淺談?wù)龎焊脑煸诿航够瘷C(jī)柜間防爆中的應(yīng)用

詹國軍,格爾子聰,楊 波

(1.攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司,四川省 西昌市 615032)

攀鋼西昌煤焦化于2010年建成,在建設(shè)時(shí)期生產(chǎn)設(shè)備是按照鋼鐵冶金企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)并施工建設(shè)的,因此機(jī)柜間設(shè)計(jì)未考慮爆炸性氣體環(huán)境;隨著國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的更新,已不滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求,被判定為重大事故隱患。為貫徹國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,提高設(shè)備本質(zhì)化安全水平,解除生產(chǎn)安全隱患。將爆炸性環(huán)境區(qū)域非防爆機(jī)柜間進(jìn)行防爆改造很有必要。

1 現(xiàn)狀

西昌煤焦化設(shè)置在氣體爆炸區(qū)域的非防爆機(jī)柜間共有6個(gè),若將機(jī)柜間內(nèi)電氣更換為防爆電氣或改造為防爆機(jī)柜將面臨投資大、工期長和系統(tǒng)不能完全停產(chǎn)配合等諸多難題,尋求資質(zhì)單位將6個(gè)機(jī)柜間改造為正壓防爆型房間并最終取得防爆認(rèn)證是最經(jīng)濟(jì)、有效的解決辦法。

2 存在的問題

2.1 成為火災(zāi)爆炸事故點(diǎn)火源

氣體爆炸區(qū)域機(jī)柜間內(nèi)電氣不防爆不僅是事故狀態(tài)下成為火災(zāi)、爆炸事故的點(diǎn)火源,更是會(huì)在發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故后造成相關(guān)電氣儀表及自動(dòng)化控制設(shè)施失效造成事故擴(kuò)大及次生、衍生災(zāi)害發(fā)生。

2.2 不滿足法規(guī)要求

氣體爆炸區(qū)域電氣不防爆屬于重大事故隱患,安全生產(chǎn)法第七十條規(guī)定:“負(fù)有安全生產(chǎn)監(jiān)督管理職責(zé)的部門依法對(duì)存在重大事故隱患的生產(chǎn)經(jīng)營作出停產(chǎn)停業(yè)、停止施工、停止使用相關(guān)設(shè)施或設(shè)備的決定,生產(chǎn)經(jīng)營單位應(yīng)當(dāng)依法執(zhí)行,及時(shí)消除事故隱患。”重大事故隱患不及時(shí)治理,企業(yè)將面臨巨大的生產(chǎn)經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)。

3 機(jī)柜間正壓改造措施

3.1 重點(diǎn)改造的機(jī)柜間

6個(gè)機(jī)柜間均位于氣體爆炸區(qū)域內(nèi),機(jī)柜間內(nèi)電氣均為非防爆電氣,需通過正壓改造才能整體滿足防爆要求。

表1 改造機(jī)柜間明細(xì)表

3.2 正壓房間系統(tǒng)的主要組成部分

安全區(qū)域設(shè)備到正壓房間內(nèi)的順序依次是:可燃性氣體探測器→取風(fēng)口-防爆風(fēng)機(jī)→管道→緩沖間→差壓控制器→正壓房間→吹掃系統(tǒng)→差壓控制器等組成。

1.可燃性氣體探測器 2.取風(fēng)口 3.防爆風(fēng)機(jī) 4.管道 5.緩沖間 6.差壓控制器 7.正壓房間 8.吹掃系統(tǒng) 9.差壓控制器等組成圖1 正壓房間系統(tǒng)組成圖

3.3 正壓房間的工作原理

在正壓房間使用前,通風(fēng)系統(tǒng)從安全區(qū)域?qū)⒈Ｗo(hù)性氣體通過風(fēng)路管道,吹入正壓房間內(nèi)部,將房間內(nèi)部可能存在的爆炸性氣體排出,并設(shè)置壓力報(bào)警器,吹掃通風(fēng)滿足房間換氣要求后,啟動(dòng)房間內(nèi)設(shè)備運(yùn)行。在設(shè)備運(yùn)行過程中,通風(fēng)系統(tǒng)持續(xù)向正壓房間內(nèi)部送風(fēng)保持微正壓(P≥25 Pa),保證外部爆炸性氣體無法進(jìn)入正壓房間內(nèi)部[1]。

3.4 正壓系統(tǒng)的操作順序

(1)開啟系統(tǒng)控制柜電源,開啟危險(xiǎn)氣體檢測儀;

(2)手動(dòng)將風(fēng)機(jī)出風(fēng)孔閥門完全打開,將房間管道的進(jìn)氣管道閥門完全打開;

(3)通過風(fēng)機(jī)控制箱,啟動(dòng)風(fēng)機(jī),在安全區(qū)域取風(fēng)安全性氣體,送入正壓房間現(xiàn)場;

(4)啟動(dòng)正壓控制裝置、開啟壓差控制器電源;

