水泥生产线脱硝项目风险辨识与安全评价.docVIP

水泥生产线脱硝项目风险辨识与安全评价第1章前言在水泥熟料的生产过程中，使用大量煤粉作为燃料，用于水泥熟料烧制，因此，在生产水泥的同时，也造成了大量的废气排放，在废气中氮氧化物尤为突出，造成酸雨的产生，危害着人们的生存环境。现阶段水泥生产线积极响应国家的节能减排、提高能源利用效率的大政方针，为改善当地环境，根据国内外技术现状，结合自身情况，企业水泥生产线进行技术改造，组织实施烟气脱硝项目，釆用选择性非催化还原法SNCR技术进行烟气脱硝，使NOx排放浓度不大于320mg/Nm3，降低排放烟气中的氮氧化物，为环境保护做出贡献。通过对脱硝项目进行系统地符合性检查，主要从工艺、设备、设施、作业过程等诸方面查找、分析和预测脱硝项目存在的危险、有害因素及可能导致的危险、危害后果和程度，针对查找发现的不足，提出合理可行的安全对策措施，指导危险源的监控和事故预防，提高项目的安全程序，以达到最低事故率、最小损失和最优的安全投资效果，力争实现本质安全。第2章水泥生产线脱硝项目简要介绍2.1项目介绍论文依托于某水泥公司4000t/d水泥生产线脱硝建设项目，项目为对原有生产装置4000t/d熟料生产线尾气进行脱硝技改，处理烟气量340000Nm3/h,烟气NOx含量760mg/m3，脱硝改造后尾气中的NOx含量由改造前的760mg/m3降低到300mg/m3以下，年减少氮氧化物排放量1711.1t。项目包括：氨水装卸储存系统、氨水输送系统、氨水加压系统、氨水分配调节控制系统、雾化系统、DCS控制系统等。2.2工艺流程SNCR技术在水泥窑脱硝的应用得到了比较深入和广泛的研究，并且有了大量的工程应用示范，是一种成熟的NOx控制处理技术。SNCR工艺系统主要由卸氨水系统、氨水储罐区、分配与调节系统、气力雾化系统、DCS控制系统等组成。（1）卸氨水系统外购氨水（20%）通过氨水槽车运输至氨水储罐区后，通过输氨泵将槽车内的氨水输送至氨水储罐。氨水储罐内的氨蒸气通过管道连接至除氨水液封，氨蒸气可被稀释水吸收，以防止氨气泄漏。（2）氨水储罐区根据厂区总图布置情况，罐区布置在生料均化库东侧。罐区内设置1个100m3氨水储罐，氨水储罐安装液位仪，并将液位信号传输至中控系统。罐区四周敞开。罐区四周设混凝土围堰及排水沟，以防止氨水泄漏时向罐区四周溢流，对土壤或水体造成污染。在氨水储罐上方安装氨气在线检测及报警装置，并可将检测报警信号传输至中控系统。（3）氨水管路输送系统氨水通过过滤、加压泵、管路输送至分配调节控制系统。本工程设置2台加压泵（一用一备）。（4）分配调节控制系统本项目在熟料线的分解炉上布置了四层氨水喷射器，稀氨水及雾化介质的流量分配均需要通过分配调节控制系统来自动控制。系统布置在预热器塔架钢平台上，与喷雾系统靠近布置。空气通过管路输送至分配和调节系统。（5）气力雾化系统氨水喷射器是气力雾化系统的核心也是整个SNCR系统的关键部件。本项目在分解炉中布置了4台氨水喷射器，氨水喷射器在分解炉上采用一层布置。氨水喷射器围绕分解炉周向对称均布。气力雾化系统设有NOx及氨气在线检测系统，并将NOx及氨气在线检测系统与气力雾化系统联锁。