水泥工廠預(yù)熱器清堵安全措施探討

  1 前言

  預(yù)分解（也稱窯外分解）技術(shù)是指將已經(jīng)過懸浮預(yù)熱后的水泥生料在達(dá)到分解溫度前，進(jìn)入到分解爐內(nèi)與進(jìn)入爐內(nèi)的燃料混合，在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料燃燒熱，使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣的技術(shù)。

  在中國，巨大的水泥產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)培育了今天中國的預(yù)分解窯為核心的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，在廣大水泥工作者的不懈探求下，并經(jīng)業(yè)內(nèi)企業(yè)家的大力推動(dòng)，通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)及裝備、消化吸收、國產(chǎn)化等過程，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的預(yù)分解窯熟料煅燒技術(shù)及裝備已經(jīng)成熟，并且預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)技術(shù)已在我國水泥工業(yè)中占主導(dǎo)地位，裝備水平已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，中國建造的大型現(xiàn)代水泥生產(chǎn)企業(yè)不僅在國內(nèi)取代落后的水泥生產(chǎn)企業(yè)，而且已經(jīng)大批量地涉足國外的水泥行業(yè)。截止2013年底，我國共有預(yù)分解窯生產(chǎn)線1714條，水泥熟料產(chǎn)能達(dá)17億噸。2013年，我國水泥產(chǎn)量達(dá)24.14億噸，其中預(yù)分解窯水泥產(chǎn)量約占95%，我國水泥產(chǎn)量已超過世界水泥總產(chǎn)量的60%。

  預(yù)分解技術(shù)及裝備日臻完善，然而在預(yù)分解系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，仍然難免出現(xiàn)結(jié)皮、堵塞現(xiàn)象，主要原因是影響因素多、情況復(fù)雜，往往無法完全控制。

  結(jié)皮是指生料粉與窯氣中有害組分所形成的粘附在窯尾預(yù)分解系統(tǒng)內(nèi)壁的層狀物。系統(tǒng)中有害組分（堿、氯、硫等）的循環(huán)富集是形成結(jié)皮的重要條件，局部溫度過高是形成結(jié)皮的關(guān)鍵因素，此外石灰石中氧化鎂含量高也是結(jié)皮的一個(gè)因素。實(shí)踐表明，預(yù)分解窯最易發(fā)生結(jié)皮的部位是窯尾煙室、分解爐縮口、最低兩級(jí)旋風(fēng)筒的錐部及下料管等部位。結(jié)皮使通道的有效截面積減小，阻力相應(yīng)增大，影響系統(tǒng)通風(fēng)。結(jié)皮增厚或塌落時(shí)，還容易導(dǎo)致堵塞。因此，當(dāng)預(yù)分解系統(tǒng)結(jié)皮時(shí)，如采用壓縮空氣吹掃無法清除，則必須進(jìn)行人工清結(jié)皮作業(yè)。

  堵塞是指預(yù)熱器、分解爐、窯尾煙室的狹窄處，因過度結(jié)皮或大塊物料棚料，物料不能正常下行的現(xiàn)象。堵塞原因主要有結(jié)皮造成的堵塞、預(yù)分解系統(tǒng)漏風(fēng)造成的堵塞、機(jī)械故障（鋼鐵件、耐火磚等外來異物，翻板鎖風(fēng)閥機(jī)械故障）造成的堵塞、預(yù)分解系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理造成的堵塞、操作不當(dāng)造成的堵塞等。當(dāng)預(yù)分解系統(tǒng)堵塞時(shí)，如采用壓縮空氣吹掃無法疏通，則必須止料、停窯進(jìn)行人工清堵作業(yè)。

  由于預(yù)分解系統(tǒng)容易結(jié)皮、堵塞部位的物料、氣體溫度通常在800℃以上，因此人工清結(jié)皮、清堵是一項(xiàng)非常危險(xiǎn)的作業(yè)，如果操作不當(dāng)或個(gè)人防護(hù)不當(dāng)，則容易被捅料孔噴出的高溫物料、氣體灼燙。當(dāng)采用高壓水槍清結(jié)皮、清堵時(shí)，如果作業(yè)人員操作不當(dāng)也會(huì)遭受傷害。

  2 事故統(tǒng)計(jì)及案例

  據(jù)2006年～2013年不完全統(tǒng)計(jì)，我國水泥行業(yè)發(fā)生安全事故195起，共造成352人死亡，其中高溫灼燙（包括預(yù)熱器清堵、篦冷機(jī)清“雪人”、立窯“噴窯”等事故）死亡70人。

