水泥生產(chǎn)事故處理預(yù)案在中控操作中的實踐
2009-08-07 00:00
安全生產(chǎn)、文明生產(chǎn)事關(guān)勞動者的生命和健康，任何人都沒有理由掉以輕心。由于生產(chǎn)過程中存在著可能發(fā)生突發(fā)性重大設(shè)備事故和工藝事故的危險，每個企業(yè)都應(yīng)該盡早地建立事故應(yīng)急處理預(yù)案，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。特別是在新型干法水泥生產(chǎn)線的中控操作中，建立事故應(yīng)急處理預(yù)案意義更加明顯。因為中控是現(xiàn)代化水泥企業(yè)生產(chǎn)正常運(yùn)營時的產(chǎn)、質(zhì)量載體和責(zé)任者，履行著開停、運(yùn)行監(jiān)控和調(diào)整控制的職責(zé)；中控操作員相當(dāng)于“大腦”。建立事故應(yīng)急處理預(yù)案可使操作員能夠保持清醒的頭腦，能夠正確有效地處理類似的問題，能夠在最短的時間內(nèi)解決問題，使公司和個人的損失與傷害降到最低程度，確保生產(chǎn)能夠安全、高效地進(jìn)行。
我公司對水泥生產(chǎn)中的突發(fā)事故都建立了相應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案，操作人員依據(jù)預(yù)案，可明確自己的責(zé)任、處理方法及對策。本文僅以實例進(jìn)行介紹，僅供參考。
1 生料喂料秤故障
2008年6月4日13∶36左右，入窯生料喂料計量秤出現(xiàn)故障，入窯生料由325～470 t/h忽大忽小波動，入窯斗式提升機(jī)電流由107～137 A波動，導(dǎo)致分解爐出口氣體溫度在860～945℃之間波動，給穩(wěn)定窯的熱工制度帶來很大困難；同時嚴(yán)重威脅預(yù)熱器的安全運(yùn)行。生料均化庫底失重倉倉重與平時相比沒有異常變化，據(jù)此首先排除了由于庫底斜槽下料不暢而影響失重倉倉重，從而影響入窯生料喂料計量秤計量準(zhǔn)確的可能。通過查看壓縮空氣的壓力，排除了因壓縮空氣壓力低導(dǎo)致入窯生料喂料計量秤計量失控的可能。電器巡檢工檢查后發(fā)現(xiàn)，入窯生料喂料計量秤的電磁閥已損壞，導(dǎo)致氣動閥閥門開度在0～100%之間頻繁變化，從而導(dǎo)致該秤出現(xiàn)忽大忽小的波動。采取的應(yīng)急措施如下：
?。?）將高溫風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由870 r/min提高到890 r/min，防止預(yù)熱器因來料量忽大忽小而出現(xiàn)塌料和堵塞。
?。?）降低窯速，由3.8 r/min降低到3.4 r/min，防止跑生料。
（3）窯頭喂煤量由11.5 t/h增加到12 t/h，提高燒成帶溫度，留火待料，確保熟料質(zhì)量不受影響。
?。?）在電器工作人員去設(shè)備庫尋找電磁閥備件，氣動閥閥門開度到100%的時候，迅速將氣動閥進(jìn)氣管拔掉，以減小入窯生料喂料量的波動（此時波動值在388h～420 t/h，入窯提升機(jī)電流在120～130 A之間波動），情況明顯好轉(zhuǎn)。
（5）更換電磁閥，接好氣動閥的進(jìn)氣管，恢復(fù)正常生產(chǎn)。
2 預(yù)熱器堵塞
預(yù)熱器堵塞絕大部分時間發(fā)生在投料后不久、窯操作不正常、熱工制度不穩(wěn)、系統(tǒng)事故較多導(dǎo)致開停窯較頻繁、結(jié)皮跨落、漏風(fēng)嚴(yán)重、機(jī)械故障造成的堵塞時。預(yù)熱器堵塞后，若發(fā)現(xiàn)不及時，有可能從下料管堵到預(yù)熱器錐體，甚至堵滿整個旋風(fēng)筒，給預(yù)熱器清堵帶來極大的困難。有些廠家不得不采用存在安全隱患的爆破方法清堵，清堵操作不當(dāng)會造成人員傷亡的重大事故。因此制定并嚴(yán)格按照預(yù)熱器清堵預(yù)案操作，對于防止出現(xiàn)人員傷亡、盡快處理好堵塞部位恢復(fù)正常生產(chǎn)意義非常大。
