孫水江

（青海煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心，青海西寧 810008）

0 引言

在鋁生產(chǎn)工藝中，炭素焙燒作為整個(gè)生產(chǎn)工藝的一環(huán)非常重要，目前為了保證炭塊焙燒工藝中的達(dá)標(biāo)排放，在焙燒系統(tǒng)中配置了電捕焦油器來進(jìn)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(dāng)會(huì)出現(xiàn)煙氣著火，燒毀電捕焦油器內(nèi)部設(shè)施或使風(fēng)機(jī)損壞，嚴(yán)重影響了焙燒工序的正常生產(chǎn)。本文結(jié)合電捕焦油器的運(yùn)行原理及一些工廠的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)備的危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行了分析，并提出了安全對(duì)策措施，望對(duì)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(duì)環(huán)境影響較大。目前，各大鋁廠普遍采用電捕焦油器系統(tǒng)來進(jìn)行處理，來自焙燒爐的煙氣首先經(jīng)過旋風(fēng)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(jīng)冷卻塔噴霧冷卻，將廢氣降溫至90±5 ℃，再進(jìn)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(fā)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(qiáng)大的電場，使電極和極板之間的氣體電離，廢氣經(jīng)過時(shí)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(jī)排出。

2 電捕焦油器危險(xiǎn)性分析

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

2.1 火災(zāi)

電捕焦油器存在著火的危險(xiǎn)性，如果在生產(chǎn)過程中不嚴(yán)格按操作規(guī)程操作，有可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)且燃燒速率很快（表1）。

表1 電捕焦油器火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

2.2 灼燙

電捕焦油器會(huì)使用蒸汽來使焦油保持較高的溫度，使其流動(dòng)性較好，便于收集。蒸汽管路可能由于蒸汽管道長期振動(dòng)而導(dǎo)致蒸汽泄漏，造成工作人員的燙傷，同時(shí)電捕焦油系統(tǒng)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(shè)備、高壓整流設(shè)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(fā)生事故時(shí)可能帶電的配電裝置與電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分）、工作人員誤操作、誤入帶電區(qū)域，均有可能造成觸電事故，對(duì)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(yè)的工作，容易造成作業(yè)人員的高處墜落危險(xiǎn)。

3 電捕焦油器危險(xiǎn)性分析

圖1 電捕系統(tǒng)故障事故樹

本文采用事故樹分析法對(duì)電捕焦油器進(jìn)行危險(xiǎn)性分析。從特定的事故或故障開始，逐層分析其發(fā)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(xiǎn)因素）之間用邏輯門符號(hào)連接起來，得到形象、簡潔地表達(dá)其邏輯關(guān)系（因果關(guān)系）的邏輯樹圖形，即事故樹。實(shí)質(zhì)就是求取該事故樹的最小割集或徑集，把引起頂上事件發(fā)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(tǒng)頂上事件發(fā)生的最小割集為12 個(gè)，即{X1}，{X2}，{X3}，{X4}，{X5}，{X6}，{X7}，{X8}，{X9}，{X10}，{X11}和{X12}。根據(jù)故障樹的基本事件結(jié)構(gòu)重要度分析理論，在系統(tǒng)中最小割集的基本事件的割集重要度系數(shù)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(duì)策措施

4.1 預(yù)防火災(zāi)的安全對(duì)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(huì)在廢氣氣流的轉(zhuǎn)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(zāi)三要素，就會(huì)引發(fā)火災(zāi)。在生產(chǎn)過程中可通過調(diào)節(jié)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(shí)間要嚴(yán)格按照設(shè)定好的焙燒曲線運(yùn)行。盡量提高預(yù)熱爐室的基體溫度，使瀝青揮發(fā)份排出時(shí)能燃燒的比較充分。填充料的配比一定要正確，細(xì)料不能太多過細(xì)。細(xì)料過多過細(xì)，一來會(huì)被抽入廢氣中，熾熱的細(xì)料會(huì)形成引火源，二則會(huì)和焦油混在一起，積聚在設(shè)備中形成可燃物。

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

表2 求系統(tǒng)FTA 的最小割集

（4）設(shè)置排煙架溫度監(jiān)控和聲光報(bào)警系統(tǒng)，做好預(yù)警工作。當(dāng)溫度監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)升溫異常時(shí)，通過聲光報(bào)警及時(shí)預(yù)警，可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，工作人員可以采取措施將事故消除在萌芽狀態(tài)中或盡早地控制住火勢防止事故擴(kuò)大蔓延。

（5）噴淋方式采用連續(xù)噴淋、分級(jí)噴淋，不要使用間斷噴淋。連續(xù)分級(jí)噴淋既可以澆來廢氣中的炭粉火星，消除點(diǎn)火源，又能起到一定的滅火作用，保護(hù)設(shè)備。

（6）選擇有資質(zhì)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)備供貸單位和施工單位安裝電捕焦油除塵器。

（7）嚴(yán)格按操作規(guī)程和檢修規(guī)程使用和維修。

4.2 預(yù)防灼燙的安全對(duì)策措施

（1）灼燙部位要有警示標(biāo)志或隔離裝置，避免靠近或不當(dāng)接觸。

（2）定期對(duì)設(shè)備、管道進(jìn)行監(jiān)測、維護(hù)，防止高溫物質(zhì)的泄漏傷人。

（3）盡可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遠(yuǎn)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(jī)會(huì)，降低燙傷的概率。

4.3 預(yù)防觸電的安全對(duì)策措施

（1）接地接零保護(hù)系統(tǒng)。電捕焦油器系統(tǒng)中有高壓直流裝置，應(yīng)設(shè)置接電、接零系統(tǒng)。

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

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

4.4 預(yù)防高處墜落的安全對(duì)策措施

（1）在電捕焦油器的高處作業(yè)時(shí)必須穿軟底鞋、戴安全帽和系安全帶，安全帶應(yīng)按規(guī)范使用。

（2）電捕焦油器高處需要檢修的部位應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿、踢腳板、樓梯；梯子、平臺(tái)應(yīng)采用花紋負(fù)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(duì)梯子、欄桿應(yīng)加強(qiáng)檢查、維修，防止因腐蝕而發(fā)生意外事故。

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