摘 要：預分解系統(tǒng)的結皮、堵塞是預分解窯生產(chǎn)企業(yè)都需要面對的問題。清理結皮、堵塞過程中，如操作、防護、管理不當，則極易造成高溫物料傷人事故。本文通過對水泥工廠預熱器清堵事故的調研、統(tǒng)計和分析，并結合主持編制《水泥工廠預熱器清堵安全規(guī)程》(AQ標準)的體會，探討預分解系統(tǒng)人工清理結皮、堵塞作業(yè)安全措施，供讀者參考。
關鍵詞：水泥工廠;預熱器;人工清堵;安全措施;探討
1 前言
預分解(也稱窯外分解)技術是指將已經(jīng)過懸浮預熱后的水泥生料在達到分解溫度前，進入到分解爐內(nèi)與進入爐內(nèi)的燃料混合，在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料燃燒熱，使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣的技術。
在中國，巨大的水泥產(chǎn)業(yè)市場培育了今天中國的預分解窯為核心的新型干法水泥生產(chǎn)技術，在廣大水泥工作者的不懈探求下，并經(jīng)業(yè)內(nèi)企業(yè)家的大力推動，通過引進先進技術及裝備、消化吸收、國產(chǎn)化等過程，具有自主知識產(chǎn)權的預分解窯熟料煅燒技術及裝備已經(jīng)成熟，并且預分解窯水泥生產(chǎn)技術已在我國水泥工業(yè)中占主導地位，裝備水平已經(jīng)達到國際先進水平，中國建造的大型現(xiàn)代水泥生產(chǎn)企業(yè)不僅在國內(nèi)取代落后的水泥生產(chǎn)企業(yè)，而且已經(jīng)大批量地涉足國外的水泥行業(yè)。截止2013年底，我國共有預分解窯生產(chǎn)線1714條，水泥熟料產(chǎn)能達17億噸。2013年，我國水泥產(chǎn)量達24.14億噸，其中預分解窯水泥產(chǎn)量約占95%，我國水泥產(chǎn)量已超過世界水泥總產(chǎn)量的60%。
預分解技術及裝備日臻完善，然而在預分解系統(tǒng)的實際運行中，仍然難免出現(xiàn)結皮、堵塞現(xiàn)象，主要原因是影響因素多、情況復雜，往往無法完全控制。
結皮是指生料粉與窯氣中有害組分所形成的粘附在窯尾預分解系統(tǒng)內(nèi)壁的層狀物。系統(tǒng)中有害組分(堿、氯、硫等)的循環(huán)富集是形成結皮的重要條件，局部溫度過高是形成結皮的關鍵因素，此外石灰石中氧化鎂含量高也是結皮的一個因素。實踐表明，預分解窯最易發(fā)生結皮的部位是窯尾煙室、分解爐縮口、最低兩級旋風筒的錐部及下料管等部位。結皮使通道的有效截面積減小，阻力相應增大，影響系統(tǒng)通風。結皮增厚或塌落時，還容易導致堵塞。因此，當預分解系統(tǒng)結皮時，如采用壓縮空氣吹掃無法清除，則必須進行人工清結皮作業(yè)。
堵塞是指預熱器、分解爐、窯尾煙室的狹窄處，因過度結皮或大塊物料棚料，物料不能正常下行的現(xiàn)象。堵塞原因主要有結皮造成的堵塞、預分解系統(tǒng)漏風造成的堵塞、機械故障(鋼鐵件、耐火磚等外來異物，翻板鎖風閥機械故障)造成的堵塞、預分解系統(tǒng)設計不合理造成的堵塞、操作不當造成的堵塞等。當預分解系統(tǒng)堵塞時，如采用壓縮空氣吹掃無法疏通，則必須止料、停窯進行人工清堵作業(yè)。