清堵前的準(zhǔn)備工作：準(zhǔn)備好清堵用具如6分鋼管（5 m～7 m）數(shù)根、橡膠管適量、防護(hù)鏡、石棉衣、手套、鐵絲、鉗子等；組織好人員并統(tǒng)一指揮，確保安全。中控操作應(yīng)做以下調(diào)整：
?。?）確認(rèn)預(yù)熱器堵塞后，立即停止分解爐喂煤和入窯生料喂料。
?。?）通知余熱發(fā)電操作員，讓其做相應(yīng)調(diào)整。
?。?）減小高溫風(fēng)機(jī)拉風(fēng)，注意控制好窯頭負(fù)壓，篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)入口閥門可由低溫段向高溫段逐步關(guān)小，保證熟料冷卻正常。
?。?）打開點火煙囪帽，使C1筒出口溫度不超過400℃。
?。?）適當(dāng)降低窯速，視窯內(nèi)溫度適當(dāng)減小窯頭用煤量。
?。?）如30 min內(nèi)不能完成清堵工作，停止窯主傳動，現(xiàn)場用輔傳電機(jī)間歇轉(zhuǎn)窯；如堵塞嚴(yán)重，需停止窯頭喂煤、停窯處理；短時間內(nèi)可以清通，則可以按窯保溫處理。
?。?）控制好清堵的那一級旋風(fēng)筒的負(fù)壓，保證現(xiàn)場清堵人員的安全。
（8）清堵時嚴(yán)禁打空氣炮，防止高溫氣體或物料噴出燒傷清堵人員。
?。?）清堵時窯頭、篦冷機(jī)和熟料輸送地坑內(nèi)嚴(yán)禁站人，以防生料涌出傷人。對于涌出的生料應(yīng)該及時清理，防止人員被燒傷。河南某5 000 t/d預(yù)分解窯生產(chǎn)線有一次在用爆破法處理C5筒因掉磚形成的嚴(yán)重堵塞時，安排其他人員修補(bǔ)窯頭罩脫落的澆注料，大量的熾熱生料涌向窯頭，幸虧施工人員發(fā)現(xiàn)及時并迅速從腳手架上跳下跑出窯頭罩，否則后果不堪設(shè)想。河南另外一條5 000 t/d預(yù)分解窯生產(chǎn)線有一次在處理C4筒因掉撒料板形成的堵塞時，大量的熾熱生料涌入熟料輸送地坑內(nèi)，一天后一名巡檢工在巡檢弧形閥時踏入生料被嚴(yán)重?zé)齻≡褐委煛?/DIV>
3 預(yù)熱器內(nèi)筒掛片脫落及應(yīng)急處理方法
3.1 C5內(nèi)筒掛片脫落
2007年3月9日14∶17預(yù)熱器南列C5內(nèi)筒掛片脫落50多片(見圖1、圖2)[1]。脫落時中控室操作參數(shù)顯示C5旋風(fēng)筒錐體負(fù)壓由-1 788 Pa降低到-1465Pa，打空氣炮后負(fù)壓有所上升但稍后又變小。14∶40降低到-735 Pa，對錐體進(jìn)行人工反吹也不見負(fù)壓上升。現(xiàn)場觀察C5筒下料管翻板重錘動作靈活，能感覺到有料下來，預(yù)熱器各級溫度正常。用6 m長的6分鍍鋅鋼管接上橡膠管通入壓縮空氣后對錐體搗料口進(jìn)行吹搗，明顯感覺到錐體內(nèi)有很多不規(guī)則的鋼板（搗到結(jié)皮上能感覺到鋼管前方有些軟；而搗到脫落的內(nèi)筒掛片上能感覺到鋼管前方有些硬），確認(rèn)C5內(nèi)筒掛片已脫落。15∶35止料處理（20∶00處理好升溫投料）。
3.2 C4內(nèi)筒掛片脫落
（1）2007年11月21日3∶30預(yù)熱器南列C4內(nèi)筒掛片脫落130多片。脫落時中控室操作參數(shù)顯示C4旋風(fēng)筒錐體負(fù)壓在幾分鐘內(nèi)波動頻繁，波動量由-2 500~-3 200 Pa降低到-300 Pa甚至正壓。打空氣炮并進(jìn)行錐體環(huán)形反吹，負(fù)壓仍然較小，止料處理（10∶50處理好升溫投料）。
圖1 脫落后殘留的內(nèi)筒掛片
圖2 脫落后的內(nèi)筒掛片、方錐套筒、固定螺栓
?。?）2007年12月26日16∶06至20∶06，預(yù)熱器南列C4內(nèi)筒掛片脫落。脫落時中控室操作參數(shù)顯示C4旋風(fēng)筒錐體負(fù)壓大幅度地波動頻繁（波動量在-3 200~-173 Pa之間）。通過采取相應(yīng)的措施，沒有止料，維持了正常的生產(chǎn)。
