毋海霞，吳紅忠

（焦作煤業(yè)集團(tuán)開元化工有限責(zé)任公司，河南 焦作 454191）

焦作煤業(yè)（集團(tuán)）開元化工有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“開元化工”）一期20 萬(wàn)t/a 離子膜燒堿項(xiàng)目采用離子膜法制堿工藝，8 臺(tái)膜極距電解槽采用藍(lán)星（北京） 化工機(jī)械有限公司NBZ-2.7 型高電流密度自然循環(huán)膜極距復(fù)極式電解槽，具有節(jié)能、環(huán)保、便于操作、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)[1]。

1 離子膜電解槽生產(chǎn)工藝及工作原理

將二次鹽水工序送來(lái)的精制鹽水送入離子膜電解槽，生產(chǎn)出氫氧化鈉、氯氣和氫氣。

離子膜電解槽是利用陽(yáng)離子交換膜能讓鈉離子等陽(yáng)離子通過(guò)， 而阻止氯離子和氫氧根離子等陰離子通過(guò)的特性，將電解槽的陰極室和陽(yáng)極室隔開，制取高純度的燒堿、氯氣和氫氣。

2 異常情況原因分析及采取措施

2.1 螯合樹脂塔精制效果差，精鹽水指標(biāo)不合格[1]

2.1.1 事故經(jīng)過(guò)

2018 年7 月出現(xiàn)由于精制鹽水中Ca2+、Mg2+和SS（懸浮物）含量超標(biāo)導(dǎo)致電解槽電壓升高、運(yùn)行效果差，具體精制鹽水指標(biāo)化驗(yàn)分析見表1。

表1 精制鹽水指標(biāo)化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)表

2.1.2 原因分析

（1）從分析報(bào)告可以確定精制鹽水質(zhì)量不合格，鹽水中Ca、Mg、Al、SiO2、Na2SO4指標(biāo)超標(biāo)，I 和TOC 超標(biāo)嚴(yán)重，是造成電解槽槽電壓升高的主要原因；

（2）開元化工原鹽采用固態(tài)粗鹽，原鹽中重金屬和有機(jī)物含量超標(biāo)， 在電解槽產(chǎn)生的淡鹽水因回收循環(huán)利用，淡鹽水中較難處理的雜質(zhì)不斷累積，精制鹽水質(zhì)量嚴(yán)重超標(biāo)；

（3）樹脂塔內(nèi)破碎樹脂多，鹽水中含游離氯造成樹脂中毒、性能劣化；

（4）樹脂再生步驟未嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，再生質(zhì)量差；

（5）樹脂塔進(jìn)液鹽水分布不均勻，鹽水偏流。

2.1.3 處理措施

（1）檢查一次鹽水控制指標(biāo)，溫度（60±5）℃、pH值8～10、 Ca2++Mg2+≤1 mg/L、Fe2++Fe3+≤0.1 mg/L 及其他重金屬含量；由于市場(chǎng)因素影響，公司使用原鹽廠家多，根據(jù)原鹽分析情況及時(shí)調(diào)整上鹽比例，保證鹽水質(zhì)量；對(duì)高純鹽酸在樹脂再生前進(jìn)行分析，如分析不合格暫停使用。

（2）檢查樹脂層外觀和高度是否符合要求；嚴(yán)格控制進(jìn)入樹脂塔的鹽水中游離氯含量， 操作人員日常巡檢注意觀察樹脂顏色、粒度及強(qiáng)度等情況，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)樹脂塔樹脂層高度設(shè)置高低線控制刻度，方便崗位操作人員觀察控制， 保證樹脂塔內(nèi)樹脂量在正常范圍內(nèi)。

（3）再生過(guò)程嚴(yán)格按規(guī)程操作，每月對(duì)一臺(tái)樹脂塔進(jìn)行倍量再生， 每周一對(duì)樹脂進(jìn)行大流量反洗。

（4）停運(yùn)樹脂塔時(shí)，檢查進(jìn)液管情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)液管斷裂、 濾網(wǎng)脫開、 固定繩斷裂松動(dòng)等異常情況，并及時(shí)處理。

2.2 電解槽著火

2.2.1 事故經(jīng)過(guò)

