干熄焦安全事故案例

干熄焦安全事故案例一、

1.1干熄焦工艺概述

干熄焦（CokeDryQuenching，CDQ）是利用惰性气体（通常为氮气）回收红焦显热，并生产中高压蒸汽的节能环保技术。与传统湿熄焦相比，其通过惰性气体循环系统将红焦冷却至250℃以下，同时将回收的热量用于发电或供热，具有显著节能效益和环保优势。然而，干熄焦系统工艺复杂、设备繁多、操作条件严苛，涉及高温、高压、易燃易爆气体及大型转动设备，若管理或操作不当，极易引发安全事故。

1.2干熄焦工艺流程

干熄焦工艺主要包括红焦输送、装入、熄焦、排焦、循环气体循环、热量回收等环节。红焦从焦炉炭室推出后，由焦罐车转运至干熄焦装置，通过装入装入装置装入干熄炉；在干熄炉内，红焦与循环气体（主要成分为N₂，含少量CO、H₂等）进行逆流热交换，被冷却至250℃以下；冷却后的焦炭通过排焦装置排出，经皮带输送至筛焦系统；循环气体吸收热量后温度升高至900-1000℃，进入余热锅炉换热，产生蒸汽后温度降至200℃左右，经循环风机加压后返回干熄炉循环使用。该流程中，干熄炉、循环风机、锅炉、除尘系统等设备协同工作，任一环节异常均可能引发安全事故。

1.3干熄焦核心设备简介

干熄焦系统的核心设备包括干熄炉、循环风机、余热锅炉、装入装置、排焦装置、除尘系统及循环气体管道等。干熄炉是核心反应器，内部分为预存段、冷却段，耐火材料衬里长期承受高温和焦炭磨损；循环风机是气体循环的动力源，需在高温、含尘条件下稳定运行；余热锅炉回收高温气体热量，产生中压蒸汽，涉及水汽系统与高温烟气的热交换；除尘系统包括一次除尘（重力沉降）和二次除尘（旋风或布袋），用于去除循环气体中的焦粉，防止管道堵塞和设备磨损。这些设备的设计、制造、安装及维护质量直接影响系统运行安全性。

二、

2.1高温气体泄漏事故分析

2.1.1事故背景与经过

某钢铁企业干熄焦系统在连续运行18个月后，循环气体管道与干熄炉连接处的焊缝突然开裂，导致900℃以上的高温循环气体（含CO浓度约8%）瞬间泄漏。事故发生在凌晨3点，当班操作人员正在监控室记录数据，未及时发现现场异常。泄漏的高温气体引燃附近积存的焦粉，形成明火，同时CO迅速扩散至控制室，造成2名值班人员中毒晕倒。现场应急处置不当，未及时切断气源和启动喷淋系统，导致火势扩大，烧毁循环气体管道及部分仪表设备，直接经济损失达120万元，企业停产检修15天。

2.1.2直接原因剖析

事故调查组通过管道材质检测和焊缝金相分析发现，泄漏点焊缝存在未焊透、夹渣等严重缺陷，焊缝强度仅为设计标准的65%。该管道在安装时未进行第三方无损检测，施工单位为赶工期违规使用未持证焊工作业。同时，管道长期在高温（900℃）、高压（0.15MPa）及含尘（焦粉浓度20g/m³）环境下运行，焊缝疲劳裂纹扩展未被及时发现。此外，巡检人员未按规定使用便携式CO检测仪，仅凭目视判断管道状态，导致泄漏初期未能发现异常。

2.1.3间接原因与管理漏洞

企业设备管理部门未建立干熄焦高温管道的定期探伤制度，年度检修计划仅更换易损件，未对承压焊缝进行重点检测。安全培训流于形式，操作人员对“高温气体泄漏先切断气源、再降温、后灭火”的应急处置流程不熟悉，应急演练未模拟类似场景。同时，现场安全警示标识缺失，泄漏区域未设置固定式CO报警器，控制室与现场缺乏实时通讯联动机制，导致事故初期信息传递滞后。

