤氣來源，而應緩慢降壓并通入惰性氣體，待火熄滅后，再可靠切斷煤氣以防再次爆炸。

4 結(jié)束語

冶金企業(yè)煤氣系統(tǒng)存在火災、爆炸、煤氣中毒重大安全風險，相對于正常生產(chǎn)，煤氣系統(tǒng)在生產(chǎn)檢修之間狀態(tài)轉(zhuǎn)換，停車、開車以及停送煤氣時風險加大，特別是緊急情況下突然停產(chǎn)停車，風險劇增，連續(xù)產(chǎn)生和外供煤氣的焦爐、高爐等主體設(shè)備應避免單機運行。