敬业集团 李刚
随着钢铁企业超低排放设备设施改造工作的推进,钢铁厂新上很多环保治理工艺,但由于安全标准落后于超低排放的治理,且由于防止粉尘外溢进行了料场和厂房的密封,形成了很多新的受限空间,企业新增危险源未及时更新辨识,所以发生了很多安全事故,笔者从生产实践角度分析行业内发生典型事故的根本原因,并提出完善钢铁行业覆盖全部超低排放工艺的安全标准。受篇幅所限,重点从发生问题最多的钢铁厂工艺烟气工艺进行阐述。
钢铁行业工艺烟气超低排放的主要内容:
序号 |
生产工序 |
SO2 |
NOX |
固体颗粒物 |
1 |
热风炉 |
50 |
150 |
10 |
2 |
烧结、球团烟气 |
35 |
50 |
10 |
3 |
加热炉 |
50 |
150 |
10 |
1 脱硫脱硝工艺安全
1、工艺特点 为保证烧结、球团、发电烟气的达标排放,在原电除尘后增加了新的脱硫脱硝装备设施,目前成为主流的工艺主要有三种:湿法(石灰石-石膏法)、半干法(循环流化床法、旋转喷雾法)、活性焦法。还有一些非主流的脱硫脱硝方法,由于生产实践的淘汰,趋同于目前这三种工艺,这些工艺基本都发源于国外,随着国内环保压力,国内厂家消化吸收这些工艺,不断发展至相对成熟。
2、常见安全事故
由于脱硫和脱硝系统是与主烟气连接而形成煤气处理系统,从而形成了一个与主烟气联通的空间,只能在主生产线停机后才能进入系统检修,否则容易发生事故。
很多国企由于脱硫脱硝工艺特点,检修和维护困难都比较大,所以将脱硫脱硝系统采用BOT外包模式运行,外包队伍的素质及与主生产线不可分割的主烟气管道,造成了安全管理的资源错配,近几年钢铁行业内发生了几起涉及脱硫脱硝的较大安全事故。
2022年2月6日10时,中国五矿所属中冶宝钢技术服务有限公司马钢环保事业部带式焙烧机脱硫脱硝作业区(马钢炼铁总厂区域内)D仓本体漏灰,4名维修人员被埋后经抢救无效死亡,一人重伤,一人轻伤。
2022年3月14日凌晨2时山东国舜公司负责建设运营的包钢500万吨球团脱硫项目发生火灾,虽然在3时左右火势就基本得到了控制,到最后还是有7人在这次的事故中遇难。
2022年12月1日16时35分,鞍钢众元产业公司金属结构公司作业人员在包保运营的第二烧结作业区脱硫塔下清灰作业时,脱硫塔塔斗脱落,致8人被脱硫灰埋压致死。
以外还有原天津轧三的两台180平米烧结机共用的一台SDA(旋转喷雾半干法)脱硫塔,脱硫灰积存造成脱底部坠落,幸亏无人,但造成全厂停产1月之久处理脱硫系统故障。
本人也经过由于脱硫灰在箱体内卸灰不及时,造成脱硫箱体下部的输送斜道压裂,幸运的是没有造成人员伤亡。
还有一些其它厂的事故,不再一一列举,分析事故发生原因,我们应该完成行业的安全管理标准及安全规程。
1、由于脱硫脱硝与生产主烟气相连接,脱硫脱硝系统必须纳入主业的安全管理范畴,而不能一包了之。
2、把脱硫灰的排出纳入副产品管理监督,检修物料平衡情况,如果出现产品灰少,及时查清原因。
3、脱硫脱硝系统的检修要与主线一同检修,同时做好受限空间作业的管理,特别做好防火措施。
2 脱硫脱硝系统烟气炉的安全
烟气经过脱硫后,再经过布袋除尘,捕集完固体颗粒物的烟气,经过GGH换热器加热至250度,再经烟气炉加热升温至280度,烟气进入SCR脱硝反应器中,烟气中的氮氧化物与来自喷氨格栅的氨充分混合、接触,并在反应器内催化剂层时发生氧化还原反应生成氮气和水。烟气再经过GGH换热器降温至120-140度,由增压风机送到现有烟囱排放至大气。
以上是半干法脱硫脱硝工艺流程图,为什么要把烟气炉安全拿出来单独说呢?因为烟气炉采用煤气和空气燃烧采用注入式兑入脱硫后的烟气,提高整体烟煤,实现脱硝的温度条件,但这个烟气炉采用密封性注入脱硝系统的进气端,在烟气炉点火烘炉及出现故障灭火后的处理都带来安全隐患。虽然现在脱硝用烟气炉采用了很多措施,但从安全规程来说,烟气炉灭火后的重点点火没有明确规定。为保证烟气炉烘炉及灭火后重新点火发生爆炸的危险,规程就这样修定:
1、脱硝系统的烟气炉点火或灭火后重启应按受限空间及炉窑重启规程进行。
2、首先启动主抽风机,通过运转时间及监督所排烟气CO含量达标后,方可进行点火和重新点火的操作。
3 脱硫脱硝主烟气中煤气超标引起的爆炸事故
由于脱硫脱硝系统连接着主烟气,但由于主烟气煤气和空气配合失调,造成大量的煤气进入脱硝系统,可是脱硝系统的煤气炉这时就起到火源的作用,受限空间内、有煤气浓度、点火源,三者具备,爆炸事故就发生了。
笔者了解到行业内发生多起这样的事故,大多被瞒报,但不管怎样,都对企业造成了巨大的损失,我们不得不高度重视。需要完善的规程:
1、确保主烟气系统煤气含量不超标,如有超标需采取紧急措施停烧,检查原因后方可重新按炉窑点火规程进行操作。
2、主烟气炉窑严格按规程进行操作,先开空气,后逐步开煤气,防止煤气不能完全燃烧。
以上是关于钢铁行业工艺烟气在超低排放治理过程中的安全问题及安全标准,加以总结分享给同行,希望同行高度重视,吸取事故教训,也呼吁相关安全管理部门完善钢铁行业超低排放设备设施的安全规程,保证钢铁行业超低排放设施的安全运行。