2.2循环风机故障引发的事故分析

2.2.1事故背景与经过

某焦化厂干熄焦系统在提升排焦量至设计值120%时，循环风机突然发出剧烈异响，振动值从3mm/s飙升至15mm/s（安全阈值5mm/s），随后风机轴承温度在2分钟内从65℃升至180℃，触发连锁停机。由于风机停机导致循环气体中断，干熄炉内压力骤降，炉顶装入装置密封失效，红焦大量喷出，砸伤炉顶平台1名巡检人员，同时高温焦炭引燃液压系统油管，引发局部火灾。事故造成1人重伤，直接经济损失85万元，系统恢复运行耗时22天。

2.2.2直接原因剖析

风机解体检查发现，叶轮进口处叶片存在大面积磨损减薄（最薄处仅剩3mm，原始厚度12mm），叶轮动平衡精度下降G6.3级（要求G2.5级）。磨损原因在于循环气体中焦粉含量超标（设计值≤10g/m³，实际达25g/m³），二次除尘器布袋破损未及时更换，导致大量焦粉进入风机。同时，风机振动监测系统仅设置上限报警，未触发连锁停机，操作人员在异响出现后1分钟才紧急停机，错失最佳处置时机。轴承润滑系统故障（油泵出口压力不足）导致润滑失效，加速了轴承损坏。

2.2.3间接原因与管理漏洞

企业未严格执行循环气体含尘量每日检测制度，二次除尘器布袋更换周期延长至设计周期的2倍（设计3个月，实际6个月）。设备维护规程未明确风机叶轮磨损量的检测标准（如超声波测厚频次），仅凭运行时间判断更换周期。操作人员对“振动超标+异响”的组合异常信号处置经验不足，未在第一时间执行紧急停机。此外，风机与干熄炉的连锁保护逻辑设计缺陷，未设置“风机停机后自动切断装入装置”的联锁动作，导致红焦喷出。

2.3排焦装置操作不当导致的事故分析

2.3.1事故背景与经过

某新建干熄焦项目试运行期间，操作人员为提升排焦效率，手动将旋转排焦器的转速从15rpm调至25rpm（设计上限20rpm），同时关闭了干熄炉料位计的自动调节功能。排焦量突然增加导致炉内料位从6.5m降至2.1m（正常范围4-7m），循环气体在干熄炉内停留时间缩短，出口温度从820℃升至980℃。高温气体进入余热锅炉后，过热器管道因超温爆管，大量蒸汽泄漏至炉膛，与循环气体混合形成爆炸性混合物（蒸汽+CO+空气），在锅炉烟道发生爆炸，炸裂12根水冷壁管，炸毁引风机叶轮，事故造成直接经济损失200万元，试运行计划延期1个月。

2.3.2直接原因剖析

操作人员违反“排焦量波动不得超过设计值±10%”的规定，擅自将转速提升67%，且未同步调整循环风量以匹配排焦量变化。干熄炉料位计自动调节功能被关闭后，炉内料位完全依赖人工监控，而中控室DCS系统料位显示存在2分钟延迟，导致操作人员未能及时察觉料位异常。余热锅炉过热器材质为12Cr1MoVG，长期在950℃以上运行时，珠光体球化加剧，管壁强度下降，最终因超压爆管。此外，锅炉安全阀定值设定错误（设计1.6MPa，实际定值1.4MPa），未能在超压前动作。

2.3.3间接原因与管理漏洞

企业试运行期间未对操作人员进行专项培训，部分员工对干熄焦“物料平衡-热量平衡”的耦合关系理解不足，盲目追求产量。DCS系统报警设置不合理，仅设置“料位低低”报警（≤1.5m），未设置“料位偏低”（≤3m）的预警提示，导致异常初期未引起重视。设备调试阶段，余热锅炉安全阀未进行起跳试验，定值校验记录缺失。同时，企业未建立“新项目试运行操作许可”制度，关键参数调整无审批流程，操作人员存在随意修改参数的行为。

三、

3.1技术升级与设备改造

3.1.1高温管道监测系统升级

针对焊缝泄漏事故，某企业在循环气体管道关键焊缝位置安装了分布式光纤温度传感器（DTS），实现沿管道全长的温度实时监测。系统设定900℃为预警阈值，一旦温度异常波动，立即触发声光报警并自动切断上游阀门。同时引入相控阵超声检测（PAUT）技术替代传统抽检，每季度对焊缝进行100%覆盖扫描，数据接入企业设备管理平台，实现缺陷趋势可视化分析。改造后管道泄漏响应时间从30分钟缩短至5分钟，连续两年未发生焊缝失效事件。

