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2016年04月08日 21:20:49
水泥工厂预热器清堵安全措施探讨

1 前言

预分解(也称窑外分解)技术是指将已经过悬浮预热后的水泥生料在达到分解温度前,进入到分解炉内与进入炉内的燃料混合,在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热,使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。

在中国,巨大的水泥产业市场培育了今天中国的预分解窑为核心的新型干法水泥生产技术,在广大水泥工作者的不懈探求下,并经业内企业家的大力推动,通过引进先进技术及装备、消化吸收、国产化等过程,具有自主知识产权的预分解窑熟料煅烧技术及装备已经成熟,并且预分解窑水泥生产技术已在我国水泥工业中占主导地位,装备水平已经达到国际先进水平,中国建造的大型现代水泥生产企业不仅在国内取代落后的水泥生产企业,而且已经大批量地涉足国外的水泥行业。截止2013年底,我国共有预分解窑生产线1714条,水泥熟料产能达17亿吨。2013年,我国水泥产量达24.14亿吨,其中预分解窑水泥产量约占95%,我国水泥产量已超过世界水泥总产量的60%。

预分解技术及装备日臻完善,然而在预分解系统的实际运行中,仍然难免出现结皮、堵塞现象,主要原因是影响因素多、情况复杂,往往无法完全控制。

结皮是指生料粉与窑气中有害组分所形成的粘附在窑尾预分解系统内壁的层状物。系统中有害组分(碱、氯、硫等)的循环富集是形成结皮的重要条件,局部温度过高是形成结皮的关键因素,此外石灰石中氧化镁含量高也是结皮的一个因素。实践表明,预分解窑最易发生结皮的部位是窑尾烟室、分解炉缩口、最低两级旋风筒的锥部及下料管等部位。结皮使通道的有效截面积减小,阻力相应增大,影响系统通风。结皮增厚或塌落时,还容易导致堵塞。因此,当预分解系统结皮时,如采用压缩空气吹扫无法清除,则必须进行人工清结皮作业。

堵塞是指预热器、分解炉、窑尾烟室的狭窄处,因过度结皮或大块物料棚料,物料不能正常下行的现象。堵塞原因主要有结皮造成的堵塞、预分解系统漏风造成的堵塞、机械故障(钢铁件、耐火砖等外来异物,翻板锁风阀机械故障)造成的堵塞、预分解系统设计不合理造成的堵塞、操作不当造成的堵塞等。当预分解系统堵塞时,如采用压缩空气吹扫无法疏通,则必须止料、停窑进行人工清堵作业。

由于预分解系统容易结皮、堵塞部位的物料、气体温度通常在800℃以上,因此人工清结皮、清堵是一项非常危险的作业,如果操作不当或个人防护不当,则容易被捅料孔喷出的高温物料、气体灼烫。当采用高压水枪清结皮、清堵时,如果作业人员操作不当也会遭受伤害。

2 事故统计及案例

据2006年~2013年不完全统计,我国水泥行业发生安全事故195起,共造成352人死亡,其中高温灼烫(包括预热器清堵、篦冷机清“雪人”、立窑“喷窑”等事故)死亡70人。

据2007年~2010年不完全统计,我国水泥行业预热器清堵作业共发生4起死亡事故,造成9人死亡。

2006年以来,预热器清堵作业高温灼烫伤亡事故案例:

2006年11月,安徽某水泥企业5000t/d熟料生产线的预分解系统C5旋风筒发生堵料,采用炸药爆破法对堵塞部位进行炸碎处理,结果发生爆炸事故,造成操作人员2人死亡、1人受伤。

2008年4月,某水泥企业烧成车间二名巡检工在未穿戴隔热防护服的情况下,对窑尾预分解系统进行捅料作业,高温物料突然从捅料孔喷出,二名巡检工躲避不及身体多处被烫伤。

2008年5月,某水泥企业窑尾预分解系统突然发生塌料,高温物料冲到窑头篦冷机,正在清理熟料输送斜拉链机地坑的两位员工,一位因高温气体灼烫死亡,另一位灼烫受伤。

2009年9月,某水泥企业进行预热器C4旋风筒清堵作业,在打开人孔门的过程中,大量高温物料从人孔门涌出,将站在操作平台下面的两名监护人员和一名岗位工烫伤,在施救过程中又有一名员工被烫伤。事故共造成3人重伤、1人轻伤。

