???? 在建筑材料工業(yè)中，水泥行業(yè)并不屬于風險較高的行業(yè)，其生產(chǎn)工藝相對而言是比較安全的。特別是在上世紀六十年代初出現(xiàn)新型干法（預(yù)熱預(yù)分解）水泥熟料煅燒工藝之后，由于其生產(chǎn)規(guī)模大、熱耗低、熟料質(zhì)量高等優(yōu)點，已在世界范圍內(nèi)獲得了迅猛的發(fā)展，至今已有近五十年的歷史。我國目前已有各種類型/規(guī)模的新型干法水泥熟料生產(chǎn)線千余條，成為水泥行業(yè)的主流生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)的安全性已為實踐所證明。但是在危險預(yù)知和安全評價工作中如何準確把握其風險控制點和安全評價關(guān)鍵點，確需要引起業(yè)內(nèi)同仁高度重視。
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??????? 一、水泥廠安全評價的關(guān)鍵點把握
??????? 水泥廠安全評價的關(guān)鍵點，在于水泥廠以下三個特有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)施（包括人身安全和設(shè)備安全）。
??????????? ⑴ 熟料燒成系統(tǒng)：屬于高溫熱工系統(tǒng)，煅燒溫度最高達1450℃。主要包括三個部分，即預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)（窯尾）、回轉(zhuǎn)窯和篦冷機。燒成系統(tǒng)的工作特點是：①處于高溫狀態(tài)，②流水線連續(xù)生產(chǎn)。高溫使設(shè)備的故障率增加（除機械故障外還有熱故障），流水線生產(chǎn)使設(shè)備出現(xiàn)故障后，其上下游設(shè)備、甚至整個工藝生產(chǎn)線都得停下來，造成巨大的停產(chǎn)損失。
??????? ⑵ 煤粉制備系統(tǒng)：煤粉屬于易燃易爆物品，必須認真對待。包括原煤均化和儲存、煤磨、煤粉儲存及氣力輸送等環(huán)節(jié)。
??????? ⑶ 余熱發(fā)電系統(tǒng)：主要包括余熱鍋爐、汽輪機及發(fā)電機等設(shè)備，類似于一個小型火電站。其中余熱鍋爐和汽輪機屬于高溫（310～400℃）、高壓（一般1.35 MPa）的特種設(shè)備。
??????? 除此以外的生產(chǎn)工藝和機電設(shè)施，如原料礦物和混合材的破碎、輸送、儲存，生料和水泥的粉磨、水泥包裝，以及供水、供電、機修、物資運輸?shù)容o助生產(chǎn)設(shè)施，均與一般的工業(yè)企業(yè)大同小異，其危險、有害因素的分析和防治措施的要求都是相類似的。
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??????? ??二、水泥廠風險控制要點的把握
??????? （一）水泥廠燒成系統(tǒng)主要事故及預(yù)防措施
??????? 水泥廠燒成系統(tǒng)主要包括三個部分，即預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)（窯尾）、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機。
??????? 1、即預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)（窯尾）的主要工藝事故是預(yù)熱器的結(jié)皮、堵塞。堵塞一旦發(fā)生，處理起來危險性很大，因為采用人工從捅料口去疏通堵塞（用高壓水槍打）是十分危險的，一旦捅通，上面的堵料垮塌下來，這種高溫料流的流動性極強，會從捅料口涌出來，甚至一直通過回轉(zhuǎn)窯從窯頭噴出來造成人員的傷亡。
