水泥厂燃爆事故的原因及对策

随着水泥生产技术的不断进步，新型干法窑以节能环保、熟料质量好、生产大型化、投资成本低、运转率高和运行稳定等优点越来越被水泥业界普遍认同和推广。近年来，新型干法窑每年以较快的速度增长，由于技术和管理人员增长不能与新型干法窑发展同步，时常出现新型干法窑燃爆工艺事故，造成停产和设备损坏，甚至出现人员伤亡事故，给企业造成较大的经济损失，尤其是冬季，是新型干法窑燃爆工艺事故的多发期。本文针对新型干法窑生产中的几起燃爆工艺事故进行分析，制定防范措施，以防止类似事故的再发生。
        1煤磨电除尘器的燃烧事故
        2006年冬季，连续的雨雪天气造成A厂露天堆场的原煤等物料潮湿。因原煤潮湿，不仅使煤磨台产大幅下降，煤粉供应紧张，而且致使入煤磨除尘器的烟气湿度增大，造成煤磨电除尘器结露，灰斗堵塞。事故发生前，中控操作员发现煤磨电除尘器第二电场电压较低，随即安排停机检查，打开煤磨电除尘器检查门，发现电场内煤粉已经燃烧，电场内出现大量的烟雾，灰斗内表层煤粉有火星，且温度较高。随后组织人员进行事故善后处理工作，并做好停窑准备工作。该起事故不仅造成停窑31 h，损失煤粉20多吨，而且造成严重的环境污染。
        1.1事故善后处理
        （1）事故发生后，立即对煤磨系统停机，停煤磨电除尘器风机，关闭煤磨电除尘器检查门。由于着火面积较小，不需要开启CO2灭火系统，开通排灰通道，将电除尘器灰斗下的螺旋输送机反转，使得电除尘器灰斗内的煤粉从排灰通道排放到磨房外，同时用消防水袋对排出着火煤粉及时进行喷水灭火，防止二次燃烧，直到灰斗内的煤粉排完。
        （2）与此同时，检查煤粉仓情况。由于煤粉仓没有着火，要求尽快将煤粉仓内用完，并做好停窑的准备工作。
        （3）对于排出的煤粉除现场喷水灭火外，还派人值班看护，防止死灰复燃。在生产正常后，组织人员清理煤粉，打扫现场环境。
        1.2原因分析
        （1）煤磨电除尘器是煤磨系统的主要工艺设备之一，其职能是收集煤粉成品。当其灰斗出现堵塞时，入煤粉仓的煤粉量将大幅下降，煤粉仓的孔深变化较大。根据煤粉仓的孔深异常变化，很容易判断煤磨电除尘器灰斗是否堵塞。该起事故发生前，中控操作员和巡检人员没有及时作出判断，因此不能及时采取措施，给事故发生留下隐患。
        （2）由于该水泥厂煤磨电除尘器为2电场4灰斗结构，在发生事故前，第一电场工作正常，第二电场因结露造成灰斗堵塞，这时进入煤粉仓的煤粉量下降。由于原煤潮湿，煤磨台产大幅下降，煤粉仓内料位较低。为避免停窑，管理人员和操作人员主观上想尽快将煤粉仓加满后再停机处理。随着灰斗的堵塞，煤磨系统已经进入恶性循环状态，给煤粉在灰斗内进一步积聚创造了条件。
        （3）在电除尘器第二电场灰斗内煤粉积聚到一定程度后，开始对电除尘器的运行造成影响，电除尘器第二电场的二次电压下降，出口粉尘排放增加。如果这时停机处理，事故还是可以避免的；但由于管理人员对发生燃爆事故的可能性和严重性认识不足，继续开机生产，最终导致事故的发生。
        1.3改进措施
        （1）修订煤磨和电除尘器操作规程，将防止煤粉燃爆管理纳入其中，尽快组织管理人员和操作人员对煤磨消防管理知识培训，提高对防止煤粉燃爆的安全意识。
        （2）要求巡检人员每小时对电除尘器灰斗和煤粉仓的下料情况进行检查，尤其是雨雪天气，发现堵塞现象，立即组织清理，防止煤粉在煤磨电除尘器内聚集现象的发生。
        （3）定期对煤磨消防系统进行检查，及时更换CO2泄漏的钢瓶和过期灭火器，在出现意外时，能及时采取措施，确保煤磨生产安全。
        2分解炉内的放炮事故
        2005年冬季，B厂1 500 t/d熟料生产线在临时停窑约8 h后，采用柴油加热升温，升温约3 h后，窑尾温度仪表显示已经达到喷煤温度，开始对分解炉喷煤，几分钟后，分解炉出现放炮声；随后，停窑检查，没有发现异常，于是再次用柴油点火升温，窑尾温度仪表显示已达到喷煤温度时，对分解炉喷煤，几分钟后，分解炉内放炮现象再次发生。
        2.1原因分析
        （1）作为临时停窑，其升温时间随着窑内温度和环境温度情况而定，不能凭经验操作。该起事故的主要原因是岗位人员只注意了窑尾仪表温度。由于该企业重点对熟料产、质量和原燃材料消耗与工资挂钩进行考核，中控操作员在思想上想早点火，多生产熟料，同时也能减少柴油消耗，其出发点是好的，但没有达到预期效果。
        （2）从内放炮现象看，原因是CO浓度超标，因烘窑升温时窑尾风机风门关闭，窑尾CO分析仪无法测到烟气中的CO浓度，失去了监控的作用。
        （3）由于当时是初冬季节，环境温度较低，尽管用柴油升温后窑尾仪表温度显示达到喷煤要求，但是窑内和分解炉物料场的实际温度并没有达预期温度，温度显示只是局部温度；由于窑内升温时间过短，造成分解炉和窑内蓄热不足，温度场过低，在煤粉喷入分解炉后，因煤粉不能在分解炉内充分燃烧，分解炉内温度不但没有上升，反而下降，没有燃烧的煤粉产生大量的CO在窑内聚集，分解炉内含O2下降，随着煤粉和空气不断进入分解炉（含O2增加），当CO浓度聚集到一定程度后，分解炉内放炮现象发生。
        2.2防范措施
        根据上述分析，问题的主要原因是分解炉内物料的温度场蓄热不足造成的。再次点火升温时，对用柴油升温在原来的基础上延长2 h（含油、煤混喷时间），然后对分解炉喷煤，回转窑运行正常。为防止类似事故的再发生，提出以下整改措施：
        （1）要定期校正回转窑各温度控制点的仪表，确保准确、有效，防止因仪表误差造成中控操作人员的判断失误。
        （2）回转窑升温时间的控制，要根据停窑时间、窑内温度和环境温度情况综合考虑，重点要了解窑内和分解炉内物料场的实际温度，然后再考虑何时喷煤，杜绝因物料场温度不够引起的爆炸事故。
        （3）根据该起事故发生错误操作的原因，修改完善中控操作规程，组织中控擦作员培训与考试，提高操作水平，杜绝类似事故的再发生。