通过在线检测NOx及氨气的排放值，利用反馈系统自动调节气力雾化系统的氨水喷射量及压缩空气流量，在保证脱硝效率前提下减少系统运行成本，同时避免过量喷氨造成的一次污染。2.3设备方案脱硝项目的主要生产设备包括氨水储罐、卸氨泵、氨水输送泵、喷枪等。各主要设备型号和规格见表2-1。表2-1主要设备设施表编号设备名称型号及规格单位数量备注1.卸氨系统1.1卸氨泵Y2-112M-2台14kW1.3管道式氨水浓度检测仪测量范围：530%氨水台11.4工业氨水专用流量计测量介质：530%氨水台12.氨水储罐区2.1氨水储罐材质：玻璃钢容积：100m3工作压力：500-2000Pa规格：DN40009300mm座12.2氨水泵MG80C2-19FT100-H3台21.1kW2.3工业氨水专用流量计测量介质：530%氨水台12.4磁翻板液位计测量介质：530%氨水台12.5泄氨报警装置监测介质：氨气报警方式：声光报警台3氨水罐区1个，氨水罐顶部1个，分解炉平台1个2.6氨气水封装置材质：不锈钢容积：150L1个3.氨水管路输送系统3.1分解炉脱硝氨水输送泵流量=1m3/h扬程=20m台21用1备4.氨水分配调节控制系统4.1调节装置型号：HBY-Tx-套15气力雾化系统5.1喷枪系统型号：HBY-PQ-1套46.电气及控制系统6.1相关连接DCS设备套16.1计算机控制系统套16.2在线检测系统套17.压缩空气管道7.1压缩空气管道50mm套1特种设备第3章项目涉及的危险、有害因素辨识与安全分析3.1项目涉及的物质的危险、有害因素分析脱硝项目在生产过程中，使用氨水（20%）作为还原剂，使用压缩空气作为雾化介质。经过对该生产工艺系统分析，项目存在的危险有害物质主要有：氨水（20%）和压缩空气。依据危险化学品名录（2002版）中规定，氨水（20%）和压缩空气属于危险化学品。表3-1危险物质一览表物质危规号分类火灾危险性分类危险特征毒性等级存在位置用途氨水82503第8.2类碱性腐蚀品戊腐蚀、灼伤、高毒级（轻度危害）储罐还原剂压缩空气22003第2.2类不燃气体容器爆炸级（轻度危害）储罐仪表气源、雾化喷嘴动力通过对氨水（20%）和压缩空气的危险有害识别，依据企业职工伤亡事故分类标准（GB64411986），主要危险物质（氨水和压缩空气）的危险、有害因素为中毒和窒息、灼烫、容器爆炸。危险有害因素中毒和窒息的危险等级为级，危险有害因素灼烫、容器爆炸的危险等级为级。3.2生产工艺及设备设施危险、有害因素辨识与分析脱硝项目主要包括氨水装卸储存系统和氨水使用系统（氨水加压输送系统、氨水分配调节控制系统、雾化系统）。3.2.1氨水装卸储存系统的危险、有害因素及危害程度分析1.火灾、爆炸氨水储罐若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。氨水储罐顶部孔位密封不严，导致氨气逸出且往上流动，氨气在空气中的比例达到一定浓度遇明火或者高温会发生爆炸。造成火灾、爆炸的主要原因是氨水泄漏，泄漏的氨水易分解放出氨气，温度越高，分解速度越快，可形成爆炸性气体。如果氨水泄漏，分解出氨气，遇到明火或静电火花，有可能发生火灾爆炸事故。造成氨水泄漏的主要原因有：（1）氨水储罐选用材料有缺陷，制作质量不合格，有可能造成罐体破裂造成氨水大量泄漏。