敬業集團 李剛
隨著鋼鐵企業超低排放設備設施改造工作的推進,鋼鐵廠新上很多環保治理工藝,但由于安全標準落后于超低排放的治理,且由于防止粉塵外溢進行了料場和廠房的密封,形成了很多新的受限空間,企業新增危險源未及時更新辨識,所以發生了很多安全事故,筆者從生產實踐角度分析行業內發生典型事故的根本原因,并提出完善鋼鐵行業覆蓋全部超低排放工藝的安全標準。受篇幅所限,重點從發生問題最多的鋼鐵廠工藝煙氣工藝進行闡述。
鋼鐵行業工藝煙氣超低排放的主要內容:
序號 |
生產工序 |
SO2 |
NOX |
固體顆粒物 |
1 |
熱風爐 |
50 |
150 |
10 |
2 |
燒結、球團煙氣 |
35 |
50 |
10 |
3 |
加熱爐 |
50 |
150 |
10 |
1 脫硫脫硝工藝安全
1、工藝特點 為保證燒結、球團、發電煙氣的達標排放,在原電除塵后增加了新的脫硫脫硝裝備設施,目前成為主流的工藝主要有三種:濕法(石灰石-石膏法)、半干法(循環流化床法、旋轉噴霧法)、活性焦法。還有一些非主流的脫硫脫硝方法,由于生產實踐的淘汰,趨同于目前這三種工藝,這些工藝基本都發源于國外,隨著國內環保壓力,國內廠家消化吸收這些工藝,不斷發展至相對成熟。
2、常見安全事故
由于脫硫和脫硝系統是與主煙氣連接而形成煤氣處理系統,從而形成了一個與主煙氣聯通的空間,只能在主生產線停機后才能進入系統檢修,否則容易發生事故。
很多國企由于脫硫脫硝工藝特點,檢修和維護困難都比較大,所以將脫硫脫硝系統采用BOT外包模式運行,外包隊伍的素質及與主生產線不可分割的主煙氣管道,造成了安全管理的資源錯配,近幾年鋼鐵行業內發生了幾起涉及脫硫脫硝的較大安全事故。
2022年2月6日10時,中國五礦所屬中冶寶鋼技術服務有限公司馬鋼環保事業部帶式焙燒機脫硫脫硝作業區(馬鋼煉鐵總廠區域內)D倉本體漏灰,4名維修人員被埋后經搶救無效死亡,一人重傷,一人輕傷。
2022年3月14日凌晨2時山東國舜公司負責建設運營的包鋼500萬噸球團脫硫項目發生火災,雖然在3時左右火勢就基本得到了控制,到最后還是有7人在這次的事故中遇難。
2022年12月1日16時35分,鞍鋼眾元產業公司金屬結構公司作業人員在包保運營的第二燒結作業區脫硫塔下清灰作業時,脫硫塔塔斗脫落,致8人被脫硫灰埋壓致死。
以外還有原天津軋三的兩臺180平米燒結機共用的一臺SDA(旋轉噴霧半干法)脫硫塔,脫硫灰積存造成脫底部墜落,幸虧無人,但造成全廠停產1月之久處理脫硫系統故障。
本人也經過由于脫硫灰在箱體內卸灰不及時,造成脫硫箱體下部的輸送斜道壓裂,幸運的是沒有造成人員傷亡。
還有一些其它廠的事故,不再一一列舉,分析事故發生原因,我們應該完成行業的安全管理標準及安全規程。
1、由于脫硫脫硝與生產主煙氣相連接,脫硫脫硝系統必須納入主業的安全管理范疇,而不能一包了之。
2、把脫硫灰的排出納入副產品管理監督,檢修物料平衡情況,如果出現產品灰少,及時查清原因。
3、脫硫脫硝系統的檢修要與主線一同檢修,同時做好受限空間作業的管理,特別做好防火措施。
2 脫硫脫硝系統煙氣爐的安全
煙氣經過脫硫后,再經過布袋除塵,捕集完固體顆粒物的煙氣,經過GGH換熱器加熱至250度,再經煙氣爐加熱升溫至280度,煙氣進入SCR脫硝反應器中,煙氣中的氮氧化物與來自噴氨格柵的氨充分混合、接觸,并在反應器內催化劑層時發生氧化還原反應生成氮氣和水。煙氣再經過GGH換熱器降溫至120-140度,由增壓風機送到現有煙囪排放至大氣。
以上是半干法脫硫脫硝工藝流程圖,為什么要把煙氣爐安全拿出來單獨說呢?因為煙氣爐采用煤氣和空氣燃燒采用注入式兌入脫硫后的煙氣,提高整體煙煤,實現脫硝的溫度條件,但這個煙氣爐采用密封性注入脫硝系統的進氣端,在煙氣爐點火烘爐及出現故障滅火后的處理都帶來安全隱患。雖然現在脫硝用煙氣爐采用了很多措施,但從安全規程來說,煙氣爐滅火后的重點點火沒有明確規定。為保證煙氣爐烘爐及滅火后重新點火發生爆炸的危險,規程就這樣修定:
1、脫硝系統的煙氣爐點火或滅火后重啟應按受限空間及爐窯重啟規程進行。
2、首先啟動主抽風機,通過運轉時間及監督所排煙氣CO含量達標后,方可進行點火和重新點火的操作。
3 脫硫脫硝主煙氣中煤氣超標引起的爆炸事故
由于脫硫脫硝系統連接著主煙氣,但由于主煙氣煤氣和空氣配合失調,造成大量的煤氣進入脫硝系統,可是脫硝系統的煤氣爐這時就起到火源的作用,受限空間內、有煤氣濃度、點火源,三者具備,爆炸事故就發生了。
筆者了解到行業內發生多起這樣的事故,大多被瞞報,但不管怎樣,都對企業造成了巨大的損失,我們不得不高度重視。需要完善的規程:
1、確保主煙氣系統煤氣含量不超標,如有超標需采取緊急措施停燒,檢查原因后方可重新按爐窯點火規程進行操作。
2、主煙氣爐窯嚴格按規程進行操作,先開空氣,后逐步開煤氣,防止煤氣不能完全燃燒。
以上是關于鋼鐵行業工藝煙氣在超低排放治理過程中的安全問題及安全標準,加以總結分享給同行,希望同行高度重視,吸取事故教訓,也呼吁相關安全管理部門完善鋼鐵行業超低排放設備設施的安全規程,保證鋼鐵行業超低排放設施的安全運行。