2017 年6 月9 日19：18，6# 電解槽停車檢修后送電開車，19：40 電流升至5 000 A，23：09 電流升至6 000 A，10 日3：21 電流升至7 000 A， 電解槽溫度自0：46 升到80 ℃， 槽溫保持時(shí)間超過(guò)8 h，10：57電流升至14.5 kA。 12：56 巡檢未發(fā)現(xiàn)異常情況，13：20 現(xiàn)場(chǎng)3 名操作工均聽見二樓有響聲， 發(fā)現(xiàn)6#電解槽著火， 操作工告知中控準(zhǔn)備停運(yùn)6#電解槽，同時(shí)向分廠及調(diào)度匯報(bào)，13：23 中控將電位差聯(lián)鎖分別通過(guò)DCS、 控制臺(tái)投入，6# 電解槽停車，13：33操作工關(guān)閉氫氣氣相閥門，現(xiàn)場(chǎng)火熄滅。

本次事故造成6# 單元槽與端框之間西邊上半部?jī)?nèi)部出現(xiàn)高溫引起的網(wǎng)燒毀，筋板變形、融化，離子膜燒毀，并且隔板有一處有裂紋。 另有18 根軟管損壞； 單元槽與端框之間的墊片（陰極側(cè)） 離槽頂400 mm 左右的位置墊片斷裂。

2.2.2 原因分析

（1）單元槽新舊墊片變形量不一樣，造成墊片蠕動(dòng)損壞離子膜，使氫氣與氯氣混合，發(fā)生閃爆著火，墊片膨出；

（2）電解槽擠壓機(jī)受力不均，造成膜損壞，使氫氣與氯氣混合，發(fā)生閃爆著火，墊片膨出。

2.2.3 采取措施

（1）每次開車前嚴(yán)格按照操作規(guī)程要求進(jìn)行膜試漏、槽試漏，防止開車后出現(xiàn)異常情況；

（2）嚴(yán)格按照要求對(duì)電解槽進(jìn)行安裝和維修，定期對(duì)墊片和配件進(jìn)行更換， 防止因檢修不合格造成的事故；

（3）加強(qiáng)對(duì)職工在電解槽安全、操作方面的培訓(xùn)，特別是擠壓機(jī)操作，換膜、粘貼墊片操作等；

（4）加強(qiáng)對(duì)職工的應(yīng)急處理培訓(xùn)和演練，對(duì)發(fā)生的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行有效處置；

（5）進(jìn)一步完善電解槽著火預(yù)案；

（6）現(xiàn)場(chǎng)二樓增加應(yīng)急柜（儲(chǔ)備防化服、防毒面具等應(yīng)急物品），以防突發(fā)情況得到及時(shí)處理，盡可能減小事故范圍，降低損失。

2.3 電解槽電流突然下降、槽電壓上升

2.3.1 事故經(jīng)過(guò)

2017 年4 月18 日8：02 因電氣設(shè)備故障，7#整流柜控制角報(bào)警顯示為0，7# 電解槽電流突然下降、 槽電壓上升。 電腦電流顯示7# 整流柜電流為12.8 kA，控制角為0，整流操作工發(fā)現(xiàn)后按正常操作將電流上調(diào)了兩檔，7# 電解槽電壓上升但電流變化不大，在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)7#整流柜上的電流與電腦顯示的電流不一致。8：07 分調(diào)度接到通知后下達(dá)整流現(xiàn)場(chǎng)操作工降1 000 A 電流的指令， 整流電腦顯示電流仍然下降而直流電無(wú)反應(yīng)。8：14 分調(diào)度通知電解崗位停運(yùn)7#電解槽進(jìn)行處置。

2.3.2 原因分析2.3.2.1 直接原因

直流傳感器出現(xiàn)故障是導(dǎo)致7# 槽電流電壓異常的直接原因。

2.3.2.2 間接原因

（1） 整流崗位操作工在發(fā)生異常情況時(shí)未能及時(shí)正確判斷、處置；

（2）電解、整流崗位在異常情況處理中缺乏快速有效溝通；

（3）電氣、儀表元件未定期進(jìn)行檢查，缺乏維護(hù)保養(yǎng)。

2.3.3 防范措施

（1）加強(qiáng)崗位技術(shù)培訓(xùn)，要求崗位操作工要深層次的了解崗位信息，提高崗位員工操作水平；

（2）操作工對(duì)本崗位設(shè)備要真正做到“三懂四會(huì)”；

（3）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢和設(shè)備的定期維護(hù)保養(yǎng)，加強(qiáng)關(guān)聯(lián)崗位之間的溝通，杜絕此類事故的發(fā)生。