（2）在卸氨过程中，如果氨水罐液位计损坏或读数不准确，有可能过量充装造成氨水泄漏。（3）氨水储罐的进出口、排污口、回流口、液位计接口、超声波接口等接管、阀门、法兰连接密封等部位失效造成泄漏。（4）氨水罐车装卸用软管爆裂造成氨水泄漏。2.中毒和窒息氨水无色透明，有腐蚀性，氨水挥发出的氨气有强烈的刺激性气味，吸入后对鼻、喉和肺有刺激性，引起咳嗽、气短和哮喘等；可引发喉头水肿而窒息死亡；可引发肺水肿，引起死亡。可能造成中毒和窒息的原因有：（1）如果作业场所空气中的氨超过标准规定的最高容许浓度，则作业人员发生慢性中毒，受到职业伤害，甚至罹患氨中毒职业病。（2）如氨水储罐、分配管道及系统存在跑冒滴漏，而未设置氨气检测装置，则氨水挥发出的氨气扩散进入工作场所空气中，现场无通风设施或通风效果不良，致空气中氨气的浓度超过限制，人员于该环境内长期作业、呼吸有害物超标的空气，累积渐进，易感人员会出现程度不同的中毒症状。（3）卸氨过程中，氨水车的接头与卸氨泵的接头连接密封性差，有可能造成氨水泄漏，氨水挥发出氨气，造成氨超过标准规定的最高容许浓度，有可能造成作业人员中毒。（4）氨水储罐选用材料有缺陷，制作质量不合格，有可能造成罐体破裂造成氨水大量泄漏，氨水挥发出氨气，造成氨超过标准规定的最高容许浓度，有可能造成作业人员中毒。（5）在卸氨过程中，如果氨水罐液位计损坏或读数不准确，有可能过量充装造成氨水泄漏，泄漏的氨水挥发出氨气，造成氨超过标准规定的最高容许浓度，有可能造成作业人员中毒。（6）进入氨储罐内作业时需要将氨水放尽，并使用干净的水进行良好的冲洗，在通风置换，使罐内的氨气浓度，氧气浓度均进行检测合格后才可进入作业，同时要有人员监护，佩戴按检测报警仪等设施，否则可能造成作业人员中毒窒息。3.灼烫（1）氨水溅入眼内，可造成严重损害，甚至导致失明；皮肤接触可致灼烫。（2）作业人员未佩戴劳动保护用品或佩戴的劳动保护用品不合格，皮肤有可能接触到氨水，发生灼烫事故。（3）卸氨过程中，氨水车的接头与卸氨泵的接头连接密封性差，有可能造成氨水泄漏，作业人员接触氨水，发生灼烫事故。（4）氨水储罐选用材料有缺陷，制作质量不合格，有可能造成罐体破裂造成氨水大量泄漏，作业人员接触氨水，发生灼烫事故。（5）在卸氨过程中，如果氨水罐液位计损坏或读数不准确，有可能过量充装造成氨水泄漏，作业人员接触氨水，发生灼烫事故。4.车辆伤害该项目发生车辆伤害的主要场所为氨水卸车区域及车辆行驶道路，造成车辆伤害的主要原因：（1）翻倒。超速行驶、突然刹车、转弯过快或斜坡处转弯、碰撞到障碍物、路面严重不平等。（2）碰撞和碾压。驾驶员违章行驶，追尾；驾驶员精力不集中(如抽烟、通话)；驾驶室温度过高、过低等；酒后驾车；疲劳驾驶、带病驾驶；无证驾驶；路况差；机动车辆的方向、信号灯或警示音响、刹车失灵等；道路交通标志不全。氨水装卸储存系统存在的主要危险有害因素有火灾、爆炸、中毒和窒息、灼烫、车辆伤害等。危险有害因素火灾、爆炸、中毒和窒息的危险等级为级，危险有害因素灼烫、车辆伤害的危险等级为级。3.2.2氨水使用系统的危险、有害因素及危害程度分析1.中毒和窒息氨水无色透明，有腐蚀性，氨水挥发出的氨气有强烈的刺激性气味，吸入后对鼻、喉和肺有刺激性，引起咳嗽、气短和哮喘等；可引发喉头水肿而窒息死亡；可引发肺水肿，引起死亡。