由于預分解系統(tǒng)容易結皮、堵塞部位的物料、氣體溫度通常在800℃以上，因此人工清結皮、清堵是一項非常危險的作業(yè)，如果操作不當或個人防護不當，則容易被捅料孔噴出的高溫物料、氣體灼燙。當采用高壓水槍清結皮、清堵時，如果作業(yè)人員操作不當也會遭受傷害。
2 事故統(tǒng)計及案例
據(jù)2006年～2013年不完全統(tǒng)計，我國水泥行業(yè)發(fā)生安全事故195起，共造成352人死亡，其中高溫灼燙(包括預熱器清堵、篦冷機清“雪人”、立窯“噴窯”等事故)死亡70人。
據(jù)2007年～2010年不完全統(tǒng)計，我國水泥行業(yè)預熱器清堵作業(yè)共發(fā)生4起死亡事故，造成9人死亡。
2006年以來，預熱器清堵作業(yè)高溫灼燙傷亡事故案例：
2006年11月，安徽某水泥企業(yè)5000t/d熟料生產(chǎn)線的預分解系統(tǒng)C5旋風筒發(fā)生堵料，采用炸藥爆破法對堵塞部位進行炸碎處理，結果發(fā)生爆炸事故，造成操作人員2人死亡、1人受傷。
2008年4月，某水泥企業(yè)燒成車間二名巡檢工在未穿戴隔熱防護服的情況下，對窯尾預分解系統(tǒng)進行捅料作業(yè)，高溫物料突然從捅料孔噴出，二名巡檢工躲避不及身體多處被燙傷。
2008年5月，某水泥企業(yè)窯尾預分解系統(tǒng)突然發(fā)生塌料，高溫物料沖到窯頭篦冷機，正在清理熟料輸送斜拉鏈機地坑的兩位員工，一位因高溫氣體灼燙死亡，另一位灼燙受傷。
2009年9月，某水泥企業(yè)進行預熱器C4旋風筒清堵作業(yè)，在打開人孔門的過程中，大量高溫物料從人孔門涌出，將站在操作平臺下面的兩名監(jiān)護人員和一名崗位工燙傷，在施救過程中又有一名員工被燙傷。事故共造成3人重傷、1人輕傷。
2010年4月，重慶某水泥企業(yè)在處理預熱器堵塞時發(fā)生塌料事故，近20噸800℃左右的高溫物料從預熱器清堵孔沖出，造成2人當場死亡，1人重傷，傷者經(jīng)搶救無效死亡。
3 人工清堵作業(yè)安全措施
3.1 切實履行審批制度
預熱器、分解爐、下料管清堵作業(yè)，必須成立清堵工作小組，明確指揮人員、清堵人員和監(jiān)護人員。
作業(yè)前，工作小組必須分析存在的危險有害因素，提出消除、控制危害的措施，制定清堵方案和應急預案，辦理危險作業(yè)申請，并經(jīng)企業(yè)安全生產(chǎn)管理部門負責人和企業(yè)負責人審查、批準。
3.2 必須實行統(tǒng)一指揮
清堵作業(yè)前，工作小組成員應熟悉清堵方案，指揮人員必須確認現(xiàn)場安全措施落實到位。
清堵作業(yè)必須實行統(tǒng)一指揮、專人監(jiān)護，嚴禁違章作業(yè)。
3.3 相關人員要求
預分解系統(tǒng)清堵作業(yè)存在高溫灼燙風險，且體力消耗大。指揮人員、清堵人員、監(jiān)護人員應身心健康，具有三年以上預分解系統(tǒng)崗位工作經(jīng)驗，年齡宜控制在21～50周歲，指揮人員應具有清堵工作經(jīng)驗和較強的組織能力。
有高血壓、心腦血管病史、眩暈癥、肢體活動受限、反應遲鈍等職業(yè)禁忌的人員不得從事清堵作業(yè)。
指揮人員、清堵人員、監(jiān)護人員必須經(jīng)過清堵操作、安全防護、緊急救援和事故應急處理知識的培訓，以及預熱器清堵應急預案的演練，并經(jīng)考核合格后方可參加清堵作業(yè)。培訓和演練內(nèi)容應符合AQ/T 9006、AQ/T 9007的要求。