2.4 堿液循環(huán)泵跳停，備用泵不啟動(dòng)造成非計(jì)劃停車

2.4.1 事故經(jīng)過(guò)

2017 年12 月6 日5：08 電解堿液循環(huán)泵P274B 突然跳停， 中控人員聯(lián)系當(dāng)班班長(zhǎng)立即啟動(dòng)P274A 備用泵， 卻發(fā)現(xiàn)備用泵不能啟動(dòng)， 再次啟動(dòng)P274B 泵，發(fā)現(xiàn)也不能啟動(dòng)。在多次試啟動(dòng)P274A、B泵無(wú)效果后，通知?jiǎng)恿Ψ謴S進(jìn)行排查。在排查故障時(shí)由于電解堿液循環(huán)罐液位達(dá)到90%， 系統(tǒng)聯(lián)鎖停車。

2.4.2 事故原因

（1）電解堿液循環(huán)泵P274B 因節(jié)電器出現(xiàn)故障跳停，堿液循環(huán)罐液位高（90%）系統(tǒng)聯(lián)鎖停車；

（2）循環(huán)泵P274B 跳停后，在啟動(dòng)備用泵P274A泵時(shí)，因P274A 泵操作柱按鈕未彈起，無(wú)法及時(shí)啟動(dòng)備用泵。

2.4.3 防范措施

（1）節(jié)電器質(zhì)量差導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，應(yīng)提高采購(gòu)備件質(zhì)量；

（2）對(duì)電解槽堿液循環(huán)泵P274A/B 操作柱進(jìn)行更換；

（3）電解工段每10 天對(duì)P274 進(jìn)行倒泵，倒泵時(shí)關(guān)注操作柱按鈕是否靈活， 若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題聯(lián)系維修分廠進(jìn)行處理；

（4）維修分廠在定檢泵電機(jī)時(shí)，同時(shí)對(duì)操作柱進(jìn)行定檢。

2.5 電解槽由于單槽氯氫壓差高跳停

2.5.1 事故經(jīng)過(guò)

2018 年1 月17 日凌晨電解準(zhǔn)備開車， 操作人員發(fā)現(xiàn)氫氣總管上氫氣壓力PIT3227 和PIT3226 顯示壓力不一致（相差0.67 kPa），隨即讓主控通知儀表人員對(duì)兩臺(tái)儀表進(jìn)行校對(duì)， 使兩個(gè)壓力點(diǎn)顯示一致。 儀表工去現(xiàn)場(chǎng)檢查校對(duì)時(shí)需要先解除聯(lián)鎖才能處理，主控將系統(tǒng)總管氫氣壓力、氯氣壓力及氯氫壓差聯(lián)鎖解除， 解除后通知儀表工聯(lián)鎖已解除（此時(shí)7#、8# 槽電流升至2 kA），儀表工在現(xiàn)場(chǎng)將PIT3227和PIT3226 儀表點(diǎn)全部拆下，校驗(yàn)后恢復(fù)安裝，此時(shí)電解槽7#、8#槽單槽氯氫壓差高聯(lián)鎖跳停。

2.5.2 事故原因

（1）電解主控在校驗(yàn)氫氣壓力變送器解除PIZA3226 聯(lián)鎖時(shí)考慮不周， 未將PCV3226 自動(dòng)閥打手動(dòng)調(diào)節(jié)， 致使在拆除PIT3226 儀表點(diǎn)時(shí)PCV3226 自動(dòng)閥跟蹤壓力變化逐漸關(guān)閉氫氣總閥，導(dǎo)致7#、8#槽單槽氯氫壓差高聯(lián)鎖停機(jī)；

（2）儀表人員在拆除作業(yè)時(shí)與主控聯(lián)系溝通不全面，未正確實(shí)施操作流程。

2.5.3 防范措施

（1）在校驗(yàn)氫氣總管壓力變送器，解除系統(tǒng)氫氣壓力、壓差聯(lián)鎖時(shí)，要將PCV3226 自動(dòng)閥自動(dòng)改為手動(dòng)調(diào)節(jié)。