3.1.2循环风机防护改造

为解决叶轮磨损问题，企业在风机进口增设多级旋风分离器，将气体含尘量控制在5g/m³以下。同时将原振动监测系统升级为三维加速度传感器网络，在轴承座安装无线振动模块，实时采集X/Y/Z三轴振动数据。系统采用AI算法分析频谱特征，当发现叶片通过频率（BF）出现异常谐波时，提前72小时预警。某企业通过该改造使风机平均无故障运行时间从8000小时提升至15000小时，叶轮更换周期延长至18个月。

3.1.3排焦装置智能控制

针对排焦事故，企业开发了基于多传感器融合的排焦控制系统。在干熄炉料位计旁增设γ射线料位计，消除DCS显示延迟；在旋转排焦器扭矩传感器上设置双重保护，当扭矩超过设定值150%时自动降速。系统引入模糊PID控制算法，根据炉内温度、压力、排焦量动态调节转速，确保料位波动始终在±0.5m范围内。某焦化厂应用后，排焦量稳定性提升40%，过热器爆管事故率下降75%。

3.2管理机制优化

3.2.1全周期设备档案管理

建立干熄焦设备全生命周期电子档案，包含设计图纸、安装记录、检测报告、维修日志等。对承压管道实行“一焊一档”，每道焊缝的焊工资质、焊接参数、无损检测结果均永久存档。某企业通过该制度发现某批次管道焊缝存在材质偏差，及时更换了200米管道，避免了潜在泄漏风险。档案系统与MES系统联动，自动生成年度检修计划，确保关键设备检测覆盖率100%。

3.2.2操作行为标准化

编制《干熄焦关键操作SOP手册》，细化32项高风险操作步骤。例如“排焦量调整”操作必须执行“确认料位→评估风量→设定新值→监控温度→记录反馈”五步流程。中控室设置操作权限分级管理，参数修改需双人确认并留痕。某企业实施后操作违规率下降92%，试运行期间事故减少80%。同时建立操作行为积分制度，每月对规范操作员工给予绩效奖励。

3.2.3风险分级管控机制

采用LEC法（可能性-暴露频率-后果严重性）对干熄焦系统进行风险分级，识别出12项重大风险点。例如“循环风机停机”被定义为红色风险，要求每月进行专项检查。制定风险管控清单，明确每项风险的管控措施、责任部门、检查频次。某企业通过该机制发现二次除尘器布袋破损风险被低估，将布袋更换周期从6个月缩短至4个月，有效预防了风机故障事故。

3.3应急能力提升

3.3.1应急处置流程再造

修订《干熄焦专项应急预案》，新增“高温气体泄漏”“红焦喷出”等6个专项预案。明确“先断源、再降温、后处置”的处置原则，例如泄漏事故必须先关闭循环气体快切阀，再启动氮气吹扫系统。某企业将应急响应时间从45分钟压缩至15分钟，关键阀门操作实现远程一键执行。同时编制《应急处置卡》，用流程图形式展示各岗位应急处置步骤，张贴于现场控制台。

3.3.2应急装备配置升级

在干熄炉区域配置移动式CO检测仪（检测精度±5ppm）、红外热像仪（测温范围-20℃-1200℃）和防爆对讲机。设置应急物资储备点，配备防火毯、呼吸器、堵漏工具等专用装备。某企业投入50万元建立应急装备智能管理系统，通过RFID芯片实现装备定位和状态监控，确保应急物资30分钟内到达现场。

3.3.3实战化应急演练

改变传统“脚本式”演练模式，采用“双盲演练”形式。某次模拟循环风机振动超标事故，演练中故意关闭DCS报警系统，考核操作人员现场处置能力。演练后组织“复盘会”，重点分析暴露的问题，例如某次演练发现应急照明不足，立即增设了12盏防爆应急灯。每年开展不少于4次跨部门联合演练，重点检验信息传递、资源调配等协同能力。

