电石生产工艺安全控制指导意见

电石生产工艺安全控制指导意见 编制说明 为规范 指导全省涉及电石工艺的安全控制改造工作 指 导设计单位相应的安全控制设计工作 并为各级安全监管部门 监督检查相关企业的安全控制改造工作提供参考 云南省安全 监管局组织有关设计单位和专家 依据国务院安委会办公室 关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见 安 委办 2008 26 号 国家安全监管总局关于公布第二批重 点监管危险化工工艺目和调整首批重点监管危险化工工艺中部 分典型工艺的通知 安监总管三 2013 3 号 等文件和有 关标准规范 制订了 云南省电石生产工艺安全控制指导意见 本指导意见由概述 电石生产工艺简介 电石生产工艺危 险性 主要安全设计措施的内容 重点监控的工艺参数及安全 监控基本要求五部分组成 由于各单位的产品工艺及装置有差 异 各有关单位在执行本指导意见时 应结合企业实际 深入 分析工艺装置的运行状况和存在的问题 按照 安全 可靠 经济 实用 的原则进行设计 施工和改造 并认真总结遇到 的问题 以便进一步修订完善本指导意见 本指导意见的编制由昆明阳光恒邦工程勘察设计有限公司 承担 陈樑 余建川 赵立华 曹极飞 杨润光 罗海阳 田 2 海涌等有关专家参与编制工作 一 概述 电石生产是以石灰和炭素材料 焦炭 兰炭 石油焦 冶 金焦 白煤等 为原料 在电石炉内依靠电弧热和电阻热在高 温下进行反应生成电石的过程 化学反应式 GaO 3C CaC 2 CO 开放型电石炉多为人工加料 生产工艺落后 能耗高 十 一五 期间 已经被强制淘汰 以电石炉结构划分 目前运行 的电石炉分为 内燃式和密闭式 内燃式电石炉是在电石炉上 增加了炉盖 自动或半自动的加料系统和除尘器 使得电石生 产过程中生成的一氧化碳在炉内燃烧后的烟气 被置于炉上的吸 气罩抽出 送至其他装置系统进行热能再利用 密闭电石炉中的 电化学反应在密闭环境中进行 外部的空气不能进入反应电石 炉内 反应生成的一氧化碳气体被抽出 经除尘 净化后送至其 他装置作为化工原料或燃料使用 二 电石生产工艺简介 电石生产主要包括原料系统 电石炉系统 电石冷破包装 系统 以及尾气净化 尾气利用等工序组成 一 原料系统 原料系统工序包括 焦炭和生石灰经破碎 烘干 计量 配料后 由斗式提升机送入电炉车间料仓内 由炉顶布料设施 胶带输送机和环形布料机将料送入炉顶环形料仓 再由加料管 分批加入电炉内等步骤 二 电石炉系统 电石炉是由炉体 炉盖 电极把持器 电极压放和电极升 降装置等组成 是生产电石的主要设备 电石炉由变压器供电 炉料在电炉内依靠电弧热和电阻热达到2000 的高温反应生成 电石 并放出一氧化碳气体 熔融电石由出料口排出 流到冷 却小车上的电石锅内 由卷扬机将小车拉到冷却厂房进行冷却 三 电石冷却 破碎及包装 冷却凝固后的电石 用桥式吊车和单抱钳将电石从电石锅 内吊出 放在地面上冷却 冷却的块状电石经破碎到合格粒度 后 送入成品库 四 炉气净化回收利用 内燃式的电石炉炉气主要用于余热锅炉系统 密闭电石炉炉气通常经热管式空气预热器降温 除尘 净 化后送至石灰窑生产系统 或兰炭烘干系统 或作为锅炉燃料 或作为化工原料用 三 电石生产工艺危险特性 电石生产过程中涉及的危险性原料 产品或副产物主要有 焦炭 电石 一氧化碳 氢气 乙炔等危险物质 电石炉生产 4 工艺操作具有火灾 爆炸 烧伤 中毒 触电等危险性 电石 遇水会发生激烈反应 生成乙炔气体 具有燃爆危险性 电石 的冷却 破碎过程具有人身伤害 烫伤等危险性 反应产物一 氧化碳有毒 与空气混合达到爆炸极限遇点火源易产生燃烧和 爆炸 生产中漏糊造成电极软断时 会使炉气出口温度突然升高 炉内压力突然增大 造成严重的爆炸事故 具体包括 一 焦炭在贮运及筛分的过程中 可能产生焦炭粉尘与 空气形成爆炸性粉尘混合物 遇到明火或点火源等会产生粉尘 爆炸事故 焦炭在干燥窑干燥 温度较高 有可能引起煤粉尘燃 爆和火灾 二 电石炉内温度达1900 2200 所产生的电石炉尾 气主要成份为一氧化碳 同时还有氢气等 