（2）在作業(yè)前后要與主控溝通好，明確作業(yè)情況，并將相關(guān)聯(lián)鎖和閥門關(guān)聯(lián)情況考慮在內(nèi)。

（3）在解聯(lián)鎖時(shí)應(yīng)考慮全面，按規(guī)定辦理票證，緊急時(shí)應(yīng)匯報(bào)到解聯(lián)鎖審批相關(guān)人員。

（4）儀表人員在開車前應(yīng)提前確認(rèn)與系統(tǒng)聯(lián)鎖的關(guān)鍵儀表狀況，避免影響開車。

2.6 陽(yáng)極液排放罐罐體泄漏導(dǎo)致非計(jì)劃停車

2.6.1 事故經(jīng)過(guò)

2018 年4 月26 日10：50 左右， 儀表維護(hù)工接到電解中控反映自動(dòng)閥LCV-3310 有故障， 儀表維護(hù)工開始對(duì)氣動(dòng)閥門進(jìn)行檢查調(diào)試， 檢查后發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)閥門開不開、關(guān)不住。 臨時(shí)打開旁路運(yùn)行，儀表工與操作工在告知中控后將氣動(dòng)閥門氣缸拆除， 拆除后聯(lián)系中控單獨(dú)調(diào)試氣動(dòng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作正常；儀表工再次檢查閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)閥門后工藝手閥出現(xiàn)外漏。 16：20 左右中控發(fā)現(xiàn)脫氯塔液位波動(dòng)， 通知一次鹽水班長(zhǎng)檢查鹽水配水罐進(jìn)口閥是否正常，經(jīng)檢查閥門無(wú)問(wèn)題。8：40 電解主控人員發(fā)現(xiàn)脫氯塔液位（LICZA3310）開始上漲，8：40：28為68.278%，8：41：38 LICZA3310 上漲至72.335%，電解主控立即通知操作工將LCV3310 自控閥旁路開大，8：43 脫氯塔上漲至100.024%。8：50 真空度開始快速上漲，此時(shí)真空泵氣液分離器液位顯示已滿，后真空泵突然跳停，立即啟動(dòng)備用泵，備用泵啟動(dòng)后跳停。 開始緊急停車。

2.6.2 事故原因

（1）在檢修LCV3310 自動(dòng)閥過(guò)程中，電解脫氯鹽水泵至一次鹽水配水桶之間管道閥門為關(guān)閉，淡鹽水輸送不通暢，導(dǎo)致脫氯塔液位上漲。脫氯塔液位快速上漲充滿脫氯塔， 隨著氣相管道進(jìn)入脫氯塔冷卻器E310， 淡鹽水由E310 至陽(yáng)極液排放槽D280氯水管道進(jìn)入D280， 導(dǎo)致D280 液位快速上漲，罐內(nèi)壓力迅速上升，使D280 罐體泄漏。

（2）在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)未能及時(shí)判斷、有效處置。

2.6.3 防范措施

（1）維修人員在處理問(wèn)題時(shí)，所在區(qū)域崗位人員應(yīng)詳細(xì)交清危害因素， 對(duì)臨時(shí)采取的操作措施應(yīng)雙人互相確認(rèn)，作業(yè)時(shí)全程監(jiān)督，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)第一時(shí)間處理。

（2）涉及到系統(tǒng)聯(lián)鎖停車的檢修項(xiàng)目，應(yīng)由工段長(zhǎng)以上人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)。

（3）D280 增加92%液位聯(lián)鎖停車， 防止液位過(guò)高承壓大。

（4）各崗位之間相互聯(lián)系，需要操作時(shí)應(yīng)溝通并確認(rèn)，防止誤操作影響裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

（5）各單位對(duì)指標(biāo)異常必須停車的事項(xiàng)進(jìn)行梳理，加強(qiáng)員工的技術(shù)培訓(xùn)，出現(xiàn)以上情況，DCS 主控可直接停車，防止事故擴(kuò)大。

2.7 電解槽漏液造成停車

2.7.1 事故經(jīng)過(guò)