3.3應(yīng)急處理方法
?。?）止料處理。
旋風(fēng)筒錐體負(fù)壓大幅度地波動頻繁甚至正壓，下一級熱工設(shè)備出口的氣體溫度急劇升高，說明該旋風(fēng)筒的下料管口已經(jīng)被異物或結(jié)皮堵住，物料不能正常通過。必須止料處理，否則旋風(fēng)筒錐體內(nèi)會積料很多甚至堵滿，處理的難度非常大。結(jié)合現(xiàn)場判斷，確認(rèn)內(nèi)筒掛片是否脫落。我公司C5、C4筒兩次掛片脫落，由于發(fā)現(xiàn)及時、止料及時，旋風(fēng)筒錐體內(nèi)沒有積料。內(nèi)筒掛片脫落的具體止料處理方法是：
?、僦沽虾笸８邷仫L(fēng)機(jī)、尾排風(fēng)機(jī)、逐漸減小并停止窯頭喂煤、停窯，保留窯頭排風(fēng)機(jī)運(yùn)行，保證現(xiàn)場保持足夠大的負(fù)壓以確保人員的安全。
?、趯⒁幚淼男L(fēng)筒錐體空氣炮的進(jìn)氣閥門關(guān)閉并打空氣炮，排出空氣炮內(nèi)的高壓氣體后打開空氣炮的出口安全閥門以防止開門后誤打空氣炮而傷人（以前我公司曾發(fā)生過一次在處理預(yù)熱器堵塞時誤打空氣炮的安全未遂事故）。
?、厶幚鞢5或C4筒掛片脫落時，要將對應(yīng)的上一級C3或C2筒下料管的翻板閥重錘壓下并用鐵絲捆牢，防止處理時發(fā)生塌料燙傷操作人員。
?、茉阱F體下方的平臺上部割開一個小人孔門。人孔門的尺寸為600 mm×400 mm,具體位置要以方便撈出脫落的掛片為好。割開人孔門后，取出硅酸鈣板和耐火磚，再用帶鉤的鋼管或鋼筋棍勾住掛片向外掏、用鉗子夾住取出來。這個環(huán)節(jié)要特別小心，防止燒傷和燙傷的發(fā)生。
?、輷茠炱倪^程中，窯如需保溫則應(yīng)在噴煤前通知預(yù)熱器上的操作人員注意安全；同時保持足夠大的負(fù)壓。
?。?）不止料處理。
旋風(fēng)筒錐體負(fù)壓波動大，但有一定的負(fù)壓值，下一級熱工設(shè)備的出口氣體溫度沒有明顯的升高時，現(xiàn)場觀察下料管翻板重錘動作靈活，能感覺到有料下來，預(yù)熱器各級溫度正常，可以采用不止料的方法處理。具體方法是：工人到現(xiàn)場用大錘敲打錐體下料管并晃動下料管翻板閥，必要時用6 m長的6分鍍鋅鋼管接上橡膠管通入壓縮空氣后對錐體搗料口進(jìn)行吹搗，確保下料順暢。若C4筒內(nèi)筒掛片脫落，則應(yīng)將C4筒下料管的分料閥打開到進(jìn)預(yù)燃爐的一方（因其距離較短），以確保在最短的時間內(nèi)排出掛片并防止了掛片在下料管形成堵塞。
4高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口塌料
4.1故障現(xiàn)象
我公司利用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)建成的裝機(jī)容量9 MW余熱發(fā)電工程于2008年6月15日投入運(yùn)行。試運(yùn)行中出現(xiàn)了高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口頻繁塌故障（6月15日22∶15～6月24日23∶25共計塌料61次）。塌料時高溫風(fēng)機(jī)電流由正常值130～152 A急劇升高到205～293 A，轉(zhuǎn)速由882 r/min直線下降到750 r/min，甚至613 r/min，進(jìn)風(fēng)口負(fù)壓由7 200 Pa減小到6 000 Pa左右，現(xiàn)場能夠聽到高溫風(fēng)機(jī)發(fā)出沉悶的“哼哼”響聲，能看到灰塵向高溫風(fēng)機(jī)殼外溢出，數(shù)秒后增濕塔下面的回灰螺旋輸送機(jī)向外冒灰。
4.2危害
