盧春雪 時義文

（中鋼集團武漢安全環(huán)保研究院有限公司，湖北 武漢 430081）

0 引言

焦爐生產(chǎn)過程涉及的爆炸性氣體通常有焦爐煤氣、高爐煤氣和荒煤氣。焦爐爆炸性氣體環(huán)境范圍主要包括地下室（1 區(qū)），下噴式焦爐機焦兩側煙道走廊（2 區(qū)），爐端臺、爐間臺及煤塔底層（2 區(qū)），焦爐變送器室、熱值儀室（1 區(qū)）以及集氣管直接式儀表室（2區(qū)）等［1］。此外，除底層外的爐端臺、爐間臺和煤塔的其他各層應綜合考慮釋放源、建筑結構、通風條件等因素，分析評估，確定爆炸危險區(qū)域范圍和等級。在煉焦生產(chǎn)過程中，如果沒有準確劃分焦爐爆炸性氣體環(huán)境范圍和級別，所使用的電氣設備防爆等級，與該區(qū)域爆炸性氣體混合物不相適應，甚至在爆炸性氣體環(huán)境使用非防爆設備，或者防火防爆安全管理制度不完善，執(zhí)行不嚴格，均可能導致焦爐發(fā)生著火爆炸事故。因此，認真分析焦爐火災爆炸事故原因，梳理各種影響因素，有針對性地制定技術、管理對策，對有效遏制焦爐火災爆炸事故，顯得尤為重要。

焦爐發(fā)生著火爆炸事故的原因，主要以下幾方面：①煤氣泄漏，與空氣混合形成爆炸性混合氣體，同時有點火源產(chǎn)生；②焦爐工藝異常時，采取措施不力；③焦爐加熱煤氣系統(tǒng)檢修時，特殊作業(yè)安全制度落實不到位；④焦爐熱工管理水平欠佳，焦爐煤氣加熱時，地下室“爆鳴”現(xiàn)象頻發(fā)等［1］。

由于易燃易爆介質只有與空氣混合達到爆炸極限，才能具備爆炸條件，因此防火防爆技術措施就是防止這些條件的形成。在焦爐爆炸危險區(qū)域，應采取清除點火源的形成條件、消除火災爆炸的物質條件、限制火災爆炸蔓延擴大等措施，達到遏制火災爆炸事故的目的。

1 強化焦爐加熱系統(tǒng)設備設施管理，消除煤氣跑冒滴漏

1）從設計、建設源頭入手，消除管網(wǎng)布置、管道防腐、設備安裝等缺陷，提高焦爐加熱系統(tǒng)設備設施本質安全水平。

2）建立完善的設備管理制度，發(fā)揮點檢巡檢作用，定期檢測煤氣管道壁厚，及時發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏源點，把跑冒滴漏隱患消除在萌芽狀態(tài)。

3）注重煤氣調節(jié)旋塞和交換旋塞的維護保養(yǎng)，建立并嚴格執(zhí)行調節(jié)旋塞和交換旋塞加油與清洗制度，一旦發(fā)現(xiàn)旋塞密封面出現(xiàn)劃痕、麻坑等缺陷，及時進行研磨維修，損壞程度較重的要及時更換。

4）增強員工責任心，提高工作質量，尤其對檢修完畢后的恢復工作，更要嚴格把關檢查，精心試漏。如：清洗旋塞后，旋塞型號是否裝錯，彈簧是否扣緊；調整更換孔板后，孔板盒蓋是否鎖緊；更換煤氣時，廢氣交換開閉器與煤氣蓄熱室相通的空氣門蓋板是否嚴密鎖緊等。

5）關注焦爐煤氣和高爐煤氣質量動態(tài)變化趨勢，研究焦爐煤氣中的硫化氫和高爐煤氣中的氯離子等有害物質對煤氣管道及設備的腐蝕機理，采取針對性的防腐措施，延長焦爐加熱系統(tǒng)設備使用壽命。