  據(jù)2007年～2010年不完全統(tǒng)計(jì)，我國水泥行業(yè)預(yù)熱器清堵作業(yè)共發(fā)生4起死亡事故，造成9人死亡。

  2006年以來，預(yù)熱器清堵作業(yè)高溫灼燙傷亡事故案例：

  2006年11月，安徽某水泥企業(yè)5000t/d熟料生產(chǎn)線的預(yù)分解系統(tǒng)C5旋風(fēng)筒發(fā)生堵料，采用炸藥爆破法對(duì)堵塞部位進(jìn)行炸碎處理，結(jié)果發(fā)生爆炸事故，造成操作人員2人死亡、1人受傷。

  2008年4月，某水泥企業(yè)燒成車間二名巡檢工在未穿戴隔熱防護(hù)服的情況下，對(duì)窯尾預(yù)分解系統(tǒng)進(jìn)行捅料作業(yè)，高溫物料突然從捅料孔噴出，二名巡檢工躲避不及身體多處被燙傷。

  2008年5月，某水泥企業(yè)窯尾預(yù)分解系統(tǒng)突然發(fā)生塌料，高溫物料沖到窯頭篦冷機(jī)，正在清理熟料輸送斜拉鏈機(jī)地坑的兩位員工，一位因高溫氣體灼燙死亡，另一位灼燙受傷。

  2009年9月，某水泥企業(yè)進(jìn)行預(yù)熱器C4旋風(fēng)筒清堵作業(yè)，在打開人孔門的過程中，大量高溫物料從人孔門涌出，將站在操作平臺(tái)下面的兩名監(jiān)護(hù)人員和一名崗位工燙傷，在施救過程中又有一名員工被燙傷。事故共造成3人重傷、1人輕傷。

  2010年4月，重慶某水泥企業(yè)在處理預(yù)熱器堵塞時(shí)發(fā)生塌料事故，近20噸800℃左右的高溫物料從預(yù)熱器清堵孔沖出，造成2人當(dāng)場(chǎng)死亡，1人重傷，傷者經(jīng)搶救無效死亡。

  3 人工清堵作業(yè)安全措施

  3.1 切實(shí)履行審批制度

  預(yù)熱器、分解爐、下料管清堵作業(yè)，必須成立清堵工作小組，明確指揮人員、清堵人員和監(jiān)護(hù)人員。

  作業(yè)前，工作小組必須分析存在的危險(xiǎn)有害因素，提出消除、控制危害的措施，制定清堵方案和應(yīng)急預(yù)案，辦理危險(xiǎn)作業(yè)申請(qǐng)，并經(jīng)企業(yè)安全生產(chǎn)管理部門負(fù)責(zé)人和企業(yè)負(fù)責(zé)人審查、批準(zhǔn)。

  3.2 必須實(shí)行統(tǒng)一指揮

  清堵作業(yè)前，工作小組成員應(yīng)熟悉清堵方案，指揮人員必須確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)安全措施落實(shí)到位。

  清堵作業(yè)必須實(shí)行統(tǒng)一指揮、專人監(jiān)護(hù)，嚴(yán)禁違章作業(yè)。

  3.3 相關(guān)人員要求

  預(yù)分解系統(tǒng)清堵作業(yè)存在高溫灼燙風(fēng)險(xiǎn)，且體力消耗大。指揮人員、清堵人員、監(jiān)護(hù)人員應(yīng)身心健康，具有三年以上預(yù)分解系統(tǒng)崗位工作經(jīng)驗(yàn)，年齡宜控制在21～50周歲，指揮人員應(yīng)具有清堵工作經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的組織能力。

  有高血壓、心腦血管病史、眩暈癥、肢體活動(dòng)受限、反應(yīng)遲鈍等職業(yè)禁忌的人員不得從事清堵作業(yè)。

  指揮人員、清堵人員、監(jiān)護(hù)人員必須經(jīng)過清堵操作、安全防護(hù)、緊急救援和事故應(yīng)急處理知識(shí)的培訓(xùn)，以及預(yù)熱器清堵應(yīng)急預(yù)案的演練，并經(jīng)考核合格后方可參加清堵作業(yè)。培訓(xùn)和演練內(nèi)容應(yīng)符合AQ/T 9006、AQ/T 9007的要求。

  3.4 勞動(dòng)防護(hù)用品要求

  清堵人員、指揮人員、監(jiān)護(hù)人員應(yīng)穿戴安全帽、全棉工作服、手套、防熱阻燃鞋。安全防護(hù)用品的選用應(yīng)符合GB/T 11651的要求。安全帽應(yīng)符合GB 2811的要求。

  清堵人員作業(yè)時(shí)還必須穿戴短時(shí)耐熱溫度不低于1000℃的隔熱防護(hù)服。隔熱防護(hù)服應(yīng)包含披肩防塵頭罩、面罩、上衣、褲子、手套、腳罩。隔熱防護(hù)服應(yīng)合身，穿戴前應(yīng)檢查完好性，穿戴時(shí)應(yīng)扎緊領(lǐng)口、袖口、褲口、鞋罩。

