Аналіз небезпек виробничої діяльності металургійної галузі

     13) полное или частичное разрушение  (повреждение)  технологического оборудования и трубопроводов, зданий и сооружений, не связанное с взрывом, пожаром;

     14) взрыв пылегазовоздушной смеси без возгорания (хлопок);

     15) загорание,  самовозгорание в результате утечки опасных веществ  (взрывопожароопасных и химически опасных) при разгерметизации технологической системы, не повлекшие за собой вывода из строя технологического оборудования;

     16) переполнение  емкостной  аппаратуры  (железнодорожных  цистерн,  резервуаров,  аппаратов, контейнеров, баллонов и другого оборудования) с разливом взрывопожароопасных и вредных продуктов [6] 
 

2. Анализ  риска  аварий и  опасностей металлургического  предприятия

     Для организации безопасной работы оборудования и агрегатов на металлургическом  предприятии  создается  система  управления  промышленной  безопасностью,  обеспечивающая  выполнение  ряда  организационных и технических мероприятий, направленных на своевременное выполнение требований  промышленной  безопасности,  мониторинг  технического  состояния оборудования и агрегатов и снижение риска  возникновения аварий.

     Одна  из составляющих системы управления промышленной безопасностью  металлургического  предприятия  –  анализ  риска аварий и опасностей,  включающий идентификацию опасных веществ и оценку риска аварий для людей,  имущества  и  окружающей  среды.  Для  выяснения  последствий  и ущерба  техногенных  аварий  необходимо  определить: 

• тип  аварии  –  по причине  взрывов,  пожаров,  утечки  горючих  материалов;
• род веществ «участвующих»  в  аварии  –  горючие  газы,  легковоспламеняющиеся и горючие  жидкости,  пыли,  взрывчатые  вещества; 
• причины  возникновения взрыва, пожара.  

     Анализ  риска  аварий и опасностей металлургического  предприятия  (МП)  состоит из следующих этапов: предварительного анализа, анализа состояния предприятия, идентификации  опасностей  и  оценки  риска  аварий,  разработки  рекомендаций по уменьшению риска.

     Рассмотрим  опасные  производственные объекты  металлургического  предприятия  полного  цикла,  включающее (как было ранее упомянуто): агломерационное,  коксохимическое,  доменное,  сталеплавильное,  прокатное производства.

     Агломерационное производство. В технологическом процессе агломерационного  производства  применяются  кокс,  коксовая  мелочь,  антрацитовый штыб, которые являются сгораемыми веществами, поэтому участки, на которых они обращаются относятся  к  категории  пожароопасных  объектов.  Кроме  этого,  в агломерационных цехах для смазки механического оборудования, расположенные  в  отдельных  помещениях,  станции  централизованной  автоматической смазки представляют собой пожарную опасность.

     Участки,  связанные  с  дроблением  (измельчением)  топлива  (корпус дробления угля, отделения дробления и грохочения угля), являются взрывопожароопасными, так как при измельчении выделяются взрывоопасные пыли. Взрывы пылей сопровождаются возникновением больших давлений (до  10  кг/см 2 ).  Отделения,  участки,  связанные  с  тепловой  обработкой  и последующим  охлаждением  агломерата,  сжиганием  топлива  (корпус  агломерации,  отделение  охлаждения  агломерата  и  его  сортировки,  отделения обжига известняка, корпуса карбонизации и сортировки брикетов и их сушки, погрузки горячего агломерата в полувагоны) относятся к опасным объектам, на которых выделяется лучистое тепло, искры и пламя.

     Коксохимическое  производство.  Коксохимическое  производство  является  одним  из  наиболее  взрывопожароопасных  на  металлургическом предприятии.  В  его  состав  входят:  участки  углеподготовки,  коксосортировки,  загрузки  шихты в коксовую  печь  и выдачи  шихты,  основными опасностями из которых являются  пыль  и коксовый  газ.  Легко  воспламеняющийся  коксовый  газ  является  продуктом  сухой  перегонки  каменного угля в коксовых печах и представляет собой механическую смесь различных газов и паров, содержащую до 60% водорода, до 25% метана, до 5% оксида  углерода,  2%  различных  более  сложных  углеводородов,  а  также инертные газы. В цехах улавливания углеводородов бензольной фракции в  состав  получаемых  легковоспламеняющихся жидкостей входят  бензол, толуол,  изомеры  ксилола.  Важнейшей  характеристикой  потенциальной взрывопожароопасности  газовоздушных  и парогазовоздушных  смесей,  а также  горючих  пылей, обращающихся  в коксохимическом  производстве, является  максимальное  давление  взрыва,  которое  может  достигать  900 кПа. Тепловая энергия взрыва паров веществ (находящихся в объеме оборудования), выделяющаяся при взаимодействии различных органических жидкостей с кислородом, содержащимся в 1 м 3  воздуха, приблизительно одинакова и составляет около 4000 кДж.