6）嚴格執(zhí)行《國家安全監(jiān)管總局關于加強化工企業(yè)泄漏管理的指導意見》（安監(jiān)總管三〔2014〕94號）：在設計設備和管線的排放口、采樣口等排放閥時，要通過加裝盲板、絲堵、管帽、雙閥等措施，減少泄漏的可能性。對焦爐加熱煤氣管道上的取樣管頭和置換用氮氣吹掃管頭，加裝絲帽或雙閥，降低煤氣泄漏風險。

7）對照相關標準規(guī)范，消除煤氣排水器缺陷。核查煤氣排水器水封有效高度的合規(guī)性。保持煤氣管道與排水器連接管的暢通，使排水器的排水功能有效發(fā)揮。及時排空排水器地坑積水，避免排水器長期浸泡在水中。認真執(zhí)行排水器巡檢制度，保持排水器合理水位，杜絕缺水現(xiàn)象發(fā)生，避免排水器壓竄事故。

2 從管理和技術入手，消除焦爐爆炸危險區(qū)點火源

1）及時發(fā)現(xiàn)封堵機焦兩側平臺漏洞，特別是焦爐爐齡后期，由于爐體膨脹等原因，平臺與鋼柱、爐體之間的縫隙會增大，應定期檢查，及時堵漏，防止出焦時頭、尾焦漏入煙道走廊和地下室，形成點火源。

2）對焦爐爐體維護與檢修帶來的不可避免的點火源，應采取管理措施加以管控。如檢查清理磚煤氣道，完成磚煤氣道噴漿操作，打開蓄熱室封墻，進行格子磚清掃、更換等熱修操作帶來的點火源，應納入防火區(qū)域動火特殊作業(yè)管理范疇，始終保證點火源風險處于可控狀態(tài)。

3）焦爐爐齡末期，爐體串漏下火引起廢氣交換開閉器局部燒紅，是一個棘手問題，需找出造成煤氣串漏的主要原因，通常大多為炭化室爐墻損壞，荒煤氣進入燃燒系統(tǒng)，隨下降氣流在蓄熱室、小煙道燃燒而引起。要根據(jù)炭化室爐墻損壞狀況和程度，采取噴補、焊補、抹補、挖補，甚至吊頂、揭頂翻修的方式，對受損砌體進行修復，并在生產(chǎn)操作上采取針對性措施，在炭化室墻面形成石墨保護層，使荒煤氣無法進入燃燒系統(tǒng)，達到解決荒煤氣串漏的目的。

4）為消除摩擦與撞擊產(chǎn)生的點火源，對軸流風機等轉動設備的軸承要及時注油，保持良好的潤滑，并經(jīng)常清除轉動部位附著的可燃污垢。在進行撞擊作業(yè)時，應使用銅質工具，或在鐵質工具上涂抹黃油。

5）在焦爐地下室、煙道走廊等區(qū)域進行設備檢修，確需電氣焊等動火作業(yè)時，應嚴格遵守動火管理制度。動火前應對作業(yè)現(xiàn)場和作業(yè)過程中可能存在的危險因素進行充分辨識，制定對應的安全措施；應對所有參加作業(yè)人員進行安全教育和安全交底；應對設備、管線進行吹掃、置換，并滿足動火標準要求；應辦理作業(yè)審批手續(xù)，相關責任人簽字確認；動火作業(yè)應有專人監(jiān)火，清除作業(yè)現(xiàn)場易燃物品，配備消防器材，滿足作業(yè)現(xiàn)場應急需求。

6）焦爐爆炸危險區(qū)電氣設備以及電纜的設計、選型、安裝、施工、運行、維護、修理和安全管理，應符合《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB 50058—2014）的規(guī)定。所有電氣、照明設備均應選用防爆型，按照焦爐煤氣的性質，所選防爆電氣防爆級別不應低于IIB 級T1 組。電纜應采用銅芯電纜，并不應有銅芯裸露和接頭。所有導線和電纜，應定期做絕緣試驗。煤氣管道等設施應進行防靜電跨接和接地。在焦爐地下室等危險區(qū)域檢修時，檢修電源應為滿足環(huán)境危險區(qū)域要求的防爆電源。