可能造成中毒和窒息的原因有：（1）氨水管道制造材质有缺陷，造成氨水管道破裂，氨水泄漏后挥发出氨气，造成作业环境氨气浓度超过标准规定的最高容许浓度，有可能造成作业人员中毒。（2）氨水管道跨越道路的高度不够，车辆经过时有可能造成碰断，导致氨水泄漏。（3）氨水管道法兰、阀门、法兰连接密封等部位损坏或者失效，造成氨水泄漏，氨水挥发出氨气，造成作业环境氨气浓度超过标准规定的最高容许浓度，有可能造成作业人员中毒。2.灼烫氨水在使用过程中，一旦泄露，人员接触有可能造成灼烫。氨水罐区未设置洗眼喷淋装置，一旦人员接触到氨水，不能及时处理，会造成灼烫事故扩大。3.触电该项目运行中使用有部分电气设备，如果保护设施不完善或无保护，电气设备、设施漏电或操作人员误操作、误触带电体等，都有可能发生触电事故造成伤害。4.机械伤害氨水接卸、输送系统使用各种泵，如果泵的转动部位防护设施缺失，人员不慎接触，有可能造成机械伤害。氨水使用系统存在的主要危险有害因素有火灾、爆炸、中毒和窒息、灼烫、触电、机械伤害等。危险有害因素火灾、爆炸、中毒和窒息的危险等级为级，危险有害因素灼烫、触电、机械伤害的危险等级为级。5.火灾、爆炸在正常生产时，氨水在密闭的容器和管道中运行。氨水管道法兰、阀门、法兰连接密封部位等部位如果失效，一旦泄漏易分解放出氨气，温度越高，分解速度越快，可形成爆炸性气氛，遇到明火或静电火花，有可能发生火灾爆炸事故。喷吹系统的压缩空气管道，如果质量不好，腐蚀严重，可能造成超压爆炸。3.3.3检修过程中的危险、有害因素及危害程度分析1.爆炸氨水罐检修作业时，如果氨水未放净，未使用清水进行有效清洗，通风换气不到位，氨水罐内存有氨气，未对氨气浓度进行检测，一旦动用明火有可能发生爆炸。2.中毒和窒息检修时如果需要进入氨水罐内，进入前氨水罐未进行通风换气，没有进行氧含量和氨气浓度检测或检测不合格就进入，有可能发生中毒和窒息。3.高处坠落氨水储罐高度9m，在氨水罐上作业时可能发生高处坠落。喷雾装置操作平台，检修平台，扶梯及走道堆放杂物，影响作业和行走，有发生高处坠落的危险。高处作业时，未佩戴或正确佩戴安全带，有可能发生高处坠落。4.灼烫对使用和存在氨水的设备进行检修时，如果未排净氨水，有可能发生灼烫事故。对使用和存在氨水的设备进行检修时，如果未佩戴或正确佩戴劳动保护用品，接触氨水，有可能发生灼烫事故。在分解炉的喷雾装置操作平台巡检时，如果未佩戴或未正确佩戴劳动保护用品，人员接触高温度分解炉、烟气管道，有可能发生灼烫事故。第4章脱硝项目安全防范措施4.1危险物料防范措施该项目涉及的危险物料是氨水（20%），氨水具有腐蚀性。氨水在输送、贮存、使用等环节的防范措施主要有：（1）氨水罐采用玻璃钢制品，可以防碱腐蚀；氨水罐布置采取露天布置，便于泄漏的氨气迅速扩散；氨水的输送管道、阀门、管道过滤器采用304不锈钢材质的氨系统专用阀门、管道。（2）氨水罐设置带远传磁翻板液位计，氨水罐液位除现场显示外，还把液位信号远传至DCS控制系统。氨水储罐设置一个高液位报警装置，当液位达到规定值时进行报警。（3）氨水加压泵后的氨水输送管道上设置氨用压力表，对管道中的氨水压力进行测量。