3.4 勞動防護用品要求
清堵人員、指揮人員、監(jiān)護人員應穿戴安全帽、全棉工作服、手套、防熱阻燃鞋。安全防護用品的選用應符合GB/T 11651的要求。安全帽應符合GB 2811的要求。
清堵人員作業(yè)時還必須穿戴短時耐熱溫度不低于1000℃的隔熱防護服。隔熱防護服應包含披肩防塵頭罩、面罩、上衣、褲子、手套、腳罩。隔熱防護服應合身，穿戴前應檢查完好性，穿戴時應扎緊領口、袖口、褲口、鞋罩。
3.5 工具要求
清堵作業(yè)可以使用鋼釬、風鎬、高壓空氣清料管、高壓水槍等工具。清堵工具應保持完好，確保安全使用。
清堵作業(yè)嚴禁使用雷管、炸藥等危險品。
3.6 逃生路線要求
清堵作業(yè)前，應根據(jù)捅料孔的開孔方向和風向確定逃生路線。逃生路線應通往捅料孔的旁側，并盡可能選擇上方和上風方向。一旦發(fā)生噴料，清堵作業(yè)人員應沿逃生路線躲避。
清堵作業(yè)前，應清理現(xiàn)場雜物，保障逃生通道暢通。
3.7 設置警戒區(qū)域和警示標志
清堵作業(yè)現(xiàn)場以及預分解系統(tǒng)各入口、地面物料濺落區(qū)、窯頭平臺、篦冷機及熟料輸送地坑等影響區(qū)域，應設置警戒線和警示標志。警示標志應符合GB 2894的要求。
3.8 清堵作業(yè)前及作業(yè)期間基本要求
(1)清除現(xiàn)場可燃物。對高溫物料噴出可能觸及的電纜和設備應采取防護措施;
(2)預熱器停止進料，進料設備停機，進料閥門關閉，現(xiàn)場關閉電源、氣源;
(3)分解爐、窯頭停止噴煤及其它燃料;
(4)煤磨停止生產(chǎn)，通往煤磨的熱風閥門關閉;
(5)預分解系統(tǒng)關聯(lián)的余熱發(fā)電、脫硝等設備設施停止運行;
(6)預分解系統(tǒng)保持一定的負壓;
(7)窯頭罩、篦冷機、窯頭除塵器、熟料鏈斗輸送機無檢修作業(yè)，檢修門、觀測孔處于關閉鎖緊狀態(tài);
(8)預分解系統(tǒng)各入口應設上鎖護欄門，禁止無關人員進入;
(9)熟料輸送地坑、廊道及熟料庫頂各出入口應設上鎖護欄門或設專人監(jiān)護，禁止人員進入;
(10)系統(tǒng)所有空氣炮及高壓空氣清掃噴吹管內(nèi)部氣體排空，現(xiàn)場關閉電磁閥和手動閥門。鎖定現(xiàn)場控制開關或掛“禁止操作”警示牌;
(11)清堵期間，噴出的高溫物料應及時清理，確保作業(yè)現(xiàn)場安全條件。臨時堆放的高溫物料應設警戒線和警示標識;
(12)清堵期間，清堵工作小組、中央控制室必須保持通訊暢通;
(13)清堵作業(yè)應避免在大風、大雨等惡劣天氣情況下進行。
3.9 清堵作業(yè)要求
清堵作業(yè)前，必須將作業(yè)點以下的所有翻板閥打開、作業(yè)點以上的所有翻板閥關閉，并在翻板閥兩側均采用鋼絲繩或鋼環(huán)鏈可靠固定。
清堵作業(yè)必須遵循以下要求：
(1)預分解系統(tǒng)多處堵塞時，清堵作業(yè)必須自下而上進行;
(2)嚴禁兩個和兩個以上捅料孔同時進行清堵作業(yè);
(3)除清堵作業(yè)打開的捅料孔外，其余捅料孔、檢修門均應處于關閉鎖緊狀態(tài);
(4)同時進行清堵作業(yè)的人員不應超過2人;