2010年4月,重庆某水泥企业在处理预热器堵塞时发生塌料事故,近20吨800℃左右的高温物料从预热器清堵孔冲出,造成2人当场死亡,1人重伤,伤者经抢救无效死亡。

3 人工清堵作业安全措施

3.1 切实履行审批制度

预热器、分解炉、下料管清堵作业,必须成立清堵工作小组,明确指挥人员、清堵人员和监护人员。

作业前,工作小组必须分析存在的危险有害因素,提出消除、控制危害的措施,制定清堵方案和应急预案,办理危险作业申请,并经企业安全生产管理部门负责人和企业负责人审查、批准。

3.2 必须实行统一指挥

清堵作业前,工作小组成员应熟悉清堵方案,指挥人员必须确认现场安全措施落实到位。

清堵作业必须实行统一指挥、专人监护,严禁违章作业。

3.3 相关人员要求

预分解系统清堵作业存在高温灼烫风险,且体力消耗大。指挥人员、清堵人员、监护人员应身心健康,具有三年以上预分解系统岗位工作经验,年龄宜控制在21~50周岁,指挥人员应具有清堵工作经验和较强的组织能力。

有高血压、心脑血管病史、眩晕症、肢体活动受限、反应迟钝等职业禁忌的人员不得从事清堵作业。

指挥人员、清堵人员、监护人员必须经过清堵操作、安全防护、紧急救援和事故应急处理知识的培训,以及预热器清堵应急预案的演练,并经考核合格后方可参加清堵作业。培训和演练内容应符合AQ/T 9006、AQ/T 9007的要求。

3.4 劳动防护用品要求

清堵人员、指挥人员、监护人员应穿戴安全帽、全棉工作服、手套、防热阻燃鞋。安全防护用品的选用应符合GB/T 11651的要求。安全帽应符合GB 2811的要求。

清堵人员作业时还必须穿戴短时耐热温度不低于1000℃的隔热防护服。隔热防护服应包含披肩防尘头罩、面罩、上衣、裤子、手套、脚罩。隔热防护服应合身,穿戴前应检查完好性,穿戴时应扎紧领口、袖口、裤口、鞋罩。

3.5 工具要求

清堵作业可以使用钢钎、风镐、高压空气清料管、高压水枪等工具。清堵工具应保持完好,确保安全使用。

清堵作业严禁使用雷管、炸药等危险品。

3.6 逃生路线要求

清堵作业前,应根据捅料孔的开孔方向和风向确定逃生路线。逃生路线应通往捅料孔的旁侧,并尽可能选择上方和上风方向。一旦发生喷料,清堵作业人员应沿逃生路线躲避。

清堵作业前,应清理现场杂物,保障逃生通道畅通。

3.7 设置警戒区域和警示标志

清堵作业现场以及预分解系统各入口、地面物料溅落区、窑头平台、篦冷机及熟料输送地坑等影响区域,应设置警戒线和警示标志。警示标志应符合GB 2894的要求。

3.8 清堵作业前及作业期间基本要求

(1)清除现场可燃物。对高温物料喷出可能触及的电缆和设备应采取防护措施;

(2)预热器停止进料,进料设备停机,进料阀门关闭,现场关闭电源、气源;

(3)分解炉、窑头停止喷煤及其它燃料;

(4)煤磨停止生产,通往煤磨的热风阀门关闭;

(5)预分解系统关联的余热发电脱硝等设备设施停止运行;

(6)预分解系统保持一定的负压;

(7)窑头罩、篦冷机、窑头除尘器、熟料链斗输送机无检修作业,检修门、观测孔处于关闭锁紧状态;

(8)预分解系统各入口应设上锁护栏门,禁止无关人员进入;

(9)熟料输送地坑、廊道及熟料库顶各出入口应设上锁护栏门或设专人监护,禁止人员进入;

(10)系统所有空气炮及高压空气清扫喷吹管内部气体排空,现场关闭电磁阀和手动阀门。锁定现场控制开关或挂“禁止操作”警示牌;

