危险场所控制室安全的讨论

方原柏

(云南华昆工程技术股份公司,昆明 650051)

0 引 言

2007年国内冶金工厂发生的两起重大事故,是由高温熔体容器滑落倾覆和喷溅造成的,分别导致32人和8人死亡,令人十分痛心。由于两起事故涉及控制室和操作室这样的场所,与从事自控专业的人关系密切,了解事故发生的原因、安全规程、规定的内容、事发现场与规程、规定的内容不相符等,是该文将要讨论的内容。

1 两起重大事故

1.1 清河特殊钢厂钢包滑落倾覆事故

2007年4月18日7时45分左右,清河特殊钢厂发生一起钢包滑落倾覆事故,造成32人死亡, 2人重伤、4人轻伤的特大事故。这一事故被国家安监总局称为“新中国成立以来,钢铁企业发生的最严重的恶性事件”。

事故发生在辽宁铁岭市清河特殊钢有限公司生产车间,当装有30 t,1 580℃钢水的钢包平移到铸锭台车上方2～3 m时,突然整体脱落,钢水包倾覆倒向5 m外正在进行班组开会的交接班室,致使32人全部熔化到冷却的钢里,凝固成一块70 m2的大铁饼。另有6名炉前作业人员受伤,其中2人重伤。受伤的6人当时均在室外操作,才得以逃生。

事故原因分析:违章设置班前会地点,该车间长期在距钢水铸锭点仅5 m的真空炉下方小屋内开班前会;人员安全通道不符合要求,交接班室面向钢水铸锭的操作空间不仅有一扇窗户,还有一道门,而钢水包倾覆后钢水正是通过这道门涌进交接班室。在钢水铸锭操作空间附近的操作人员,面对紧急事故的发生还有路可逃,最后只是受了伤。

1.2 西脉公司喷炉灼烫事故

2007年9月9日上午8时35分,位于甘肃省酒泉市瓜州县工业园区的甘肃西脉新材料科技股份有限公司矿冶分公司铅冶炼厂,在粗铅冶炼建设项目试生产调试期间发生一起“顶吹沉没炉炼铅”喷炉灼烫事故,造成8人死亡、10人受伤,其中重伤3人。

“顶吹沉没炉炼铅”即通常所说的“富氧顶吹熔炼炼铅法”,在铜、锡、铅、镍等金属的冶炼流程中均取得较好效果。该工艺具有处理量大、对物料适应能力强、自动化程度高、能耗低、环保效果好、金属回收率高等优点。“富氧顶吹熔炼”工艺的反应区位于渣层。精矿、熔剂、燃料连续加入炉内,富氧空气输送喷枪头部沉没于熔体中,富氧与物料组分在高温下发生激烈的化学反应,形成的烟气以气泡形式从熔体中逸出并通过烟道进入制酸系统。反应产出的粗铅和富铅渣通过炉体下部的放铅口和放渣口间断放出。

事故发生前,该装置尚处于试生产调试阶段。2007年9月9日凌晨在试车过程中,从加料口喷出一股白烟,约10 t温度高达1 150℃的炉渣将炉顶盖的西面掀开,直接喷向控制室方向,造成8人死亡、10人受伤,其中3人重伤的恶性事故。

造成这起事故的主要原因:生产调试现场指挥人员对熔炼炉产生的“泡沫渣”可能带来的危险认识不足,出现异常情况时违章指挥,未能采取正确处理措施。在事故发生前已有过两次喷渣,其中一次烧毁了加料皮带,但未按规程要求采取调整渣型等措施,而是采取人工加料的方式继续生产。由于炉内长期处于不正常的过氧化状态,造成渣中四氧化三铁达到正常值的3.3倍,炉渣黏度增大,而现场指挥却判断错误,违章指挥两次下枪,未断风、断氧,使进入熔体的气体和产生的烟气无法顺利排出,炉内产生大量“泡沫渣”,气体带动熔体迅速上涨,造成熔体急剧膨胀,高温的熔体及气流瞬间将炉顶盖掀开,并从裂口处高速喷射而出,引发了事故。

事故发生时有3人在控制室,控制室标高为12 m,面积约30 m2,在面向炉体方向有一扇窗户和一道门。当高温熔体冲出炉体后并未立即进入控制室,由于整个厂房是钢结构的,控制室也是全钢结构的,地面是钢板,在高温熔体喷出并覆盖控制室外钢操作平台并进入室内时,热量在一两分钟内迅速通过钢板传递到整个控制室内,所有的钢结构全都发烫,甚至连最外面的窗户栏杆也不能用手触摸,致使在室内的3人无法继续呆下去,先后从控制室的窗户跳到窗外的水泥路面上,结果2人死亡,1人重伤。

2 国内涉及安全内容的相关规程和规范

2.1 化工行业“控制室设计规定”