  3.5 工具要求

  清堵作業(yè)可以使用鋼釬、風(fēng)鎬、高壓空氣清料管、高壓水槍等工具。清堵工具應(yīng)保持完好，確保安全使用。

  清堵作業(yè)嚴(yán)禁使用雷管、炸藥等危險(xiǎn)品。

  3.6 逃生路線要求

  清堵作業(yè)前，應(yīng)根據(jù)捅料孔的開孔方向和風(fēng)向確定逃生路線。逃生路線應(yīng)通往捅料孔的旁側(cè)，并盡可能選擇上方和上風(fēng)方向。一旦發(fā)生噴料，清堵作業(yè)人員應(yīng)沿逃生路線躲避。

  清堵作業(yè)前，應(yīng)清理現(xiàn)場(chǎng)雜物，保障逃生通道暢通。

  3.7 設(shè)置警戒區(qū)域和警示標(biāo)志

  清堵作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)以及預(yù)分解系統(tǒng)各入口、地面物料濺落區(qū)、窯頭平臺(tái)、篦冷機(jī)及熟料輸送地坑等影響區(qū)域，應(yīng)設(shè)置警戒線和警示標(biāo)志。警示標(biāo)志應(yīng)符合GB 2894的要求。

  3.8 清堵作業(yè)前及作業(yè)期間基本要求

  （1）清除現(xiàn)場(chǎng)可燃物。對(duì)高溫物料噴出可能觸及的電纜和設(shè)備應(yīng)采取防護(hù)措施；

  （2）預(yù)熱器停止進(jìn)料，進(jìn)料設(shè)備停機(jī)，進(jìn)料閥門關(guān)閉，現(xiàn)場(chǎng)關(guān)閉電源、氣源；

  （3）分解爐、窯頭停止噴煤及其它燃料；

  （4）煤磨停止生產(chǎn)，通往煤磨的熱風(fēng)閥門關(guān)閉；

  （5）預(yù)分解系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的余熱發(fā)電、脫硝等設(shè)備設(shè)施停止運(yùn)行；

  （6）預(yù)分解系統(tǒng)保持一定的負(fù)壓；

  （7）窯頭罩、篦冷機(jī)、窯頭除塵器、熟料鏈斗輸送機(jī)無檢修作業(yè)，檢修門、觀測(cè)孔處于關(guān)閉鎖緊狀態(tài)；

  （8）預(yù)分解系統(tǒng)各入口應(yīng)設(shè)上鎖護(hù)欄門，禁止無關(guān)人員進(jìn)入；

  （9）熟料輸送地坑、廊道及熟料庫頂各出入口應(yīng)設(shè)上鎖護(hù)欄門或設(shè)專人監(jiān)護(hù)，禁止人員進(jìn)入；

  （10）系統(tǒng)所有空氣炮及高壓空氣清掃噴吹管內(nèi)部氣體排空，現(xiàn)場(chǎng)關(guān)閉電磁閥和手動(dòng)閥門。鎖定現(xiàn)場(chǎng)控制開關(guān)或掛“禁止操作”警示牌；

  （11）清堵期間，噴出的高溫物料應(yīng)及時(shí)清理，確保作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全條件。臨時(shí)堆放的高溫物料應(yīng)設(shè)警戒線和警示標(biāo)識(shí)；

  （12）清堵期間，清堵工作小組、中央控制室必須保持通訊暢通；

  （13）清堵作業(yè)應(yīng)避免在大風(fēng)、大雨等惡劣天氣情況下進(jìn)行。

  3.9 清堵作業(yè)要求

  清堵作業(yè)前，必須將作業(yè)點(diǎn)以下的所有翻板閥打開、作業(yè)點(diǎn)以上的所有翻板閥關(guān)閉，并在翻板閥兩側(cè)均采用鋼絲繩或鋼環(huán)鏈可靠固定。

  清堵作業(yè)必須遵循以下要求：

  （1）預(yù)分解系統(tǒng)多處堵塞時(shí)，清堵作業(yè)必須自下而上進(jìn)行；

  （2）嚴(yán)禁兩個(gè)和兩個(gè)以上捅料孔同時(shí)進(jìn)行清堵作業(yè)；

  （3）除清堵作業(yè)打開的捅料孔外，其余捅料孔、檢修門均應(yīng)處于關(guān)閉鎖緊狀態(tài)；

  （4）同時(shí)進(jìn)行清堵作業(yè)的人員不應(yīng)超過2人；

  （5）清堵作業(yè)人員應(yīng)側(cè)身對(duì)著捅料孔，不得正對(duì)捅料孔，并應(yīng)站在捅料孔上方，盡量選擇上風(fēng)方向；

