冶金煤氣回收利用發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

資源對國民經濟的發展具有重要的影響，因此，應該將節能減排運用于各個行業的發展過程中。進行冶金煤氣回收利用發電工程建設，能夠貫徹節能減排理念，提升企業的效益。對于冶金煤氣回收利用發電工程，為了確保其安全運行，應該做好其危險、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，根據冶金煤氣回收利用發電工程特征，分析該項目建成運行后存在的主要危險、有害因素及其產生危害的后果，提出消除、預防或降低項目的危險性，提高建設項目安全運行等級的安全對策措施。

3 建設項目概況

湖南某鋼鐵有限公司利用廠區生產過程中產生的高爐煤氣和轉爐煤氣作為主要燃料進行發電，點火采用焦爐煤氣。兩種氣體燃料在燃氣鍋爐內燃燒產生熱量，將鍋爐爐膛內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，帶動發電機發電。煤氣回收利用發電工程建設內容包括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電機組、1座冷卻塔及1座循環水泵房及其配套設施。

4 冶金煤氣回收利用發電工程主要危險有害因素分析

4.1 物料導致的主要危險、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過程回收利用的高爐煤氣、轉爐煤氣、焦爐煤氣。

4.1.1 火災、爆炸

高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品，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%；焦爐煤氣為煤在煉焦爐中進行干餾所產生的煤氣，氫氣含量較高約占60%。從回收的煤氣成分不能看出，煤氣屬于甲類火災危險物質，一旦泄漏，在高溫、火源或靜電作用下會引發燃燒，造成火災。

高爐煤氣的爆炸極限在10～41.7%，爆炸極限低，范圍廣，因此當煤氣泄漏與空氣混合并形成爆炸性氣體混合物；當其濃度達到爆炸范圍，在火源、高溫、摩擦、靜電等的作用下會造成爆炸。另外，煤氣管道系統一旦進入空氣，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在燃燒不全時產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；達到4%時，就會致人死亡。根據《工作場所有害因素職業接觸限值》規定，工作場所一氧化碳的時間加權平均允許濃度為20mg/m3，短時間接觸容許濃度為30mg/m3。

4.2 設備導致的危險、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裂紋、嚴重變形、腐蝕等情況，導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）嚴重缺水導致的爆炸：鍋爐一旦嚴重缺水，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、膨脹而導致爆炸事故。

4.2.2 汽輪發電機組火災

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

發電機組發生火災事故的主要的原因由于制造質量不良、檢修質量低劣、，絕緣老化、絕緣腐蝕、運行中操作維護不當等造成定子鐵芯間絕緣破壞發熱造成定子線圈絕緣擊穿，引起火災。

4.2.3 變壓器爆炸

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

4.2.4 電流傷害

電流傷害指電荷（包括電流、雷電、靜電）作用于人體而導致的傷害。電流傷害事故可能發生于任何帶電設備及其供電、控制線路上。冶金煤氣回收利用發電項目大量使用電氣設備和用電作為動力的設備，電流傷害危險普遍存在，如變電所、配電室及生產裝置的電氣設備、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）在易發生火災的電纜隧道、主廠房配電室、主控制室的電纜層等均應設置火災自動監測和報警裝置。電纜的選型和敷設考慮了防火措施。

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

（3）主廠房采用避雷帶，建筑物鋼筋混凝土和金屬結構可靠接地，預防雷擊后引起火災危險。電氣設備采用接地保護，預防短路后發生火災。

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

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

（6）為防止鍋爐超溫、超壓發生爆炸，應設置汽水系統過程檢測、燃燒系統過程檢測和相應的電氣聯鎖保護。

5.2 防電氣事故

（1）隔離開關與相應的斷路器和接地刀閘之間應裝設閉鎖裝置高壓開關柜采用具有“五防”功能的設備。

（2）帶電設備外殼應有效接地。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規程的規定值。

（3）戶外的外露帶電設備均按配電裝置規程設置圍欄或保護罩，戶內的裸露帶電設備按規程要求設置保護網或金屬圍欄。高電壓區域、易燃易爆區域、禁止閑雜人員進入區域內的必要的交通道路點均設置明顯的安全標志。對于從事電工作業人員，必須進行專門的安全技術理論學習和實際操作訓練，做到持證上崗。

6 結束語

綜上所述，針對冶金煤氣回收利用發電工程，為了確保其平穩運行，應對作業場所中的危險、有害因素進行充分的辯識，并針對不同的危險源制訂相應的防護措施和操作規程，為員工配備勞動保護用品，確保冶金煤氣回收利用發電工程的安全性和可靠性。

[1]邵維廉，李錦生，等.火力發電廠危險點分析及預近措施.中國電力出版社.CIP數據核字（2002）第026329號.

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