氨水加压泵后的氨水输送管道上设置单向阀，防止氨水回流。（4）氨水罐的顶部设放空口，放空口设置电磁阀和冲洗箱，防止氨汽溢出。（5）氨水罐设置100m3围堰，卸氨泵和氨水加压泵设置在围堰内，围堰高度1m，长10m，宽10m。在围堰的东北角、西南角各设置一个钢梯用于出入围堰。（6）氨水车卸氨水时，氨水车提供的接头与卸氨泵前的接头连接要保持良好的密封性。然后将卸氨泵前后阀门开启，将氨水上行管道上的手动球阀开启。再开启卸料泵。卸料完毕后，先停卸料泵，然后等待1min后，关闭进入氨水储罐的球阀，关闭卸料泵前后阀门。打开氨水车的接头与卸氨泵前的接头之间的连接。将卸氨泵前的接头和管道放置在合适位置。禁止直接把管中剩余的氨水卸到集水井及相关的沟中。最后检查氨水储罐的翻板阀液位计的中控显示值。现场检查是否有漏液等情况发生。（7）管道法兰的密封面采用凹凸面，并选用带颈平焊法兰，根据物料特点选用相应的密封垫片材料，防止氨水的跑、冒、滴、漏。（8）设置积液井，如果发生氨水泄漏，泄露的氨水进入积液井，便于清除。（9）氨水系统使用的泵采用化工耐腐蚀泵。（10）氨水罐区和氨水泵房设置“当心腐蚀”、“当心中毒”等指示性标志和“禁止烟火”禁止标志。（11）氨水罐区设置洗眼器，洗眼用水接自公司自来水管网，洗眼器保护半径15m，洗眼器设置蒸汽伴热保温防冻措施。（12）氨气冲洗罐设置水位检测装置，远传至控制系统，防止氨气冲洗罐中液位过低或过高。4.2工艺流程及设备设施4.2.1采用的工艺、设备选型、设备布置的安全措施（1）该项目采用选择性非催化还原脱硝技术（SNCR脱销技术），该技术是目前成熟可靠的技术。（2）平台、走台、坑池边等有跌落危险的地方，设栏杆或盖板。（3）各种泵类外露的转动部分在不影响其技术性能下降的条件下设置防护罩，做到“有轴必有套”、“有齿必有罩”。（4）工作介质为氨水的泵类采用耐腐蚀型。氨水管道的阀门采用304不锈钢材质。（5）生产车间内的设备与设备、设备与墙体、与柱之间留出相应操作及安全间距：设备间距大型2m、中型1m、小型0.7m；大、小设备间距按最大的尺寸要求计算；设备与墙、柱距离按大型0.9m、中型0.8m、小型0.7m。在墙、柱与设备间有人操作的要满足设备与墙、柱间和操作空间的最大距离要求。（6）车间内设备布置除了符合工艺流程，安全规程以及操作方便的要求，留出适当的空间，以便设备部件的拆卸和检修。（7）设备本质安全方面，避免锐角尖角和突出部分。（8）设备的布置便于操作和维护；出现紧急情况时，便于人员撤离。4.2.2生产过程中采用的安全措施（1）生产过程采用DCS自动控制系统，生产线重要部位的压力、流量等参数传输到计算机上，实现远程控制。（2）对水泥生产线烟气中的氮氧化合物浓度进行实时监测，同时对喷入的氨水量进行自动调节，保证最好的脱硝效果。（3）对氨水罐中的氨水液位进行监测，保证氨水罐中氨水的液位不低于设定的最低值，不高于设定的最高值。当液位超过设定的最高值或最低值时，发出报警信号。（4）对压缩空气管道中压缩空气的压力和流量进行监测，根据喷入氨水量自动调整压缩空气使用量。（5）对氨水加压泵的出口压力进行监测。（6）当氨水管道或压缩空气管道堵塞时，系统自动停车。（7）当发生氨水泄漏时，系统自动停车并报警。