??????? 造成結(jié)皮、堵塞的主要原因是原、燃料中的鉀、鈉、氯、硫等揮發(fā)性有害元素在窯和各級預(yù)熱器之間發(fā)生的“堿循環(huán)”。在生產(chǎn)過程中，由于這些有害元素在窯內(nèi)的高溫區(qū)揮發(fā)，又在預(yù)熱器系統(tǒng)的某個低溫部位凝結(jié)，或者當物料的易燒性不好，煅燒溫度過高時，又或者是窯內(nèi)有不完全燃燒出現(xiàn)還原氣氛時，都會使這些元素循環(huán)富集，黏附在預(yù)熱器系統(tǒng)的某個相對穩(wěn)定的襯壁上，形成越來越厚的結(jié)皮，如果這些結(jié)皮沒有得到及時的處理，就會導(dǎo)致預(yù)熱器系統(tǒng)的堵塞。堵塞的直接后果是使預(yù)熱器出口的有效斷面縮小，系統(tǒng)阻力增大，總風量減少，從而影響窯系統(tǒng)的產(chǎn)量，甚至中斷生產(chǎn)。嚴重的堵塞甚至會使生料連續(xù)堵到喂料口，形成“灌香腸”現(xiàn)象，這數(shù)十噸額外的事故荷載會嚴重威脅到窯尾塔架的結(jié)構(gòu)安全。
??????? 預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)事故主要預(yù)防措施包括：
??????? ① 嚴格控制原料中有害組分的含量，其中，石灰石礦石要求：R2O(K2O+Na2O)≤0.6～0.8%, SO3≤1%, Cl-≤0.03%； 其他校正原料中的MgO≤3.0%, R2O≤2%, SO3≤2%；生料中的R2O≤1.0%；均化后煤的全硫含量≤3.0%,窯內(nèi)的硫堿摩爾比≤1.0（一般為0.6～0.8）。這就要求石灰石礦山進行均化/搭配開采，并且也是礦山的夾層和剝離物能否綜合利用的制約因素之一。
??????? ② 燒成系統(tǒng)應(yīng)保持穩(wěn)定的熱工制度，減少堿循環(huán)量。必要時可采取旁路防風、窯灰排放（即窯尾收塵器排出的窯塵不再入窯）等技術(shù)措施。
??????? ③ 加強密封措施，防止冷風漏入。由于窯尾和低位預(yù)熱器的熱物料特別容易在冷的地方，尤其是在漏風點附近凝結(jié)成結(jié)皮，因此，在窯喂料端密封處、預(yù)熱器卸料閥以及在低位預(yù)熱器上，應(yīng)竭力防止有漏風點存在。此外，冷風的漏入還會造成熱損失，使系統(tǒng)的能耗增加。
??????? ④ 在容易結(jié)皮的卸料錐體處設(shè)置空氣炮，按一定的頻率定時輪流吹堵清掃，防止結(jié)皮的進一步發(fā)展。
??????? 2．回轉(zhuǎn)窯的主要工藝事故：
??????? ⑴ 停電事故。湖南新華水泥廠的事故實例：雷擊造成停電停窯，隨后的大暴雨造成窯體嚴重翹曲變形，窯襯碎裂、大窯報廢，并且頂壞窯封，使全廠被迫停產(chǎn)。其教訓是廠區(qū)總降壓站的防雷設(shè)計必須有高標準的要求；在事故停電后，應(yīng)急電源（自備柴油電站）必須在5～10分鐘內(nèi)及時啟動，提供保安電源，使回轉(zhuǎn)窯的輔傳能進行慢速盤窯，防止窯體變形?，F(xiàn)在一般在水泥廠設(shè)計中已將窯的輔助傳動、窯尾高溫風機、篦冷機風機、中控室（CCR）、消防水泵等列為一級負荷，實施雙回路供電，以切實保證供電的穩(wěn)定性。
??????? ⑵ “紅窯”事故。在正常生產(chǎn)時，窯胴體的外表溫度不超過250～320℃（燒成段），這是耐熱鋼可以承受的正常工作范圍（指強度、剛度）。但如果窯內(nèi)的耐火磚發(fā)生局部掉磚，或嚴重磨損變薄的現(xiàn)象，就會使高溫熟料（1300～1450℃）接近甚至直接接觸窯殼體鋼板而發(fā)生“紅窯”事故（暗紅色，約400～600℃），使鋼板變軟，嚴重時使窯體變形，無法正常運轉(zhuǎn)。由于回轉(zhuǎn)窯耐火磚的工作條件極其惡劣，它們長期受到高溫的熱腐蝕、孰料反應(yīng)的化學腐蝕、窯轉(zhuǎn)動時的交變機械應(yīng)力和熱應(yīng)力的疲勞破壞，這三重影響的疊加，加上可能存在的耐火磚自身的質(zhì)量問題或者砌筑、安裝的質(zhì)量問題，使得磨損、掉磚現(xiàn)象在生產(chǎn)過程中難以避免。其預(yù)防措施有：
??????? ① 使用紅外線掃描儀對窯胴體的表面溫度變化實施連續(xù)的實時掃描監(jiān)控，自動記錄窯胴體溫度曲線，發(fā)現(xiàn)溫度異常報警時，立即進行處置，及時停止喂料，防止耐火磚進一步大面積垮塌。
??????? ② 嚴格執(zhí)行預(yù)檢修制度，及時、定期更換腐蝕嚴重的窯襯（耐火磚、澆注料），防患于未然。
??????? 一旦發(fā)生大面積垮磚的停窯事故，將造成企業(yè)巨大的停產(chǎn)損失，停窯處理事故需要花費10～15天的時間，其產(chǎn)值損失高達上千萬元，而計劃性預(yù)檢修的成本要低得多。