(11)清堵期间,喷出的高温物料应及时清理,确保作业现场安全条件。临时堆放的高温物料应设警戒线和警示标识;

(12)清堵期间,清堵工作小组、中央控制室必须保持通讯畅通;

(13)清堵作业应避免在大风、大雨等恶劣天气情况下进行。

3.9 清堵作业要求

清堵作业前,必须将作业点以下的所有翻板阀打开、作业点以上的所有翻板阀关闭,并在翻板阀两侧均采用钢丝绳或钢环链可靠固定。

清堵作业必须遵循以下要求:

(1)预分解系统多处堵塞时,清堵作业必须自下而上进行;

(2)严禁两个和两个以上捅料孔同时进行清堵作业;

(3)除清堵作业打开的捅料孔外,其余捅料孔、检修门均应处于关闭锁紧状态;

(4)同时进行清堵作业的人员不应超过2人;

(5)清堵作业人员应侧身对着捅料孔,不得正对捅料孔,并应站在捅料孔上方,尽量选择上风方向;

(6)采用高压空气清堵时,专人控制高压空气阀门。打开高压空气阀门前,清料管必须插入物料内一定深度并固定,清堵人员撤离至安全区域;取出清料管时,应先关闭闸阀,然后取出清料管;

(7)采用高压水枪清堵时,应由专人控制高压水泵,清堵人员操作高压水枪,严格遵守高压水枪操作规程。高压水枪应在插入捅料孔后才能打开高压水,关闭高压水并泄压后才能撤出捅料孔;

(8)根据GB/T4200要求,清堵人员持续热接触时间不宜超过30min;

(9)清堵作业时,不得将捅料工具或其它能够引起堵料的物品掉入预热器、分解炉;

(10)清堵作业完毕,应及时关闭并锁紧捅料孔、检修门。

3.10 监护要求

清堵作业时,监护人员应不少于2人。

监护人员所处位置不应低于捅料作业面,且不影响清堵人员逃生。

监护人员必须坚守岗位,遇到紧急情况应协助清堵人员迅速脱离危险区域。

3.11 应急处理

清堵作业现场附近应设置淋浴器、洗眼器,配备灭火器、急救箱,并确认完好。清堵作业现场附近宜设置紧急避险装置。

当清堵作业发生人身安全事故时,应启动相应的应急预案。现场救助完毕后,应保护好现场,并配合事故调查,以便事故分析、处理。

3.12 验收要求

清堵作业完毕,应及时清理现场,清点人员、工具,设备、设施应恢复到清堵前的正常状态。

由清堵工作小组与生产部门共同进行现场验收,完善相关记录,并在验收合格后移交生产部门。

4 结束语

导致预分解系统堵塞的因素较多,为避免堵塞或有效减少堵塞频次,应提高原、燃料的质量,选择合理的配料方案;严格管理,确保系统密封;加强岗位工的责任心,强化操作,稳定系统的热工制度。

窑尾烟室清结皮作业频次较高、危险性相对较小,可以在预分解系统正常运行的情况下进行人工清结皮。但作业前,必须分析存在的危险有害因素,提出消除、控制危害的措施,经烧成工段当班负责人批准;明确清结皮人员和监护人员,监护人员应不少于1人,清结皮人员作业时必须穿戴短时耐热温度不低于1000℃的隔热防护服;作业现场应设置警戒线和警示标志;烟室周围及相连下料管的空气炮、高压空气清扫喷吹管内部气体排空,现场关闭电磁阀和手动阀门;尽可能使用钢钎清结皮。

预分解系统出现堵塞时,应尽可能地找出堵塞原因并及时进行处理,防止处理不及时导致堵塞越来越严重、结硬块。

处理预分解系统堵塞时,可先用压缩空气吹扫,若堵塞不严重,即可吹通;若堵塞严重,应止料、停窑,但不能停排风机,将捅料孔或人孔门打开,使用钢钎、风镐、高压空气清料管、高压水枪等工具进行人工清堵;若是因掉内筒、掉砖及其它杂物而造成堵塞,必须止料、停窑、加大排风,待预分解系统冷却后,方可进入预分解系统内进行清堵作业。

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