煤气单元安全生产标准化建设

煤气单元安全生产标准化建设

高森

陕西龙门钢铁有限责任公司  陕西 韩城  715405

摘要：安全生产标准化是夯实煤气系统管理建设基础的重要手段，是对标学习提升煤气系统安全管理水平是最优方法，是开展内外交流优化安全管理机制、创建高效管理模式的主要平台，是提升全员安全素质和安全意识的重要途径。煤气是钢铁生产过程中重要的二次能源，对煤气管网系统运行的有效管理是钢铁企业安全生产、提质增效的重要课题之一。基于水力学相关理论，针对钢铁厂煤气管网建立模拟计算模型，并针对某钢厂的高炉煤气管网开展模拟分析应用。实践表明，应用模型可以对钢铁厂煤气管网系统在正常工况及特殊工况下的运行特性进行定量分析，为煤气系统的安全运行及动态调节提供可靠依据。

关键词：煤气；安全生产；标准化建设

高炉煤气管道是钢铁企业非常重要的组成部分，因为在钢铁企业的运行过程中，高炉在炼铁过程中会产生一些气体，这些气体是可燃气体，可以二次利用，帮助钢铁企业节约燃料成本，因此，对于高炉煤气安全生产应慎重，如果高炉煤气出现裂缝或穿孔，一旦高炉煤气泄漏，一氧化碳进入空气中，不仅容易导致现场工作人员一氧化碳中毒，但也可能导致其爆炸等问题，对于现场工人的安全来说，一旦发生爆炸事故，在钢铁企业中可能会发生连锁反应，对于煤气系统如若采用安全生产标准化能有效控制事故。

一、钢铁厂煤气系统的构成

钢铁厂煤气系统是集煤气资源产生、储存、输配、消耗、富余煤气缓冲及放散为一体的物理系统总称，煤气流在其内部运行。按照煤气流的运行过程划分，煤气系统可分为煤气产生系统、煤气消耗系统、煤气缓冲系统、煤气输配系统和煤气放散系统。煤气产生系统由炼铁工序、焦化工序和炼钢工序构成；煤气消耗系统由烧结厂、炼铁厂、炼钢厂、发电厂、轧钢厂和石灰厂等构成；煤气缓冲系统由高炉煤气柜、转炉煤气柜及自备电厂内锅炉群等构成。此外，煤气系统还包括负责输送煤气资源的复杂管网及提供动力源的加压站所构成的煤气输配系统。当煤气富余量不能够得到合理消纳，需通过放散系统进行点火放散以保证系统安全运行。因为煤气放散会引起环境污染，所以钢铁企业应避免这类现象发生。

二、钢铁厂煤气应用案例分析

钢铁厂生产过程中在消耗大量能源的同时，也产生了大量的副产煤气。高炉煤气、转炉煤气是钢厂在生产过程中副产的优质气体燃料，占企业总能耗的比例很大，是钢铁生产过程重要的二次能源。钢铁厂的副产煤气量非常大，如对于大中型的钢铁联合企业，其煤气回收总量可达 100 万~300 万m3/h，这就对煤气管网系统的输送及储配能力提出了较高要求。对煤气管网运行管理，最有效的处理手段是防患于未然，因此，一些研究针对煤气管网进行仿真模拟，通过仿真对可能的事故工况进行预测分析，为制定应对措施提供支撑。某钢铁厂的高炉煤气管网系统，该厂高炉煤气系统煤气静态平衡表。笔者根据该管网的管道及设备数据建立煤气管网模拟分析模型，并按照煤气系统实际运行的数据为计算边界，分别对正常工况及一些特殊工况下煤气管网运行特性进行模拟分析。

1、正常工况下煤气柜运行状态模拟。采用了该钢铁厂在正常生产工况下的各计算边界的实测数据进行模拟计算，其中煤气柜在对应计算工况下的吞吐情况及柜容变化情况如图所示。

图中在0值上下震荡的曲线表示煤气柜的吞吐煤气量，正值表示煤气进入气柜，负值表示气柜向管网补充煤气。图中连续变化的曲线是柜容随时间的变化情况，计算假设0时刻时柜容为0 m3，从整个曲线可以看出柜容在计算工况下柜容的相对变化情况。模拟计算时长为 3 h，过程中煤气柜柜容变化最大需求为 3300 m3左右，按此计算可以对正常工况下煤气柜柜容的操作空间进行定量估计。