(5)當(dāng)通氣后壓力大于 50 Pa 時(shí),吹掃藍(lán)色燈亮,同時(shí)啟動(dòng)吹掃裝置開始計(jì)時(shí)(紅色燈亮) →進(jìn)入預(yù)吹掃狀態(tài)→30 min 后(綠色燈亮)給出啟車信號(hào),通風(fēng)量滿足房間置換要求;

(6)啟動(dòng)房間內(nèi)電氣設(shè)備。

3.5 風(fēng)機(jī)具體參數(shù)

現(xiàn)場改造的機(jī)柜間共有6個(gè),取風(fēng)位置為4個(gè):

(1)搗鼓焦?fàn)t鼓風(fēng)機(jī)機(jī)柜間的風(fēng)機(jī)設(shè)有單獨(dú)的取風(fēng)口,風(fēng)機(jī)為一開一備;

(2)頂裝焦?fàn)t鼓風(fēng)機(jī)機(jī)柜間的風(fēng)機(jī)設(shè)有單獨(dú)的取風(fēng)口,風(fēng)機(jī)為一開一備;

(3)搗鼓焦?fàn)t交換機(jī)機(jī)柜間和電氣室的風(fēng)機(jī)設(shè)有單獨(dú)的取風(fēng)口,風(fēng)機(jī)為一開一備,一臺(tái)風(fēng)機(jī)分別給兩個(gè)房間進(jìn)行送風(fēng);

(4)頂裝焦?fàn)t交換機(jī)機(jī)柜間和電氣室的風(fēng)機(jī)設(shè)有單獨(dú)的取風(fēng)口,風(fēng)機(jī)為一開一備,一臺(tái)風(fēng)機(jī)分別給兩個(gè)房間進(jìn)行送風(fēng)。

表2 風(fēng)機(jī)數(shù)量及核心參數(shù)表

3.6 吹掃裝置操控及注意事項(xiàng)說明

3.6.1 吹掃準(zhǔn)備

改造已將自動(dòng)吹掃裝置測壓管與正壓房間內(nèi)連為一體,正壓房間的密封、吹掃裝置的調(diào)試也已經(jīng)準(zhǔn)備完畢,用戶每次啟動(dòng)前,需按照要求預(yù)吹掃30分鐘后,再啟動(dòng)正壓房間。裝置的控制操作為現(xiàn)場控制操作。

3.6.2 吹掃裝置系統(tǒng)組成

吹掃裝置由防爆風(fēng)機(jī)、管道、旁路控制閥、壓力檢測元件及系統(tǒng)控制器等元器件組成。

3.6.3 現(xiàn)場運(yùn)行流程

改造已將自動(dòng)吹掃裝置測壓管與正壓房間連為一體,啟動(dòng)風(fēng)機(jī)前正壓房間的密封、吹掃裝置的調(diào)試也已經(jīng)準(zhǔn)備完畢。手動(dòng)將風(fēng)機(jī)出風(fēng)孔閥門完全打開,將房間管道的進(jìn)氣管道閥門完全打開,然后通過風(fēng)機(jī)控制箱,啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。吹掃裝置設(shè)置報(bào)警值為50 Pa,當(dāng)通氣后壓力大于 50 Pa 時(shí),吹掃藍(lán)色燈亮,同時(shí)啟動(dòng)吹掃裝置開始計(jì)時(shí)(紅色燈亮)→進(jìn)入預(yù)吹掃狀態(tài)→30 min 后(綠色燈亮)給出啟車信號(hào),電機(jī)機(jī)腔內(nèi)壓力低于最低壓力50 Pa時(shí)(最低壓力指示燈變?yōu)辄S色燈)。

啟動(dòng)電機(jī)條件為黃色 SV 不亮、綠色 Encl 指示燈亮起。

3.7 增設(shè)可燃?xì)怏w檢測器

可燃?xì)怏w檢測儀用于檢測現(xiàn)場環(huán)境中可燃?xì)怏w含量,采用專利設(shè)計(jì)的傳感器元件,可以有效降低多重背景氣體的交叉干擾,提高響應(yīng)速度,并有效減少環(huán)境溫度和濕度變化帶來的影響。探測器的設(shè)計(jì)基于國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),具備極佳的抗電磁干擾能力,賦予了產(chǎn)品極高的可靠性。可燃?xì)怏w探測器進(jìn)行了全面的隔爆認(rèn)證,確保產(chǎn)品在危險(xiǎn)1區(qū)和2區(qū)安全使用;帶聲光報(bào)警器整體防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65,使用環(huán)境溫度-40～+70 ℃。 本系統(tǒng)可燃?xì)鈭?bào)警儀主要檢測氣體為可燃?xì)?設(shè)置報(bào)警聯(lián)鎖值為20%LEL。

3.8 日常維護(hù)及安全操作注意事項(xiàng)