四、

4.1设备本质安全提升

4.1.1材料选型与结构优化

针对高温管道泄漏事故，某企业将循环气体主管道材质从20#钢升级为P91耐热钢，工作温度上限从650℃提升至650℃，焊缝采用自动氩弧焊打底+埋弧焊填充工艺，确保熔深达壁厚的80%。在干熄炉与管道连接处设置金属波纹膨胀节，吸收热应力变形，减少焊缝受力。某焦化厂通过该改造使管道焊缝开裂率下降90%，连续三年无泄漏事件。

4.1.2关键设备冗余设计

循环风机系统采用“一用一备”双机组配置，两台风机共用同一循环气体管道，通过气动快切阀实现秒级切换。风机轴承采用强制润滑系统，设置双油泵互为备用，油压低于0.3MPa时自动启动备用泵。某企业实施后，风机因润滑故障导致的停机次数从年均5次降至0次，保障了系统连续运行。

4.1.3本质安全型仪表应用

在干熄炉炉顶安装红外热像仪，实时监测红焦温度分布，当局部温度超过1100℃时自动报警并调整循环风量。循环气体管道采用无线压力传感器，电池续航达5年，数据每10秒上传至DCS系统，实现压力异常即时响应。某钢厂应用后，因超温导致的设备损坏事故减少85%。

4.2过程控制强化

4.2.1关键参数联锁保护

建立“三重联锁”机制：当循环风机振动值超过8mm/s时，首先自动降低风机转速；若10秒内未恢复正常，立即触发声光报警；若振动持续15秒，执行紧急停机并关闭循环气体快切阀。干熄炉料位低于2m时，自动停止排焦装置运行，防止红焦喷出。某企业实施后，联锁保护动作准确率达100%，未发生误动或拒动。

4.2.2智能预警系统部署

开发基于机器学习的异常诊断平台，整合温度、压力、振动等12类历史数据，建立设备健康模型。当循环气体含尘量连续3小时超过15g/m³时，系统自动生成预警工单并推送至设备维护人员。某焦化厂通过该系统提前72小时发现二次除尘器布袋破损，避免了风机叶轮损伤。

4.2.3操作权限动态管控

实施DCS系统操作权限分级管理：普通操作员仅能监控参数；班长可调整±10%以内的设定值；工程师以上权限才能修改联锁逻辑。所有参数修改需经双人确认并记录操作视频。某企业应用后，违规操作导致的工艺波动减少78%，试运行事故率下降65%。

4.3人员能力建设

4.3.1分层培训体系构建

建立“三级培训”机制：新员工完成72学时理论+48学时实操培训；在岗员工每季度参加8学时复训；技术骨干每年参加16学时专项提升。培训采用VR模拟操作，模拟高温泄漏、红焦喷出等20种事故场景。某焦化厂通过该体系使员工应急处置时间缩短40%。

4.3.2应急能力实战化训练

每月开展“无脚本”应急演练，模拟真实事故突发状态。例如突然切断DCS通讯，要求操作人员通过现场仪表手动控制设备。演练后组织“红黄牌”评估：对处置不当环节挂牌整改，优秀经验纳入操作手册。某企业连续6次演练中，员工平均响应时间从25分钟降至12分钟。

4.3.3行为安全观察机制

推行“安全行为观察卡”制度，员工发现他人违规操作可即时上报，经核实后给予观察者奖励。每周开展“安全行为之星”评选，对规范操作者给予绩效加分。某钢厂实施后，员工主动报告隐患数量增加3倍，操作合规率提升至98%。

4.4风险预控体系

4.4.1动态风险评估机制

每月组织工艺、设备、安全专家开展HAZOP分析，识别新增风险点。例如当循环风机叶轮磨损量达到5mm时，自动升级为红色风险点，要求每周检测一次。某企业通过该机制提前预判余热锅炉管道老化风险，及时更换了120米受热面管束。

4.4.2隐患闭环管理

建立“隐患发现-整改-验收-销号”全流程闭环系统。对重大隐患实行“双验收”制度：整改完成后由设备部门验收，安全部门复核。某焦化厂曾发现循环气体管道支座腐蚀隐患，通过该系统在48小时内完成加固，避免了管道坠落风险。

4.4.3外包作业管控强化

对检修外包单位实行“准入-过程-退出”全周期管理。准入阶段审核特种作业资质；作业期间派驻安全监护员；退出时进行安全绩效评估。某企业通过该制度将外包事故率从年均3起降至0起，连续两年实现“零事故”检修。