??????? （二）煤粉制備系統(tǒng)主要事故及預(yù)防措施
??????? 由于煤粉是易燃易爆物品，長期堆積會發(fā)生自燃，因此煤粉的制備、輸送、儲存系統(tǒng)是水泥廠的另一個危險源。必須有必要的安全設(shè)施預(yù)防火災(zāi)爆炸事故發(fā)生。煤粉系統(tǒng)的安全設(shè)施一般應(yīng)有：
??????? ⑴ CO2自動滅火系統(tǒng)（也可以使用氮氣）：除塵器、煤粉倉內(nèi)均應(yīng)設(shè)CO自動分析儀及溫度測量裝置。液態(tài)的CO2氣體儲存在鋼瓶中，在下列情況下自動噴淋：
??????? ① 除塵器出口的CO 濃度達到1.5% 時報警，超過2%時自動噴淋；
??????? ② 除塵器灰斗、煤粉倉的溫度達到70～90℃時報警，超過90℃時自動噴淋。本系統(tǒng)需要具有資質(zhì)的單位進行設(shè)計、制造和安裝，CO2儲氣鋼瓶及其自動噴淋裝置屬于壓力容器設(shè)備。
??????? ⑵ 煤磨收塵器應(yīng)采用專用的防爆型袋收塵器，煤粉倉、選粉機及收塵器應(yīng)安裝防爆閥，以確保事故發(fā)生時能夠及時泄壓。
??????? ⑶ 煤粉倉應(yīng)保持煤粉的流動性，不能長期積壓儲存煤粉（因為有自燃的可能性）。在設(shè)備檢修期間，應(yīng)當放空倉內(nèi)的煤粉。事故實例：某水泥廠在煤粉倉焊補時發(fā)生爆炸事故，其教訓是焊補前必須排空倉內(nèi)煤粉，并充分通風，降低煤塵濃度。
??????????? （三）余熱發(fā)電系統(tǒng)主要事故及預(yù)防措施
??????? 水泥廠的余熱發(fā)電裝置包括窯頭、窯尾的余熱鍋爐及其管道系統(tǒng)、汽輪機及其蒸汽和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、化學水處理系統(tǒng)、發(fā)電機及其電器控制系統(tǒng)等，類似于一個小火電站。其中余熱鍋爐和汽輪機屬于高溫（320～400℃）、高壓（1.25～1.5MPa）的特種設(shè)備。
??????? 其特點是水泥廠以水泥生產(chǎn)為主要任務(wù)，余熱發(fā)電系統(tǒng)是其附屬裝置，目的是對熟料煅燒過程中產(chǎn)生的余熱，當作次生能源進行節(jié)能減排的綜合利用而已，這點在性質(zhì)上與火電站的生產(chǎn)目的有所不同。因此，水泥廠的余熱發(fā)電必然受制于水泥生產(chǎn)線，它必須在保證水泥熟料質(zhì)量、產(chǎn)量、綜合能耗的前提下進行運行。窯系統(tǒng)的余熱有波動時，對發(fā)電系統(tǒng)的能力產(chǎn)生波動是很自然的事情（這對火電站是不允許的）。此外，余熱發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)的電能并不上網(wǎng)，而是本廠自用，故對其供電質(zhì)量（指電壓、電流、頻率、相位等電參數(shù)的穩(wěn)定性）的要求不像火電站那樣嚴格。但余熱發(fā)電需要與外接電源并網(wǎng)向本廠供電，而水泥廠有不少大型的高壓變頻調(diào)速電機裝置，因此對自發(fā)電的供電質(zhì)量還是應(yīng)該有所控制。
??????? 從安全角度看，余熱發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：
??????? ⑴ 其安裝精度、熱膨脹間隙的預(yù)留、管道焊接、試壓試驗、強制報檢報驗的項目、系統(tǒng)調(diào)試等方面，除了執(zhí)行電力相關(guān)標準規(guī)范外，還必須執(zhí)行壓力容器行業(yè)的有關(guān)規(guī)定。如《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》等。
??????? ⑵ 在窯系統(tǒng)有故障（如窯尾風機、篦冷機風機故障、預(yù)熱器堵塞等），造成熱工制度波動、發(fā)電系統(tǒng)工作不正常時，應(yīng)具有自動保護功能，以保證設(shè)備的安全。因其熱源的穩(wěn)定性比火電站要差。
??????? ⑶ 要嚴格控制原水的水質(zhì)，以確?；瘜W水處理系統(tǒng)的軟水處理能力，確保鍋爐的及時補水。鍋爐結(jié)水垢是影響熱交換效率和鍋爐安全運行的主要因素。