7）強化爆炸危險區(qū)域日常管理，及時清除易燃物，不允許擦拭設備的帶油污棉紗等可能自燃的物品遺留在作業(yè)現(xiàn)場。對焦爐地下室等區(qū)域實現(xiàn)嚴格的門禁管理，嚴禁火種帶入爆炸危險區(qū)域。

3 多管齊下，消除焦爐地下室“爆鳴”現(xiàn)象

1）及時檢查調節(jié)焦爐煤氣交換系統(tǒng)的拉條行程，觀察交換旋塞搬把角度和前后位置，保證交換動作完成后旋塞處于開關到位的狀態(tài)。

2）定期清洗交換旋塞，保持交換旋塞密封面精度，當發(fā)現(xiàn)旋塞密封面出現(xiàn)劃痕、麻面、銹蝕等缺陷時，應及時進行研磨處理。應始終保持旋塞密封面處于良好潤滑狀態(tài)，及時調整交換旋塞頂絲，保持彈簧壓力適度，保證交換旋塞在任何狀態(tài)下的嚴密性。處理交換旋塞泄漏時，要首先關閉調節(jié)旋塞，切斷煤氣來源，卸掉交換旋塞壓蓋螺栓，輕輕抽出交換旋塞閥芯，用煤油仔細清洗閥芯和閥殼密封面，再往閥芯和閥殼密封面上均勻涂抹黃油；然后把閥芯轉動著塞進閥殼內，油杯加滿油脂，轉動閥芯，使黃油均勻分布；最后，裝好壓蓋螺栓，連接好搬把，打開調節(jié)旋塞，再檢查是否漏氣，若反復加油仍然漏氣，則需要對閥芯及閥殼進行研磨，直至煤氣不泄漏。

3）加強調節(jié)旋塞的潤滑，根據(jù)煤氣質量的情況及時對調節(jié)旋塞進行清洗，對調節(jié)旋塞密封面的缺陷進行維修處理，保證調節(jié)旋塞密封面精度，并調整調節(jié)旋塞后蓋保持適當壓力，消除調節(jié)旋塞煤氣泄漏現(xiàn)象。清洗調節(jié)旋塞，處理調節(jié)旋塞泄漏煤氣時，應停止焦爐加熱，對煤氣主管進行有效隔斷，并置換合格后集中進行操作。

4）及時檢查更換孔板盒密封墊，調整孔板盒蓋壓緊螺栓的壓緊力，保證孔板盒的嚴密性。

5）對焦爐地下室焦爐煤氣橫管、小支管和立管的連接處進行細致檢查，發(fā)現(xiàn)泄漏點要馬上進行處理。對立管與磚煤氣道的連接處也應進行檢查，如果有煤氣泄漏，應關閉調節(jié)旋塞，卸下基礎頂板立管頂部螺栓，更換纏管石棉繩，緊固基礎頂板立管頂部螺栓，再用膠泥密封，打開調節(jié)旋塞，用便攜式CO報警儀檢查試漏，徹底消除煤氣管道連接處的泄漏。

6）重視對磚煤氣道的噴補與灌漿工作，保持磚煤氣道的嚴密性，降低煤氣串漏的程度。

4 關注工藝異常情況下的防火防爆

1）采取技術措施，防止加熱煤氣主管發(fā)生回火爆炸事故?！督够踩?guī)程》（GB 12710—2008）針對防止加熱煤氣主管發(fā)生回火爆炸事故，做出了具體規(guī)定［2］。一方面，焦爐加熱煤氣調節(jié)蝶閥無自動充氮保護裝置時，應設有防止其完全關閉的裝置；有自動充氮保護裝置時，充氮前應關閉。另一方面，煤氣主管壓力低于500 Pa 時，應停止焦爐加熱。通常采用2 種方式：一是設置加熱煤氣主管壓力與交換機系統(tǒng)聯(lián)鎖裝置，當主管壓力下降到報警值時發(fā)出報警信號，操作人員及時與有關崗位聯(lián)系，調整煤氣壓力。當煤氣壓力進一步降低到500 Pa時，聯(lián)鎖裝置動作，交換機運行到關閉交換旋塞位置，切斷焦爐加熱煤氣。二是在煤氣主管設置充氮系統(tǒng)，當煤氣主管壓力降低到設定值時，煤氣調節(jié)蝶閥關閉，充氮系統(tǒng)啟動，往煤氣主管充氮保壓，避免發(fā)生回火事故。