（8）压缩空气管道上设置止回阀，当压缩空气压力低于规定值时，止回阀动作，压缩空气不得回流，防止氨水进入压缩空气管道。4.2.3设备检修安全措施1.电焊（1）电焊机在现场使用时，必须事先预备一支有效的灭火器，放到操作现场，以免发生意外情况。（2）电焊机使用现场，不许有易燃、易爆物品，其他物品也要做好火源的隔离措施。（3）防止飞溅金属造成灼伤和火灾。（4）发现不安全因素，需及时报告。（5）焊机的外壳必须按照有关规定接地，并定期检测接地系统的电气性能。（6）焊机的外露带电部分必须有良好的隔离防护措施。（7）焊机的带电部分对地、对外壳，或相与相、线与线间必须有良好的符合标准的绝缘，绝缘电阻不得小于1M。（8）接焊机的电源线，长度不超过5m，如确需加长则架空2.5m高以上。（9）雨天禁止露天作业。（10）作业人员没有操作证，又没有正式焊工在场进行技术指导时，不能进行焊、割作业。（11）焊接时，焊工穿戴好防护用品，如绝缘手套、绝缘工作鞋或加垫绝缘物。（12）每次电焊机使用完后，要对现场进行检查，确认没有残留的火种后，方可离开现场。2.设备维修（1）维修中未完工的设备，无论是电气、机械、油路方面的故障，在未完工设备的明显位置挂上“检修中，请勿启动”的警示牌，并将该设备所属总电源开关和电箱的总电源开关断开，以免发生误操作。（2）如在当日不能维修完工的设备，要将拆下的有关零部件，收到维修室内，以免造成零部件丢失。（3）电气设备检修时，必须两人进行，一人工作，一人监护；检修结束后，必须清点所有工具、螺丝等，以防止遗漏在屏内电气设备上，引发短路事故。（4）电动机必须定期检修，一般每年一次，检修重点是轴承和润滑脂；但对于环境状况良好的电动机，且上次检修已换过润滑脂者可免检，但最长时间不得超过两年。（5）电气设备检修时，先关掉开关、验电，并有人把关或将开关的线拆除，以防突然来电。3.高空作业（1）高空作业须系好安全带或架设安全网，安全带切忌低挂高用。（2）登高作业的常用工具要系带在身上，所需材料或其他工具须用牢固结实的绳索传递。（3）从事高空作业的人员禁止穿硬底和带钉易滑的鞋。（4）遇有六级以上强风时，禁止进行露天高空作业。（5）在高空作业时，要防止接触电线而发生触电事故。（6）用于高空作业的梯子不得缺档，不得垫高使用。梯子横档间距以30cm为宜。使用时上端要扎牢，下端采取防滑措施。单面梯与地面夹角6070为宜，禁止二人同时在梯上作业。如需接长使用，应绑扎牢固。人字梯底脚要拉牢。在通道处使用梯子，要有人监护或设置围栏。4.2.4主要特种设备设计安全措施该项目涉及到的主要特种设备是直径50mm的压缩空气管道。（1）压缩空气管道采用碳素钢管。（2）压缩空气管道的连接，除设备、阀门等处用法兰或螺纹连接外，其它部位，采用焊接。（3）压缩空气管道在用气建筑物入口处，设置切断阀门、压力表和流量计。（4）压缩空气管道与给水与排水管水平净距不小于0.15m，交叉净距不小于0.1m；与热力管水平净距不小于0.15m，交叉净距不小于0.1m；与穿有导线的电线管水平净距不小于0.1m，交叉净距不小于0.1m；与电缆水平净距不小于0.5m，交叉净距不小于0.5m。4.2.5有毒气体检测报警装置氨水泵储罐顶部、氨水泵、分解炉喷