2018 年7 月8 日4 點(diǎn)班電解操作工發(fā)現(xiàn)3# 電解槽28# 槽框下部滴漏，9 日上午停運(yùn)3# 電解槽進(jìn)行維修， 停車置換合格后將電解槽28#槽框進(jìn)行吊裝檢修。

2.7.2 原因分析

電解槽墊片長(zhǎng)期運(yùn)行未進(jìn)行更換， 墊片脫膠導(dǎo)致底部墊片開裂出現(xiàn)滲漏。

2.7.3 防范措施

加強(qiáng)巡視，定期調(diào)換或調(diào)整墊片，如陰陽(yáng)極有損壞，則修復(fù)或更換墊片。

2.8 氣動(dòng)閥門氣源管脫落導(dǎo)致聯(lián)鎖停車

2.8.1 事故經(jīng)過(guò)

2018 年12 月31 日16：42 分電解主控發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)鎖停車，排查事故原因，在脫氯氣動(dòng)閥門附近聽到漏氣聲音，發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)閥門氣源管脫落。

2.8.2 原因分析

脫氯氣動(dòng)閥門氣源管脫落導(dǎo)致閥門動(dòng)作至故障位置，閥門動(dòng)作過(guò)程中氯氣壓力隨之變化，引起氯氫壓差變化，氯氫壓差升至11.258 kPa，造成系統(tǒng)聯(lián)鎖停車。

2.8.3 預(yù)防措施

（1）閥門安裝結(jié)束后，使用肥皂水測(cè)試氣源接頭處是否漏氣，有冒泡情況的更換新的接頭安裝，直至不冒泡為止，不允許使用生膠帶進(jìn)行密封；

（2）安裝氣源接頭時(shí)，需要確保接頭壓到底，且內(nèi)部與氣源管緊密結(jié)合，不留間隙；

（3）針對(duì)會(huì)造成單系統(tǒng)或全系統(tǒng)停車的閥門氣源接頭更換為焊接式氣源接頭和新氣源管。 對(duì)于不停車暫時(shí)不能更換的閥門接頭，要立即采取排查，停車檢修時(shí)全部整改結(jié)束；

（4）加強(qiáng)崗位巡檢及專業(yè)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣源接頭及氣源管路漏氣、損壞、銹蝕等隱患并處理，避免因此類問(wèn)題引起停車事故。

2.9 送電期間因操作失誤造成電解槽跳停

2.9.1 事故經(jīng)過(guò)

2021 年3 月3 日23：25，1# 電解槽檢修后開始送電，電流升至700 A 時(shí)整流器顯示運(yùn)行信號(hào)，當(dāng)時(shí)鹽水供應(yīng)閥ZV3231 處于關(guān)閉狀態(tài)， 精鹽水閥ZV3241 處于打開狀態(tài)， 電解中控人員未進(jìn)行ZV3231、ZV3241 閥門切換，開始投1# 電解槽聯(lián)鎖條件。23：26 當(dāng)中控人員將ZV3241 閥門開聯(lián)鎖條件投入后，1#電解槽聯(lián)鎖跳停。

2.9.2 原因分析

（1）1# 電解槽投聯(lián)鎖前未進(jìn)行 “打開ZV3231，關(guān)閉ZV3241”的正確操作，導(dǎo)致聯(lián)鎖停車。

（2）電解槽開車操作未進(jìn)行逐項(xiàng)確認(rèn)，關(guān)鍵操作沒(méi)有做到“一人操作，一人監(jiān)護(hù)”。

2.9.3 防范措施

（1）制定電解槽開、停車DCS 崗位確認(rèn)表和流程表，確保操作人員對(duì)每一步操作進(jìn)行確認(rèn)，按流程操作，避免誤操作的發(fā)生。

（2）電解槽開停車操作施行“一人操作一人監(jiān)護(hù)”，防止出現(xiàn)誤操作。

（3）加強(qiáng)電解槽開車操作及注意事項(xiàng)培訓(xùn)。

3 結(jié)語(yǔ)

開元化工將電解槽運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié)，通過(guò)具體實(shí)踐不斷優(yōu)化處理方案，確保離子膜電解槽安全、高效、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到電解槽最大限度滿負(fù)荷運(yùn)行的目的。