(5)清堵作業(yè)人員應側身對著捅料孔，不得正對捅料孔，并應站在捅料孔上方，盡量選擇上風方向;
(6)采用高壓空氣清堵時，專人控制高壓空氣閥門。打開高壓空氣閥門前，清料管必須插入物料內(nèi)一定深度并固定，清堵人員撤離至安全區(qū)域;取出清料管時，應先關閉閘閥，然后取出清料管;
(7)采用高壓水槍清堵時，應由專人控制高壓水泵，清堵人員操作高壓水槍，嚴格遵守高壓水槍操作規(guī)程。高壓水槍應在插入捅料孔后才能打開高壓水，關閉高壓水并泄壓后才能撤出捅料孔;
(8)根據(jù)GB/T4200要求，清堵人員持續(xù)熱接觸時間不宜超過30min;
(9)清堵作業(yè)時，不得將捅料工具或其它能夠引起堵料的物品掉入預熱器、分解爐;
(10)清堵作業(yè)完畢，應及時關閉并鎖緊捅料孔、檢修門。
3.10 監(jiān)護要求
清堵作業(yè)時，監(jiān)護人員應不少于2人。
監(jiān)護人員所處位置不應低于捅料作業(yè)面，且不影響清堵人員逃生。
監(jiān)護人員必須堅守崗位，遇到緊急情況應協(xié)助清堵人員迅速脫離危險區(qū)域。
3.11 應急處理
清堵作業(yè)現(xiàn)場附近應設置淋浴器、洗眼器，配備滅火器、急救箱，并確認完好。清堵作業(yè)現(xiàn)場附近宜設置緊急避險裝置。
當清堵作業(yè)發(fā)生人身安全事故時，應啟動相應的應急預案。現(xiàn)場救助完畢后，應保護好現(xiàn)場，并配合事故調查，以便事故分析、處理。
3.12 驗收要求
清堵作業(yè)完畢，應及時清理現(xiàn)場，清點人員、工具，設備、設施應恢復到清堵前的正常狀態(tài)。
由清堵工作小組與生產(chǎn)部門共同進行現(xiàn)場驗收，完善相關記錄，并在驗收合格后移交生產(chǎn)部門。
4 結束語
導致預分解系統(tǒng)堵塞的因素較多，為避免堵塞或有效減少堵塞頻次，應提高原、燃料的質量，選擇合理的配料方案;嚴格管理，確保系統(tǒng)密封;加強崗位工的責任心，強化操作，穩(wěn)定系統(tǒng)的熱工制度。
窯尾煙室清結皮作業(yè)頻次較高、危險性相對較小，可以在預分解系統(tǒng)正常運行的情況下進行人工清結皮。但作業(yè)前，必須分析存在的危險有害因素，提出消除、控制危害的措施，經(jīng)燒成工段當班負責人批準;明確清結皮人員和監(jiān)護人員，監(jiān)護人員應不少于1人，清結皮人員作業(yè)時必須穿戴短時耐熱溫度不低于1000℃的隔熱防護服;作業(yè)現(xiàn)場應設置警戒線和警示標志;煙室周圍及相連下料管的空氣炮、高壓空氣清掃噴吹管內(nèi)部氣體排空，現(xiàn)場關閉電磁閥和手動閥門;盡可能使用鋼釬清結皮。
預分解系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞時，應盡可能地找出堵塞原因并及時進行處理，防止處理不及時導致堵塞越來越嚴重、結硬塊。
處理預分解系統(tǒng)堵塞時，可先用壓縮空氣吹掃，若堵塞不嚴重，即可吹通;若堵塞嚴重，應止料、停窯，但不能停排風機，將捅料孔或人孔門打開，使用鋼釬、風鎬、高壓空氣清料管、高壓水槍等工具進行人工清堵;若是因掉內(nèi)筒、掉磚及其它雜物而造成堵塞，必須止料、停窯、加大排風，待預分解系統(tǒng)冷卻后，方可進入預分解系統(tǒng)內(nèi)進行清堵作業(yè)。