高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口塌料時，由于負(fù)壓波動很大，導(dǎo)致預(yù)熱器塌料、窯頭正壓危及巡檢人員和窯頭攝像頭等設(shè)備的安全、高溫風(fēng)機(jī)和增濕塔回灰輸送設(shè)備過載且影響環(huán)境衛(wèi)生、原料立磨因進(jìn)磨熱風(fēng)風(fēng)量突然減小導(dǎo)致振動值偏高而自動停機(jī)。
4.3原因分析
由于投運(yùn)余熱發(fā)電系統(tǒng)前，燒成系統(tǒng)中控操作員沒有去其他廠家學(xué)習(xí)余熱發(fā)電投運(yùn)時中控的操作調(diào)整，所以沒有經(jīng)驗。結(jié)合高溫風(fēng)機(jī)塌料時的一系列現(xiàn)象，我們懷疑塌料的原因是由于余熱發(fā)電系統(tǒng)投運(yùn)后高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)管道內(nèi)的灰塵過多地沉積在短路斜閥上，過一段時間后會通過SP爐進(jìn)入高溫風(fēng)機(jī)，引起氣體含塵濃度變化從而導(dǎo)致高溫風(fēng)機(jī)工況急劇變化。采取的措施是將短路斜閥的開度由0逐步開到15%，調(diào)整后高溫風(fēng)機(jī)塌料的時間間隔由原來的1 h 20 min左右提高到3 h 30 min左右，且塌料時電流和負(fù)壓的波動峰值有所減小。但是沒能從根本上解決問題。
后來我們懷疑余熱發(fā)電安裝時鍋爐長期停運(yùn)，而在此期間窯一直在運(yùn)行，可能會出現(xiàn)余熱鍋爐進(jìn)風(fēng)口閥門擋板關(guān)閉不嚴(yán)，也可能由于SP爐下部在安裝時遺留有雜物導(dǎo)致SP爐下部積灰較多和排灰不暢，在余熱發(fā)電系統(tǒng)投運(yùn)后引起高溫風(fēng)機(jī)塌料。通過檢查SP爐下面的物料輸送設(shè)備，發(fā)現(xiàn)有兩個溜子溫度較低，割口檢查后，看到確實有鋼管等異物存在。排放出的物料見圖3。在以后余熱發(fā)電投運(yùn)時，多檢查SP爐下料是否暢通，一旦發(fā)現(xiàn)有下料不暢的情況，應(yīng)立即處理，防止物料越積越多。
圖3 SP爐下排放出的物料
4.4應(yīng)急處理方案
高溫風(fēng)機(jī)塌料時，中控操作應(yīng)該做以下調(diào)整：
?。?）為了防止預(yù)熱器因塌料造成堵塞，視情況適當(dāng)減小入窯生料喂料量；
（2）為了防止高溫風(fēng)機(jī)電流長時間超限而跳閘停車，適當(dāng)關(guān)小其進(jìn)風(fēng)口閥門，待塌料結(jié)束后恢復(fù)正常；
?。?）窯頭巡檢人員暫時遠(yuǎn)離窯口和篦冷機(jī)一段，防止發(fā)生燒傷事故；
?。?）因進(jìn)磨熱風(fēng)風(fēng)量減小，原料立磨應(yīng)減小喂料量，適當(dāng)降低選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速，避免振動值過大而停車。待高溫風(fēng)機(jī)塌料結(jié)束后，及時恢復(fù)選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速，防止出磨生料細(xì)度偏粗影響窯的煅燒。
5 高溫風(fēng)機(jī)跳閘
在正常生產(chǎn)中，高溫風(fēng)機(jī)會因為電器故障、風(fēng)機(jī)供油系統(tǒng)故障或窯尾排風(fēng)機(jī)跳閘而出現(xiàn)連鎖停車。高溫風(fēng)機(jī)跳閘后，窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)會很快出現(xiàn)正壓、緊接著窯頭會正壓返火、進(jìn)入窯頭電收塵器的氣體溫度急劇升高，嚴(yán)重危及現(xiàn)場巡檢人員的人身安全和設(shè)備安全；此時如不采取及時有效的措施，會造成預(yù)熱器堵塞、燒壞窯頭電收塵器、燒傷巡檢人員等事故。發(fā)生高溫風(fēng)機(jī)跳閘事故，中控操作應(yīng)該按照事故處理預(yù)案迅速采取以下措施：
