双蓄热加热炉的安全分析

窦建辉?王月红

摘 要：本文针对邯钢棒二双蓄热加热炉进行安全风险分析，整理出其中常见的以及潜在的危险源，运用层次分析法对存在的风险因素进行辨识，并对其进行改进，提出相应的优化措施进行规避风险，从而使轧钢更安全更高效的进行。

关键词：双蓄热加热炉;风险分析;层次分析

加热炉是轧钢生产线的重要设备，也是典型的耗能设备。目前，能源和环境问题日益突出， 我国钢铁企业节能减排任务艰巨，蓄热式燃烧技术符合钢铁企业推行高效、清洁生产技术的要求。蓄热式加热炉是基于蓄热式热交换原理和高温空气燃烧技术的新型加热炉，与普通加热炉相比具有降低了燃料的限制、节能、降低环境污染等优点。同时，蓄热加热炉的设备和管路复杂，对控制要求较高，管道阀门接口多，监控系统复杂，降低了系统的安全性。因此，蓄热加热炉的安全性显得尤其重要。本文通过对加热炉存在的安全风险进行分析，并进行改进，提出相应的优化措施进行规避风险。

一、风险分析的基本理论

风险分析的概念：风险是指危险或危害事件发生的可能性与后果严重程度的综合度量，即活动或事件是消极的，人们不希望的后果发生的潜在可能性。具体地说，风险一般应具备以下要素：

①事件（不希望发生的变化）;②事件发生具有不确定性;③风险的影响（后果）;④风险的原因。

风险具有客观性、普遍性、偶然性、可测定性、损失性、不确定性和发展性。

风险分析包括风险识别（辨识）、风险估计与风险评价，具体步骤如图1。

图1风险分析步骤

目前常用的风险评价分析方法有定性分析法、定量分析法和定性定量综合分析法，这些方法的原理和特点各不相同，有着各自的优缺点和适用范围。层次分析法为定性半定量的分析方法，是将复杂风险问题分解为若干层次和要素，通过比较、判断和计算，得到他们的重要程度，最后合成整个项目风险。

二、主要事故类型及分析

在生产连续运行过程中，由于各种人为或偶然因素的影响，以及设备质量、使用环境、寿命等原因，难免会产生各种故障。加热炉各种危险源有：高温、机械设备、煤气爆炸、煤气中毒、着火、电气、氮气、噪声等。根据事故统计分析蓄热加热炉主要的事故类型及影响分析见表1、表2。

表1  蓄热加热炉事故类型及影响分析

事故类型 事故原因 事故发生可能性 事故影响

加热炉爆炸 达到爆炸条件 D 设备损坏，人员伤亡

管道爆炸 达到爆炸条件 D 设备损坏，人员伤亡

煤气中毒 煤气泄漏 E 人员中毒

着火 煤气泄漏，高温或明火 E 设备损坏，人员伤亡

炉顶塌落 结构性能差，外部受力 E 设备损坏，影响生产

机械伤害 触动运行设备 D 人员碰伤

高温烫伤 触碰高温物体 C 人员烫伤

排水器击穿 煤气压力过大，水位低 E 人员中毒

粘钢事故 炉温过高，高温保温时间长 C 影响生产

表2  事故发生可能性分级

级别 发生可能性 级别 发生可能性

A 经常发生 D 很少发生

B 容易发生 E 不易发生

C 偶尔发生 F 极难发生

由分析事故可能发生的条件为：①电气设备、机械设备安全防护装置受外力破坏;②联锁装置、信号装置、检测装置失灵或损坏;③设备安装或使用时存在缺陷;④操作人员冒险操作、误操作、违章作业;⑤管理人员违章指挥;⑥未佩戴或配备符合标准的劳动防护用品或防护设备等。

三、蓄热加热炉风险因素分析

针对蓄热加热炉事故类型进行风险因素分析，确定加热炉系统R为目标层，人员风险R1、设备风险 R2和环境风险R3为 3 个风险因素准则层，人员操作规范程度R11、人员防护水平R12、职工安全教育程度R13、煤气系统设备风险R21、运转设备风险R22、其他设备风险R23、有害气体风险R31、粉尘危害风险R32、噪声危害风险R33、高温和热辐射R34、触电伤害风险R35、机械伤害风险R36为 12 个风险子因素子准则层。加热炉风险评价层次递阶结构模型如图 2所示。

图 2层次递阶结构模型图

根据加热炉影响因素分析，分别列出准则层和子准则层的判断矩阵，如表3-1、3-2a～c 所示。

表 3-1 准则层 Ri相对于目标层 R 的判断矩阵

R R1 R2 R3

R1 1 1/2 1/5

R2 2 1 1/5

R3 5 5 1

表 3-2a 子准则层 R1j相对于准则层 R1的判断矩阵

R1 R11 R12 R13

R11 1 1/2 2

R12 2 1 2

R13 1/2 1/2 1

表 3-2b 子准则层 R2j相对于准则层 R2的判断矩阵

R2 R21 R22 R23

R21 1 2 2

R22 1/2 1 1

R23 1/2 1 1

表 3-2c 子准则层 R3j相对于准则层 R3的判断矩阵

R3 R31 R32 R33 R34 R35 R36

R31 1 3 3 3 3 3

R32 1/3 1 3 1 1/2 1/2

R33 1/3 1/3 1 1/3 1/5 1/3

R34 1/3 1 3 1 3 1

R35 1/3 2 5 1/3 1 1

R36 1/3 2 3 1 1 1

計算各判断矩阵的最大特征值λmax。根据总权重向量，确定出各基本风险因素对加热炉系统的的影响程度，得出加热炉系统的主要控制风险因素为煤气系统设备风险、员工防护水平和安全教育、有害气体风险。

四、风险控制与安全措施

1. 煤气系统设备风险控制

（1）加强点检，确保煤气系统安全设备的有效运行。

（2）煤气管道及阀门等，在使用中要经常检查它们的严密情况，发现问题要及时处理。

（3）提高系统监控的可靠性，增强故障联锁处理功能，及有声光报警。

（4）规范煤气系统设备操作程序，完善操作过程，避免出现漏洞。

（5）加强设备的维护与更换，定期更换密封件。

2. 员工防护水平和安全教育风险控制

（1）加强煤气操作岗位人员的安全教育，严格执行《煤气安全操作规程》。

（2）定期检验报警器及呼吸器处于有效状态。

（3）加强安全管理，完善加热炉突发事故的处理程序，加强应急演练，熟练掌握。

（4）煤气仪表和报警装置等，应由专人操作，并经常检查保持良好，如发现问题立即报告有关部门处理，到现场操作必须携带报警器。

3. 有害气体风险控制

（1）加热炉煤气区域应设有明显的危险标志，以提示行人注意。

（2）对煤气泄漏完善应急程序，有效处理。

（3）加强对有害气体的认识，熟习危害程度及处理方式。

作者简介：窦建辉，男，本科，高级工程师。

王月红，女，副教授。