為防止焦爐加熱煤氣系統(tǒng)發(fā)生爆炸事故時，造成重大設備損失，甚至人員傷亡，在地下室焦爐煤氣管道末端應設泄爆裝置。并應定期檢查爆破片（爆破膜）的工作狀態(tài)，防止外力、積塵、腐蝕及材料疲勞對泄爆有效性能的影響，在使用壽命周期內及時更換爆破片（爆破膜）。

2）防范脫硫脫硝、煤調濕及推焦裝煤除塵等系統(tǒng)異常狀態(tài)對焦爐安全生產(chǎn)的影響。焦爐煙氣脫硫脫硝、煤調濕及推焦裝煤除塵等屬于節(jié)能降耗和環(huán)境保護系統(tǒng)，其穩(wěn)定運行與焦爐工藝的安全密切相關。

5 強化焦爐加熱煤氣管道檢修過程及特殊操作安全防范措施的制定與落實

1）嚴格執(zhí)行《焦化安全規(guī)程》（GB 12710—2008），不應在焦爐地下室等爆炸危險區(qū)域進行帶煤氣抽堵盲板作業(yè)。焦爐地下室空間狹窄，通風條件差，帶煤氣抽堵盲板作業(yè)曾發(fā)生過多起人身傷害事故。近年來，把新建焦爐的預熱器、混合器以及加熱煤氣管道的隔斷裝置布置在焦爐外線區(qū)域，為不在爆炸危險區(qū)域抽堵盲板創(chuàng)造了條件，值得推廣。

2）加強焦爐加熱煤氣管道動火檢修組織。組織實施檢修作業(yè)前，應對參加作業(yè)的人員進行安全技術交底，知曉檢修現(xiàn)場和檢修過程中可能存在的危險、有害因素，了解檢修方案及檢修采取的安全措施，懂得防護器材、應急裝備的使用方法。應先辦理動火作業(yè)票，動火前，應對煤氣管道進行可靠隔斷，并用蒸汽或氮氣進行置換，經(jīng)檢測合格，方可動火。焦爐煤氣管道打開人孔后，應用水潤濕管道底部積存的殘渣，防止硫化亞鐵自燃。如果進入管道進行作業(yè)，應執(zhí)行受限空間作業(yè)的安全管理規(guī)定，堅持“先通風、再檢測、后作業(yè)”的原則。

3）焦爐煤氣系統(tǒng)特殊操作的防火防爆問題不容忽視。焦爐煤氣系統(tǒng)的特殊操作，無論是停止加熱、恢復加熱還是加熱煤氣種類相互替換，往往是在特殊情況下做出的緊急安排，甚至要晚間進行作業(yè)。因此，要提前制定詳細的應急預案，并進行應急預案演練，培養(yǎng)一支技術過硬的作業(yè)隊伍，才能使緊急情況下的特殊操作有條不紊進行。當然，焦爐煤氣系統(tǒng)特殊操作盡可能避開夜間進行。

6 結語

通過采取綜合技術和管理措施，聚焦焦爐加熱煤氣系統(tǒng)的設備本質安全水準提升，消除爆炸危險區(qū)域煤氣泄漏和點火源產(chǎn)生的條件，對焦爐加熱煤氣壓力急劇降低，焦爐煙氣脫硫脫硝、煤調濕及推焦裝煤除塵等系統(tǒng)異常狀態(tài)，停止、恢復以及倒換焦爐加熱煤氣特殊操作等場景制定完善的應對方案，嚴格落實焦爐加熱煤氣系統(tǒng)動火檢修安全措施，將會極大地降低焦爐爆炸危險區(qū)域發(fā)生著火爆炸事故的風險，實現(xiàn)焦爐安全生產(chǎn)的長治久安。