具有火灾 爆炸 烧 伤等危险性 所涉及一氧化碳和氢气为爆炸范围较宽的可燃性 气体 与空气混合达到爆炸极限时 遇点火源易发生火灾 爆炸 事故 三 电石炉变压器 电极把持器 电极压放和电极升降 存在强电流和高电压 在生产工艺操作过程存在触电的危险性 四 电石炉正常运行时应为微负压至微正压操作 压力 过高会使得一氧化碳气体外泄 如果负压操作会使得氧气进入 系统 达到爆炸条件 发生爆炸事故 五 电石炉设备管道夹套水冷却系统若漏水 且进入电 石炉内部 会产生氢气 易引发爆炸事故 六 生产中漏糊造成电极软断时 会使炉气出口温度突 然升高 炉内压力突然增大 造成严重的爆炸事故 七 密闭电石炉尾气的成份主要为一氧化碳 该气体为 可燃 有毒气体 在生产作业过程或炉气净化和利用过程中 如 发生泄漏或检修前空气置换不充分 易造成人员中毒 达到爆炸 极限 遇点火源有发生火灾爆炸的可能 八 电石的冷却 破碎过程具有人身伤害 烫伤等危险 性 九 产品电石贮存时 遇水或潮湿空气产生乙炔 乙炔 具有燃爆危险性 积累达到爆炸极限 遇点火源可能发生火灾 爆炸事故 十 变 配电站有可能发生电气火灾 爆炸事故 四 主要安全设计措施的内容 一 设置生产装置重要参数的远传监控系统 设立安全联 锁停车系统或具有安全联锁停车功能的其他紧急停车系统 确 保操作人员及生产过程和设备的平稳 安全运行 二 在料仓设置料位监控 低位报警装置 三 密闭电石炉应设有氢 氧 一氧化碳等气体在线自动 分析仪和声 光报警联锁装置 6 四 电石炉本体应设炉压检测装置 炉盖设置泄爆口 以 及炉盖温度实时测量仪表 五 在变压器室 电极升降 压放平台 电石出炉口 炉 面操作区域 环形料仓及电极筒焊接平面 电石库等重要和危 险地点设置视频监控系统 六 在变压器 电石炉等主要设备的冷却水系统设置温度 流量 压力检测报警 七 变压器油温监控和油水冷却器水油压差检测报警 八 在可能出现焦炭粉尘与空气形成爆炸性粉尘混合物环 境按相关规范进行爆炸性粉尘环境设计 可能出现一氧化碳或 乙炔气体与空气形成爆炸性气体混合物环境按规范进行爆炸性 气体环境设计 九 在环形料仓 电石炉炉面 以及可能泄漏或聚集一氧 化碳气体的区域 应按规范设置一氧化碳有毒气体检测报警仪 现场应用声光报警 并将信号引至控制室 十 工艺系统以及在重要压力设备应设置安全阀 爆破板 片 等防爆泄压系统 在尾气利用存在有可燃性物料的管路 系统设立阻火器 水封等阻火设施 十一 在主控室 焊接电极壳岗位配备正压式空气呼吸器 五 重点监控的工艺参数及安全监控基本要求 一 电石炉系统 序 号 工艺参数或 联锁条件 监控要求或联锁控制对象 备 注 一 配料 上料和布料输送系统 1 料仓料位 显示 高低限报警 低低限报警延时与停炉形成联锁 2 中间料仓料位 显示 低限报警 3 原料称重和 输送系统控 制 设置自动称重配料控制系统 在控制室显示输送 设备运行信号 设置配料 物料输送设备故障报 警 以及物料输送设备停车控制系统 4 物料输送系统其它要求 在物料输送系统设置视频监控 设置启停现场声光报警 二 电石炉 1 电石炉内压力调节 设置炉内压力显示 高限报警 低限报警 并与 净化总阀 放散阀构成自动调节控制回路 高高 限及排空形成联锁 以及与炉气净化风机构成自 动调节控制回路 2 炉气组分 在电炉出口设置炉气中氢气 氧气 一氧化碳浓 度在线检测 并设置氢气含量高限报警 高高限 报警联锁停电石炉及净化系统 3 电极压放 设置电极压放自动控制 显示压放长度或次数 设置一次测电流显示 报警 设置一次测电压显示 报警 设置电极电流显示 报警 设置电极电压显示 报警 4 电炉电极主要控制参数 设置有功功率显示 报警 8 在液压系统设置油温显示 高限报警 在液压系统设置油位显示 低限报警5 液压站 在液压泵设置显示油泵出口压力 低限报警 故 障报警 6 电极加热器 设置温度显示 高限报警 7 电极把持器 位置 设置显示把持器位置 低限报警 循环水热 冷水池液位显示 在进电石厂房循环水总管设置压力或流量检测 并在中控室显示 低限报警 备有应急用冷却水或备用电源 并与循环水总管 连锁 设置循环水流量显示 