电捕焦油器危险性分析及安全对策措施

孙水江

（青海煤矿安全监察局安全技术中心，青海西宁 810008）

0 引言

在铝生产工艺中，炭素焙烧作为整个生产工艺的一环非常重要，目前为了保证炭块焙烧工艺中的达标排放，在焙烧系统中配置了电捕焦油器来进行焙烧烟气的收集和处理，效果较为理想，但在使用过程中如操作或管理不当会出现烟气着火，烧毁电捕焦油器内部设施或使风机损坏，严重影响了焙烧工序的正常生产。本文结合电捕焦油器的运行原理及一些工厂的现场经验，对设备的危险有害因素进行了分析，并提出了安全对策措施，望对同类厂家有一定的借鉴参考作用。

1 电捕焦油器工作原理

焙烧炉在燃烧过程中排出的废气成份主要有氟化物、沥青焦油、炭粉尘及SO2。这些废气对环境影响较大。目前，各大铝厂普遍采用电捕焦油器系统来进行处理，来自焙烧炉的烟气首先经过旋风除尘器利用重力和离心力的作用将废气中的炭粉收集处理掉，其次经冷却塔喷雾冷却，将废气降温至90±5 ℃，再进入电捕焦油器处理。电捕焦油器是由高压静电装置（包括控制器、高压发生器）和除尘器本体组成。电捕焦油器的主要工作原理是：用高压直流电在电极和极板之间形成强大的电场，使电极和极板之间的气体电离，废气经过时被电离，同性相斥异性相吸，在电场力的作用下被吸附在极板上，在重力的作用下自流到除尘器的底部，通过螺旋给料机排出。

2 电捕焦油器危险性分析

电捕焦油器生产使用过程中存在主要危险因素是火灾，其他还有灼烫、触电伤害、高空坠落等危险。

2.1 火灾

电捕焦油器存在着火的危险性，如果在生产过程中不严格按操作规程操作，有可能会引发火灾且燃烧速率很快（表1）。

表1 电捕焦油器火灾危险性分析

2.2 灼烫

电捕焦油器会使用蒸汽来使焦油保持较高的温度，使其流动性较好，便于收集。蒸汽管路可能由于蒸汽管道长期振动而导致蒸汽泄漏，造成工作人员的烫伤，同时电捕焦油系统管路也可能由于人员不小心接触而引起烫伤。

2.3 触电危害

电捕焦油器中包含高压控制设备、高压整流设备，如果工作人员有意、无意触及或过分接近带电体（包括正常不带电，而发生事故时可能带电的配电装置与电气设备外露可导电部分）、工作人员误操作、误入带电区域，均有可能造成触电事故，对人员造成触电伤害。

2.4 高处坠落

电捕焦油器的操作、维修涉及很多高处作业的工作，容易造成作业人员的高处坠落危险。

3 电捕焦油器危险性分析

图1 电捕系统故障事故树

本文采用事故树分析法对电捕焦油器进行危险性分析。从特定的事故或故障开始，逐层分析其发生原因，一直分析到不能分析为止；将特定的事故和各种原因（危险因素）之间用逻辑门符号连接起来，得到形象、简洁地表达其逻辑关系（因果关系）的逻辑树图形，即事故树。实质就是求取该事故树的最小割集或径集，把引起顶上事件发生的基本事件的集合称为割集，凡不包含其他割集的叫最小割集。

本系统顶上事件发生的最小割集为12 个，即{X1}，{X2}，{X3}，{X4}，{X5}，{X6}，{X7}，{X8}，{X9}，{X10}，{X11}和{X12}。根据故障树的基本事件结构重要度分析理论，在系统中最小割集的基本事件的割集重要度系数为：I（X1）=I（X2）=I（X3）=I（X4）=I（X5）=I（X6）=I（X7）=I（X8）=I（X9）=I（X10）=I（X11）=I（X12）=1/12。

4 电捕焦油器的安全对策措施

4.1 预防火灾的安全对策措施

（1）保持电捕焦油器合适的废气温度。废气温度过高，不利于焦油的捕集，烟气温度过低，焦油就会在废气气流的转弯处和气流放缓处沉积下来，形成大量的可燃物，一旦具备火灾三要素，就会引发火灾。在生产过程中可通过调节水喷淋的水量来使电捕焦油器的废气保持合适的温度。

（2）控制好焙烧的工艺条件。阳极焙烧炉的燃烧温度和燃烧时间要严格按照设定好的焙烧曲线运行。尽量提高预热炉室的基体温度，使沥青挥发份排出时能燃烧的比较充分。填充料的配比一定要正确，细料不能太多过细。细料过多过细，一来会被抽入废气中，炽热的细料会形成引火源，二则会和焦油混在一起，积聚在设备中形成可燃物。

（3）加强设备的清理。应定期将设备中焦油和碳粉形成可燃物清除，降低火灾三要素形成的必备条件。可在设备这些部位设置多个检修孔，定期观察定期清理。

表2 求系统FTA 的最小割集

（4）设置排烟架温度监控和声光报警系统，做好预警工作。当温度监控系统发现升温异常时，通过声光报警及时预警，可以在第一时间发现火灾隐患，工作人员可以采取措施将事故消除在萌芽状态中或尽早地控制住火势防止事故扩大蔓延。

（5）喷淋方式采用连续喷淋、分级喷淋，不要使用间断喷淋。连续分级喷淋既可以浇来废气中的炭粉火星，消除点火源，又能起到一定的灭火作用，保护设备。

（6）选择有资质有经验的设备供贷单位和施工单位安装电捕焦油除尘器。

（7）严格按操作规程和检修规程使用和维修。

4.2 预防灼烫的安全对策措施

（1）灼烫部位要有警示标志或隔离装置，避免靠近或不当接触。

（2）定期对设备、管道进行监测、维护，防止高温物质的泄漏伤人。

（3）尽可能实现自动化和远距离操作等隔热操作方式，减少人员直接接触灼烫部位的机会，降低烫伤的概率。

4.3 预防触电的安全对策措施

（1）接地接零保护系统。电捕焦油器系统中有高压直流装置，应设置接电、接零系统。

（2）漏电保护。电捕焦油器系统中必须安装漏电保护器、断路保护器、短路保护器等，一旦漏电就可以自动跳闸切断电源，防止人身触电。

（3）屏护。电捕焦油器的高压设备、变配电设备应增设围栏遮栏，防止人体有意、无意触及或过分接近带电体，同时防止人体误入带电间隔。

4.4 预防高处坠落的安全对策措施

（1）在电捕焦油器的高处作业时必须穿软底鞋、戴安全帽和系安全带，安全带应按规范使用。

（2）电捕焦油器高处需要检修的部位应设置防护栏杆、踢脚板、楼梯；梯子、平台应采用花纹负板，防止人员滑倒跌落，并在醒目位置放置防滑防摔警示牌。对梯子、栏杆应加强检查、维修，防止因腐蚀而发生意外事故。

（3）在电捕焦油器高处检修作业时，应随身携带好工具袋，不使用的工具应及时放入工具袋，较大的工具、备品配件不得放在工作点边缘，以防止从边缘掉落砸伤下面的人员。