?。?）通過對講機(jī)通知現(xiàn)場巡檢人員緊急避險，盡快離開預(yù)熱器、煙室各個搗料孔以及人孔門，窯頭和篦冷機(jī)前嚴(yán)禁站人，確保人身安全；
?。?）停止分解爐喂煤和入窯生料喂料，防止預(yù)熱器堵塞；
（3）打開點火煙囪帽，關(guān)小篦冷機(jī)低溫段冷卻風(fēng)機(jī)入口閥門，加大窯頭排風(fēng)機(jī)的入口閥門開度，確保窯頭不正壓；
（4）通知余熱發(fā)電操作員，讓其做相應(yīng)調(diào)整；
?。?）適當(dāng)降低窯速，防止跑生料；
（6）減小窯頭用煤量，必要時止煤；
?。?）視窯頭電收塵器入口溫度高低，適當(dāng)打開入口管道上的冷風(fēng)閥，保護(hù)好收塵設(shè)備不被燒壞；
?。?）查清跳閘原因并聯(lián)系相關(guān)人員處理，關(guān)閉高溫風(fēng)機(jī)入口閥門，做好啟動準(zhǔn)備。
6 窯尾煙室結(jié)皮嚴(yán)重
2005年7月下旬，窯尾煙室結(jié)皮相當(dāng)嚴(yán)重（結(jié)皮占整個煙室的2/3），窯內(nèi)因通風(fēng)量減小而產(chǎn)生還原氣氛（窯尾煙室氣體成分分析顯示CO含量3%，O2含量0.8%～0.2%）。窯內(nèi)氧氣不足，使Fe2O3變成FeO，液相提前出現(xiàn)、料容易在窯內(nèi)結(jié)大球產(chǎn)生黃心料，影響熟料質(zhì)量；同時也限制了產(chǎn)量的提高。此時有的中控操作員為了使fCaO合格，往往采用關(guān)小三次風(fēng)閘板、加大窯頭用煤量的辦法。雖能暫時加大窯內(nèi)通風(fēng)、提高燒成帶溫度，但三次風(fēng)閘板關(guān)得過小，必然造成預(yù)燃爐內(nèi)的風(fēng)量減小，低揮發(fā)分無煙煤燃燒不完全，導(dǎo)致分解爐出口及C5筒下料管溫度偏高，入窯物料分解率過高造成窯尾煙室、分解爐下縮口結(jié)皮嚴(yán)重，最終不得已減產(chǎn)煅燒。最后被迫停窯32 h，用雷管和炸藥爆破7次才清理干凈。通過分析認(rèn)為此次嚴(yán)重結(jié)皮的原因是窯頭喂煤量偏大、煤的灰分含量過高且硫含量過大（平均1.8%左右，最高2.31%）。煤粉工業(yè)分析見表1。
表1 煤粉工業(yè)分析
應(yīng)急處理方法是：
?。?）降低原煤中硫的含量，將原煤中硫含量控制在1.5%以下；
?。?）結(jié)皮較多時用高壓水槍清理；
?。?）將煤粉細(xì)度由5.0%降低到3.0%，提高煤粉的燃盡率；
（4）分解爐出口溫度由890℃降低到880℃以減少結(jié)皮的產(chǎn)生；
?。?）保持正常的頭尾煤用量比例，生料易燒性差時，應(yīng)適當(dāng)降低入窯生料喂料量，杜絕盲目加大窯頭用煤量；
?。?）一般情況下，三次風(fēng)閘板開度不得小于50%。
7 結(jié)束語
生產(chǎn)過程中隨時可能發(fā)生重大設(shè)備事故和工藝事故，每個企業(yè)都應(yīng)該盡早地建立事故應(yīng)急處理預(yù)案，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。特別是在新型干法水泥生產(chǎn)線的中控操作中，建立事故應(yīng)急處理預(yù)案意義更加明顯。今后萬一出現(xiàn)類似的事故，使操作員能夠保持清醒的頭腦，避免出現(xiàn)手忙腳亂、顧此失彼，能夠正確有效地處理問題，能夠在最短的時間內(nèi)解決問題，使公司和個人的損失與傷害降到最低程度，確保生產(chǎn)能夠安全、高效的進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]江超.預(yù)熱器內(nèi)筒掛片的更換方法[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報，2008(3):50-51.
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