和低低限 循环水断水 联锁停炉 或设置应急用冷却水备用系统并与循 环水总管联锁 电炉水分配器支路压力显示 报警 电炉水分配器支路温度显示 报警 各夹套设备及管道冷却水温度高限报警 8 循环水系统 炉盖 底部环 接触元件 密封段等关键设备回 水温度超温报警 断水报警 9 炉盖温度 显示 报警 在控制室设置紧急停炉按钮10 电 炉 安 全 停 车 在控制室设置全系统紧急停车按钮 11 电 石 炉 主 要 安全 附 件 要 求 设置炉盖泄爆孔 出炉岗位设隔热挡板 12 一氧化碳有毒气可燃气 在控制室 电石炉操作炉面 电极压放楼面 电极筒焊接平面 混合料仓 环形加料机处等处设 体泄漏检测 置固定式一氧化碳有毒有害气体在线检测仪 设 置高限报警 并将检测信号引到控制室 13 视频监控系 统 在变压器室 电石出炉口 电石炉操作炉面 电 极压放楼面 电极筒焊接平台 冷却破碎场地 电石成品库或料仓设置视频监控 并将信号引到 中控室 14 其他 在主控室 操作室 电石炉操作炉面 电极筒 焊接平台等岗位配备正压式空气呼吸器 便携式 一氧化碳检测仪 三 变压器 变压器油温显示 高限报警 变压器本体轻瓦斯显示报警 变压器本体重瓦斯显示 报警 有载开关本体重瓦斯显示 报警 电气保护动作自动跳闸 停电炉变压器 有载开关本体轻瓦斯显示报警 油水冷却器进水温度显示 油水冷却器进水压力显示 高限报警 油水冷却器进水管水流状况断流报警 联锁控制 停变压器 变压器油箱的液位显示 差压变送器 且有高 低 低低报警 1 变压器 设置变压器事故油池 二 炉气净化系统 序 号 工艺参数或联 锁条件 监控要求或联锁控制对象 备 注 1 进净化系统炉 气温度 显示 高限报警 10 2 净化系统进口 炉气组分在线 检测 显示炉气中氢气 氧气 一氧化碳等组分浓度 氧气含量显示 高限报警 高高限联锁切断气 路停净化系统 氢气含量显示 高限报警 高高限联锁切断气 路停净化系统 3 净化系统出口 炉气组分在线 检测 一氧化碳含量显示 低限报警 与放空阀联锁 净化系统主要设备进出口设置压力显示 净化系统粗 净气风机等设备运行 故障 信 号引入控制室 在控制室设置粗 净气风机跳闸信号显示 报 警 并联锁停炉气净化装置等 粗气 净气风机跳闸或风机故障时联锁打开净 化排空阀 关闭净化烟气管道阀 打开电炉主 烟囱阀等安全泄放系统 在炉气净化系统配有氮气置换装置 在净化系统安装防爆膜 有毒有害气体排空需点火放散 4 其他 在炉气净化操作 炉气利用等可能发生含一氧 化碳气体泄漏的区域设置一氧化碳有毒有害气 体固定式检测探头 并设置高限声光报警 将 检测信号引至控制室 三 电石库 序 号 工艺参数或联 锁条件 监控要求或联锁控制对象 备 注 电石破碎 储存 1 电石成品料仓 设置乙炔可燃气体含量检测和声光报警系统 设置视频监视系统 并引入控制室 2 电石冷却 破碎场地 设置视频监视系统 并引入控制室 四 公用工程及其它 序 号 工艺参数或 联锁条件 监控要求或联锁控制对象 备 注 一 供气供水等公用工程 1 进电石厂房 压缩空气总 管压力 显示和低限报警 2 进电石厂房 氮气总管压 力 显示和低限报警 3 仪表空气压力 显示和低限报警 4 循环冷却水总管压力 显示 低限报警 高限报警 低低限停炉 二 其它 1 电石炉 净化系统 炉气利用系统设置人工紧急停车设施及措 施 2 存在火灾爆炸的危险区域设置火灾报警系统 3 生产装置中重要的泵 风机和压缩机的操作控制应能实现控制 室遥控操作及现场就地操作 4 各种传动设备的外露运转部位安装防护设施 5 可能出现粉尘与空气形成爆炸性粉尘混合物环境应按规范进行 爆炸性粉尘环境设计 6 可能出现一氧化碳或乙炔气体与空气形成爆炸性气体混合物环 境应按规范进行爆炸性气体环境设计 12 7 压力容器及压力管道设置安全泄压设施 8 存在有可燃性物料的管路系统设立阻火器 水封等安全设施 9 存放和使用放射性危害的部位设置保护设施和措施 备注 表示内燃式电炉不要求 抄送 国家总局 省发改委 省工业和信息化委 省质监局 云南省安全生产监督管理局办公室 2013 年 8 月 9 日 印