五、

5.1组织保障体系构建

5.1.1安全管理组织架构

某焦化集团成立由总经理任组长的干熄焦安全专项委员会，下设工艺、设备、应急三个专业小组，每个小组配备3名专职安全工程师。委员会每月召开安全例会，分析事故趋势并制定防控措施。某企业通过该架构使跨部门协作效率提升60%，重大隐患整改周期缩短至72小时。

5.1.2安全责任矩阵落地

建立“横向到边、纵向到底”的责任体系，编制《干熄焦安全责任清单》共128项。明确操作工对设备点检负责，班组长对现场监护负责，安全工程师对风险管控负责。某钢厂实施后，责任事故同比下降75%，连续18个月实现零伤亡。

5.1.3安全投入保障机制

设立专项安全基金，按年产值的1.5%计提，重点用于设备改造和应急建设。某企业投入200万元升级循环气体监测系统，当年即避免3起潜在泄漏事故。建立安全投入效益评估模型，每季度核算投入产出比，确保资源精准投放。

5.2制度体系完善

5.2.1全流程安全规程修订

对干熄焦12个关键工序编制《安全操作指南》，新增“异常工况处置”章节。例如循环风机振动超标时，必须执行“立即降速→检查轴承→确认油压→汇报班长”四步流程。某焦化厂通过该规程使操作失误率降低85%，设备故障停机时间减少40%。

5.2.2动态风险管控制度

实施“风险红黄蓝”动态分级制度：红色风险每日巡查，黄色风险每周评估，蓝色风险每月检查。当循环气体含氧量超过2%时，系统自动升级为红色风险，触发全厂级报警。某企业通过该制度将风险响应时间从4小时压缩至30分钟。

5.2.3外包作业安全协议

制定《检修承包商安全准入标准》，要求承包商配备专职安全员，特种作业人员持证率100%。作业前开展JSA分析，明确双方安全责任。某钢厂通过协议将外包事故率从年均5起降至0起，连续两年实现“零事故”检修。

5.3监督考核机制

5.3.1安全绩效量化考核

建立“安全积分卡”制度，将操作合规性、隐患整改率、应急演练表现等12项指标量化。每月对班组进行排名，倒数两名开展专项帮扶。某企业实施后，员工主动报告隐患数量增加3倍，安全绩效达标率提升至98%。

5.3.2飞行检查常态化

组建由安全专家组成的飞行检查组，每月开展不预先通知的突击检查。重点检查设备维护记录、操作人员资质、应急装备状态等。某次检查发现循环气体管道支座腐蚀隐患，48小时内完成加固，避免了管道坠落风险。

5.3.3事故责任倒查机制

对所有事故实行“四不放过”原则：原因未查清不放过、责任人未处理不放过、整改措施未落实不放过、有关人员未受教育不放过。某企业通过倒查发现一起泄漏事故根源是焊工培训缺失，随即开展全员焊接工艺复训。

5.4持续改进机制

5.4.1安全信息共享平台

建立行业干熄焦安全案例库，收录全国32起典型事故案例及处置经验。开发移动端APP，员工可实时查阅事故警示视频和操作规范。某焦化厂通过平台学习“红焦喷出”处置案例后，同类事故减少90%。

5.4.2安全创新激励机制

设立“安全创新奖”，鼓励员工提出改进建议。某操作员提出“排焦器扭矩监测”方案，实施后避免2起设备损坏事故，获得5万元奖励。每年评选“十大安全金点子”，优秀建议纳入企业标准。

5.4.3PDCA循环改进模式

采用“计划-执行-检查-改进”闭环管理。某企业通过PDCA循环持续优化应急流程：计划增加应急照明（P）→实施安装20盏防爆灯（D）→检查发现照度不足（C）→更换为高亮度LED灯（A），使应急照明时间延长至3小时。

六、

6.1数字化转型赋能

6.1.1智能监测系统部署

某焦化集团引入AI视觉识别技术，在干熄炉炉顶安装高清摄像头，通过深度学习算法自动识别红焦喷出、火焰异常等20种危险状态。系统响应时间从人工巡检的30分钟缩短至8秒，准确率达95%。某次深夜突发泄漏，系统自动触发声光报警并启动氮气吹扫，避免了人员伤亡。

6