  （6）采用高壓空氣清堵時(shí)，專人控制高壓空氣閥門。打開高壓空氣閥門前，清料管必須插入物料內(nèi)一定深度并固定，清堵人員撤離至安全區(qū)域；取出清料管時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉閘閥，然后取出清料管；

  （7）采用高壓水槍清堵時(shí)，應(yīng)由專人控制高壓水泵，清堵人員操作高壓水槍，嚴(yán)格遵守高壓水槍操作規(guī)程。高壓水槍應(yīng)在插入捅料孔后才能打開高壓水，關(guān)閉高壓水并泄壓后才能撤出捅料孔；

  （8）根據(jù)GB/T4200要求，清堵人員持續(xù)熱接觸時(shí)間不宜超過30min;

  （9）清堵作業(yè)時(shí)，不得將捅料工具或其它能夠引起堵料的物品掉入預(yù)熱器、分解爐；

  （10）清堵作業(yè)完畢，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉并鎖緊捅料孔、檢修門。

  3.10 監(jiān)護(hù)要求

  清堵作業(yè)時(shí)，監(jiān)護(hù)人員應(yīng)不少于2人。

  監(jiān)護(hù)人員所處位置不應(yīng)低于捅料作業(yè)面，且不影響清堵人員逃生。

  監(jiān)護(hù)人員必須堅(jiān)守崗位，遇到緊急情況應(yīng)協(xié)助清堵人員迅速脫離危險(xiǎn)區(qū)域。

  3.11 應(yīng)急處理

  清堵作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)附近應(yīng)設(shè)置淋浴器、洗眼器，配備滅火器、急救箱，并確認(rèn)完好。清堵作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)附近宜設(shè)置緊急避險(xiǎn)裝置。

  當(dāng)清堵作業(yè)發(fā)生人身安全事故時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案?，F(xiàn)場(chǎng)救助完畢后，應(yīng)保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)，并配合事故調(diào)查，以便事故分析、處理。

  3.12 驗(yàn)收要求

  清堵作業(yè)完畢，應(yīng)及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)，清點(diǎn)人員、工具，設(shè)備、設(shè)施應(yīng)恢復(fù)到清堵前的正常狀態(tài)。

  由清堵工作小組與生產(chǎn)部門共同進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，完善相關(guān)記錄，并在驗(yàn)收合格后移交生產(chǎn)部門。

  4 結(jié)束語

  導(dǎo)致預(yù)分解系統(tǒng)堵塞的因素較多，為避免堵塞或有效減少堵塞頻次，應(yīng)提高原、燃料的質(zhì)量，選擇合理的配料方案；嚴(yán)格管理，確保系統(tǒng)密封；加強(qiáng)崗位工的責(zé)任心，強(qiáng)化操作，穩(wěn)定系統(tǒng)的熱工制度。

  窯尾煙室清結(jié)皮作業(yè)頻次較高、危險(xiǎn)性相對(duì)較小，可以在預(yù)分解系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行人工清結(jié)皮。但作業(yè)前，必須分析存在的危險(xiǎn)有害因素，提出消除、控制危害的措施，經(jīng)燒成工段當(dāng)班負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)；明確清結(jié)皮人員和監(jiān)護(hù)人員，監(jiān)護(hù)人員應(yīng)不少于1人，清結(jié)皮人員作業(yè)時(shí)必須穿戴短時(shí)耐熱溫度不低于1000℃的隔熱防護(hù)服；作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置警戒線和警示標(biāo)志；煙室周圍及相連下料管的空氣炮、高壓空氣清掃噴吹管內(nèi)部氣體排空，現(xiàn)場(chǎng)關(guān)閉電磁閥和手動(dòng)閥門；盡可能使用鋼釬清結(jié)皮。

  預(yù)分解系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞時(shí)，應(yīng)盡可能地找出堵塞原因并及時(shí)進(jìn)行處理，防止處理不及時(shí)導(dǎo)致堵塞越來越嚴(yán)重、結(jié)硬塊。

  處理預(yù)分解系統(tǒng)堵塞時(shí)，可先用壓縮空氣吹掃，若堵塞不嚴(yán)重，即可吹通；若堵塞嚴(yán)重，應(yīng)止料、停窯，但不能停排風(fēng)機(jī)，將捅料孔或人孔門打開，使用鋼釬、風(fēng)鎬、高壓空氣清料管、高壓水槍等工具進(jìn)行人工清堵；若是因掉內(nèi)筒、掉磚及其它雜物而造成堵塞，必須止料、停窯、加大排風(fēng)，待預(yù)分解系統(tǒng)冷卻后，方可進(jìn)入預(yù)分解系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行清堵作業(yè)。