方晖高剑
(南京市锅炉压力容器检验研究院,江苏南京210000)
垃圾焚烧炉在处理城市生活和工业垃圾的焚烧过程中,会产生大量二恶英等有毒有害的物质,并在炉本体的炉膛、烟道中积留。二恶英等物质成分复杂[1],具有很强的毒性和高致癌性,且具脂溶性,极易被人体吸收,对人体产生不可逆的高度危害。国家质检总局特种设备安全技术规范《锅炉定期检验规则》(TSG G7002—2015)第1.3.4条“检验机构和检验人员的职责”第4条明确规定:“对垃圾焚烧炉或者其他存在有毒有害物质的锅炉进行检验时,应当采取有效的防护措施。”但由于国内垃圾焚烧行业属于新兴行业,特检行业内对垃圾焚烧炉的检验安全知识相对缺乏。
蒙德法是一种常应用于火灾、爆炸、毒性等方面的安全评价方法[2],该方法诞生于道化学公司评价方法的基础上,方法肯定了道化学公司火灾、爆炸危险指数法,又在其定量评价的基础上作了重要的改进和补充。主要是引进了毒性概念和计算,推广到包括物质毒性在内的“火灾、爆炸、毒性指标”的初步计算,再进行安全对策措施加以补偿的最终评价,从而增加了评价的深度[3]。
垃圾焚烧炉一般为自然循环锅炉,具有汽包、集箱、水冷壁、过热器等不同的内外部部件。本文根据焚烧炉检验过程及特点,将垃圾焚烧炉区划分为三个不同的区域,即焚烧炉汽包、焚烧炉本体炉内部、焚烧炉本体炉外部,分别进行安全评价。
(1)单元的主要物质及物质系数:在垃圾焚烧炉检验过程中,焚烧炉本体中会残留可燃、有害、有毒等危险物质,尤其是残留的二恶英物质,极易造成对检验人员的伤害和环境的污染。但由于二恶英的组成成分非常复杂,难以研究,因此本文选取另一具有代表性的H2S为主要研究对象。
根据蒙德法物质系数与特征表[4],查得H2S的燃烧热为514 kJ/mol,得H2S的物质系数为3.87。
(2)确定汽包等三个评价单元的初期修正系数如表1所示。
(3)安全措施补偿参数如表2所示。
(4)查找相关系数评价表[5],得评价结果如表3所示。
(5)小结:上述评价结果显示,焚烧炉汽包内检验H2S危险性较小,而焚烧炉本体炉内部检验在未采取补偿措施之前的H2S总危险性评分最高。通过蒙德法对垃圾焚烧炉检验三个区域采取安全补偿措施前后的各危险环节进行评价,并进行定量分析[6],说明在安全系数等相关指标确定的前提下,应尽可能提高焚烧炉本体炉内部检验的总安全补偿系数。
表1 初期评价危险性
表2 安全措施补偿参数
表3 补偿前后结果比对
对垃圾焚烧炉检验过程采用蒙德法进行评价,将焚烧炉检验过程划分为汽包、炉内、炉外三个区域,通过对代表性气体H2S的各项安全评价指数进行定量计算,并利用定量的方式确定其安全补偿系数,根据安全补偿系数确定相应安全措施的程度,能最大限度地降低检验过程中的相关风险。比如,应加强检验人员的自身安全管理,对垃圾焚烧炉本体炉内部进行充分吹扫,都能大大降低检验的危险性。