2、高炉休风的工况模拟。在正常生产的情况下假设出现高炉休风，依据操作规程高炉煤气发生量及高炉喷煤的用量在第5 min左右减为0，热风炉在高炉休风后维持原用量1 min，之后减为0。按上述工况设定边界模拟计算得到管网主要用户点的煤气压力变化情况可以看出，由于高炉休风，各用户点的压力均迅速下降，多数用户在 0.5 min 左右压力就降到 5 kPa 以下，已无法满足实际生产的工艺需求。由于整个系统中仅有一座高炉，是系统中唯一的气源，所以建议在高炉休风前，部分用户先停机或者在高炉紧急休风时，部分用户随之紧急停机，以保障管网不出现失压。

3、自备电厂紧急关停的模拟。自备电厂紧急关停的模拟按照第 2 min 时，电厂用量在 1 s 内减为 0，2 min 后启动放散，10 min后启动电厂备用机组进行工况设定。随着电厂的紧急关停，约有22 万 m3/h 的煤气进入煤气柜，而放散开启后，煤气柜的吞（吐）气速度又恢复零左右。整个过程中柜容的相对变化量约为11000 m3。自备电厂紧急关停时管网压力的变化，2 min 时电厂紧急关停，系统压力迅速上升，最高达到 14 kPa，随着后续放散打开以及备用发电机组的投用，压力下降到正常状态。整个过程未出现超过煤气系统的压力安全限值的情况。

三、煤气安全生产标准化的实施过程

1、完善组织机构。煤气系统安全管理机构分为三个层次，即厂级、作业区级和班组级。分别由厂级主要负责人、作业区主管、各班组长担任，厂级主要负责安全管理的策划、决策、监督和对重大事项进行集体研究解决，作业区级负责木区域的安全生产和管控，而班组则采取班组长负责制的模式实施安全管理。通过健全三级安全管理机构，明确安全管理责任，形成了较为完善的煤气系统的安全生产管理网络体系，为各项工作的落实提供了组织保障。

2、保障安全投入。应该本着“安全第一，预防为主，综合治理”的原则，持续加大安全生产投入，其中，危险源整改资金、职业卫生工程资金、具有潜在危险的工艺、设施的改造资金、消防器材设施购置资金、消防设施维护费用、安全装置设施、器材(含标志、标牌)费用资金、特种设备检测、取证资金、防暑降温物品资金、安全培训资金、应急救援培训及演练费用、安全活动费用、安全专项奖、职业健康安全管理体系建立及运行维护费用等等举措有效促进了安全生产标准化的运行。

3、开展安全生产标准化的活动。开展安全生产标准化的活动是依据国家在安全方面的一个方法，企业在安全标准化的要求下对细节进行深入的研究并高效的带入到活动中，进而让参与其中的人员对安全管理知识层面得到进一步的升华，并将所进行的活动在日常中列入考核项目。严格要求每个部门按照计划精确进行开展活动，管理部门抓紧检查实施情况及考核情况等实现精细化的安全管理，通过活动的方式对员工的身心以及安全意识得到提升，从而使得安全管理工作得到进一步提升。

4、强化安全生产管理制度建设。无规矩不成方圆，每个企业都有着自己的企业文化和规矩制度，制度是企业运行的要求。但是制度规则是死物并不能适应各个时代的要求，时代在改变企业不能守旧除新，需要不断地改制完善安全制度。依据企业现存问题以及国家安全方面的法规改变陈旧的制度，从而制定出适合企业本身的安全生产管理制度。安全生产管理制度的改变及制定需要实际了解并调查企业所存在的问题，遵循制度的规则进而实施制度。安全生产标准化需要做到管理有条不紊，管理具有执行力度。不断改善安全生产管理制度，实施制度。安全生产管理制度需要有一些奖惩形式，不能死板推出制度施行制度。

如今经济科技快速发展，安全问题备受人们的关注，也成了人们口中经常讨论的词语。从事煤气行业的企业对安全生产标准化需要重点关注，运用安全生产标准化完善煤气系统安全管理，按照责任主体单一、责任界限清晰、责任内容明确的要求，持续完善安全责任体系和运行机制，推动安全责任落实。

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