原国家石油和化学工业局批准的HG/T 20508-2000控制室设计规定[1]中有如下内容:

a)2.1.1条规定:“控制室的位置应选择在非爆炸、无火灾危险的区域内,其位置应符合 GB 50160石油化工企业设计防火规范的规定,如受条件限制不能满足上述规定时,应采取有效的防护措施”。

b)2.1.3条规定:“对于高压和有爆炸危险的工艺装置,控制室建筑物应背向装置,并应使其具有一定抵御外部爆炸的能力”。

c)3.3.3条规定:“控制室地面宜采用水磨石地面,控制室地面应高于室外地面300 mm以上”。

d)3.3.7条第3点规定:“控制室的门应通向既无爆炸又无火灾危险的场所”。

e)3.3.8条规定:“非抗爆结构设计的控制室的窗应朝向无爆炸、无火灾危险的方向设置”。

在原国家石油和化学工业局批准的SH 3006-1999石油化工控制室和自动分析器室设计规范[2]中也有与以上5条规定一致或近似的内容。

2.2 钢铁冶金企业设计防火规范

工程建设国家标准GB 50414-2007钢铁冶金企业设计防火规范[3]在炼钢工艺部分6.7.2条款内容中的第1条规定“:转炉主控室不宜正对转炉炉口,若无法避免时,转炉主控室前窗应设置能升降的安全保护挡板;电炉主控室不得正对电炉炉门。转炉、电炉、精炼炉与连铸的主控室前窗应采用双层钢化玻璃。电炉炉后出钢操作室的门不应正对出钢方向,窗户应有防喷溅保护。”

由此大致可以总结出两条原则:主控室、操作室的门不宜正对冶金炉炉口、炉门;若无法避免时,主控室、操作室窗户应有防喷溅保护,如设置能升降的安全保护挡板或双层钢化玻璃。

2.3 钢铁企业过程检测和控制自动化设计手册

2000年中国冶金建设协会组织编写的钢铁企业过程检测和控制自动化设计手册[4]中列出了以下内容:

a)4.2.2“控制室位置的选择”:“周围环境清洁干净,要避开高潮湿、噪音、烟尘、电磁干扰、有害气体和粉尘区,以及有着火、爆炸、发生机械破坏等危险场所。当无法避开上述环境时,控制室应分别采取隔热、隔音、防尘、防爆炸、防火等措施,因此要尽量利用有利的地形和环境”。

b)12.6.1“一般要求”:安装仪表、自动控制设备的房间,应采用非燃烧的实体墙与危险环境隔开;自动控制设备房间的出口,应通向非爆炸和无火灾危险的环境。

c)12.6.3“控制室,变送器室及变送器箱”:“比空气重的爆炸性气体环境,位于1区、2区附近的控制室和变送器室的室内地面,应高出室外地面0.6 m”。

2.4 冶金企业安全卫生设计规定

原冶金工业部1996-05-02颁布并实施的冶金企业安全卫生设计规定[5]第14条操作室第1点规定“:操作室和休息室应尽量避免正面对着渣口、铁口等高温设施”。

3 对照规范和规定查找原因

将上述两起事故的现场与规范、规定中内容进行比较对照,查找出以下几方面的问题:

a)两个现场应属于有爆炸、火灾危险的区域,不应该将控制室、操作室的位置选在那里。如果说是受条件限制不能满足上述规定时,应采取有效的防护措施。

b)控制室、操作室的门不宜正对冶金炉炉口、炉门,应背向装置。

实际生产现场的控制室、操作室的门是面向装置,正对冶金炉炉口、炉门。清河事故操作室的门面向装置,在距钢水铸锭点仅5 m的真空炉下方,钢包滑落倾覆后,钢水直接通过这道门冲向操作室;西脉事故控制室的门也是面向装置,正对冶金炉炉口,高温的熔体从炉内喷出后堆积在控制室门口并进入控制室。

c)控制室地面宜采用水磨石地面,控制室地面应高于室外地面300 mm(或600 mm)以上。

清河事故操作室、西脉事故控制室的地面都与室外地面平齐,高温熔体进入室内基本没有遇到任何阻力;西脉事故控制室地面是钢板,传热迅速,是导致控制室操作人员伤亡的主要原因。

d)自动控制设备房间的出口,应通向非爆炸和无火灾危险的环境。

清河事故操作室似乎没有通向非爆炸和无火灾危险区域的出口;西脉事故控制室设计只有一道门通向炉子,没有通向非爆炸和无火灾危险区域的出口,最后控制室内的人只有选择跳窗,造成2人死亡、1人重伤。

4 结束语

在谈到安全生产法规时,人们常常说:每一项规定都是用鲜血写成的。认真总结这些血淋淋的事故,让已经发生过的事故不再重演,应该是负有责任的领导和技术人员的职责;而作为普通技术人员和工人,如果对照相关规范、规定,能认识到工作环境存在一些隐患、存在一些不安全的因素,就应该提出建议,力争早日将隐患消除,将不安全的因素转换成安全因素,这对于国家、企业、家庭、个人来说都是好事。

[1] 全国化工自控设计技术中心站.HG/T 20508-2000控制室设计规定[S].2001.

[2] 中国石化集团公司自控设计技术中心站.SH 3006-1999石油化工控制室和自动分析器室设计规范[S].北京:中国石化出版社,2000.

[3] 中华人民共和国建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50414-2007钢铁冶金企业设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2008.

[4] 中国冶金建设协会.钢铁企业过程检测和控制自动化设计手册[M].北京:冶金工业出版社,2000.

[5] 冶金工业部.冶金企业安全卫生设计规定[S].北京:冶金工业出版社,1996.