(1)取風(fēng)處危險(xiǎn)氣體檢測儀報(bào)警時(shí),禁止啟動(dòng)系統(tǒng)。

(2)在最初啟動(dòng)房間內(nèi)的電氣元件或停止使用后再次啟動(dòng)前,首先開啟通風(fēng)風(fēng)機(jī),以及風(fēng)閥,對(duì)房間進(jìn)行吹掃,吹掃時(shí)間不宜少于 30 分鐘,并且確認(rèn)現(xiàn)場差壓控制器不報(bào)警可進(jìn)行通電。

(3)為防止外界雜物通過通風(fēng)管道進(jìn)入房間,在風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置了一層不銹鋼網(wǎng)狀過濾網(wǎng),防止外界雜物進(jìn)入房間。在使用過程中應(yīng)注意過濾網(wǎng)的清理工作,根據(jù)外界環(huán)境的清潔程度,定期對(duì)過濾網(wǎng)進(jìn)行清理。清理方法為,關(guān)閉風(fēng)機(jī),打開網(wǎng)狀固定螺絲,將過濾網(wǎng)取出,不銹鋼網(wǎng)可以用清水沖洗,沖洗干凈后用抹布擦干即可再次使用,當(dāng)發(fā)現(xiàn)不銹鋼網(wǎng)有破損情況,請(qǐng)及時(shí)進(jìn)行更換。

(4)檢修或巡檢期間,需要進(jìn)入正壓房間時(shí),首先確認(rèn)正壓吹掃裝置是否進(jìn)行報(bào)警,在報(bào)警時(shí)切勿進(jìn)入房間,確認(rèn)安全后方可進(jìn)入。 進(jìn)入房間時(shí)首先進(jìn)入緩沖間,人員進(jìn)入緩沖間后關(guān)閉第一道門,然后差壓控制器不報(bào)警,打開第二道氣密門進(jìn)入房間。

(5)所有正壓房間系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),除緩沖間外所有通道均需禁止使用,嚴(yán)禁人員從緩沖間以外通道進(jìn)入房間。

(6)正壓房間內(nèi)的所有窗戶禁止打開。

(7)在使用過程中如發(fā)現(xiàn)正壓控制檢測裝置故障時(shí),應(yīng)急處置流程為:給出報(bào)警信號(hào) —— 馬上操作,恢復(fù)正壓 —— 如果在延長的時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)正壓或可燃?xì)怏w濃度上升到危險(xiǎn)程度時(shí),依次切斷電源。

(8)在正壓房間所有門外面應(yīng)清楚標(biāo)記注意事項(xiàng):——“警告-正壓房間-關(guān)閉該門”——房間內(nèi)貼有“禁止打開”標(biāo)語的門,禁止無關(guān)人員進(jìn)行操作。

4 改造效果

造后的正壓通風(fēng)型房間滿足現(xiàn)場2區(qū)的使用要求;達(dá)到安全生產(chǎn)狀態(tài),并滿足法律法規(guī)要求。

4.1 A類指標(biāo)

A類指標(biāo)為正壓房間安全運(yùn)行最低要求,一旦低于指標(biāo)值可能存在安全風(fēng)險(xiǎn)(見表3)。

表3 A類指標(biāo)及考核值

4.2 A類指標(biāo)滿足現(xiàn)場

確保60 min吹掃換氣時(shí)間,換氣時(shí)間通過計(jì)算每個(gè)房間體積,按防爆標(biāo)準(zhǔn)10倍換氣量,通過風(fēng)速儀測量流量并計(jì)算(見表4)。

表4 A類指標(biāo)要求值計(jì)算表

4.3 B類指標(biāo)

B類指標(biāo)為設(shè)備設(shè)施功能滿足現(xiàn)場運(yùn)行要求(見表5)。

表5 B類指標(biāo)項(xiàng)目及考核表

4.4 現(xiàn)場運(yùn)行記錄

現(xiàn)場A類指標(biāo)第一、三、四項(xiàng),房間內(nèi)及緩沖間壓力值每個(gè)房間連續(xù)記錄7天;A類指標(biāo)第二項(xiàng)保證60 min吹掃換氣時(shí)間,換氣時(shí)間通過計(jì)算每個(gè)房間體積,按防爆標(biāo)準(zhǔn)10倍換氣量,通過風(fēng)速儀測量流量并計(jì)算,連續(xù)記錄7天;B類指標(biāo)第一、二、三項(xiàng)連續(xù)記錄7天(見表6-8)。

表6 運(yùn)行性能記錄表(壓力、風(fēng)量)

表7 運(yùn)行性能檢查表

表8 噪聲、溫度記錄表

通過改造后,房間壓力值、緩沖間壓力值及風(fēng)量均滿足功能考核要求,同時(shí)取得了正壓房間防爆合格證。

5 結(jié)論

煤焦化生產(chǎn)工序6個(gè)機(jī)柜間通過正壓改造后功能考核滿足要求;同時(shí)通過具備檢測認(rèn)證資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)檢測認(rèn)證,取得了正壓房間防爆合格證,徹底解決了機(jī)柜間內(nèi)電氣不防爆的問題,提升了設(shè)備本質(zhì)化安全水平,滿足法律、標(biāo)準(zhǔn)要求。