     Повышенную  пожарную опасность в коксохимическим производстве представляют  ленточные  транспортеры,  укрытые  в  протяженных  транс-портерных  галереях,  по  которым  подается  уголь,  шихта,  кокс. Галереи имеют горючую транспортерную ленту длиной до нескольких сот метров, по которой проходит нагретый до 150ºС кокс и где создается постоянная тяга  воздуха,  быстро  распространяющая  огонь.  Даже  самый  маленький очаг горения в замкнутом объеме галереи быстро развивается до размеров большого пожара. При пожаре транспортерная лента нередко разрывается и падает вниз, образуя большой очаг горения и разрушений.

       Доменное производство. Доменное производство относится к категории  взрывопожароопасных  производственных  объектов,  на  котором  используются, образуются, транспортируются горючие и воспламеняющиеся вещества – жидкости, газы, пыли, способные самовозгораться, а также возгораться  от  источника  зажигания  и  самостоятельно  гореть  после  его удаления,  а  также  расплавы  черных  металлов.

     К  авариям  на  доменных печах относятся случаи выхода из строя технологического оборудования, конструкций и сооружений на доменных печах, приводящие к необходимости изменения режима их работы или к остановке, проведения восстановительных ремонтов или замены оборудования и устройств, создающих повышенную  опасность  для  работы  печи  и  обслуживающего  персонала.

     Причинами возникновения взрывов и пожаров в доменных цехах являются  взрывы  газов  и  взрывы  вследствие встречи жидкого чугуна  или шлака  с  водой  или  влажными  материалами. В отличие от  других  металлургических  агрегатов  в  доменных  печах  в  качестве  топлива  может  использоваться  угольная  пыль.  Установки для вдувания  угольной  пыли взрывоопасны;  такую  же  опасность  представляют  отделения  шаровых мельниц,    где    приготавливают    пыль,    а    также    распределительно–дозировочные отделения.

     Сталеплавильное  производство.  В  мартеновском,  конвертерном  и сталеплавильном  производствах  металлургического  предприятия  обращаются  вещества  и  материалы  в  горячем, раскаленном и расплавленном состояниях, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени. В кислородно–конвертерных цехах взрывы и выбросы жидкого металла могут происходить в результате загрузки влажной шихты и металлолома. Вначале осуществляется загрузка шихты в конвертеры и сразу же после этого производится заливка чугуна и чем больше влаги будет в шихте, тем большим будет выброс расплавленного металла.  Выбросы  жидкого  металла  могут  происходить  также  в  случае, когда в жидкий металл вводят влажные раскислители и легирующие материалы.  Причиной  выбросов  металла  из  конвертера  может  быть  также попадание в него с металлоломом закрытых металлических сосудов с горючими жидкостями, маслами и водой. Кроме опасности выброса жидкого  металла,  существует  опасность  прогара  футеровки  сталеплавильных агрегатов. 

     Особенностью  конвертерных цехов является опасность пожара от попадания на горючие материалы жидкого шлака при кантовании шлаковой чаши.  Характерной  особенностью  конвертерных  печей  является  потребление большого количества кислорода, поступающего в цех по наружным сетям.  При  этом  до  кислородно–расширительного  пункта  кислород  идет обычно под избыточным давлением 3,5 мПа, а в цех поступает под избыточным давлением 1,6 мПа. 

     Пожарная  опасность сталеплавильных цехов также заключается в наличии  большого  количества  кабельных  коммуникаций,  маслоподвалов  и маслотоннелей. 

     Участки  газоочистки  технологических  газов мартеновских,  электро-сталеплавильных печей и конвертеров являются взрывопожароопасными.

     Пожарная  опасность электросталеплавильного производства определяется наличием  в  агрегатах  горючих  газов,  применением  кислорода,  наличием кабельного   хозяйства,   масляных   трансформаторов,   применением   для смазки изложниц (как и в мартеновских и в конвертерных процессах) наряду с обезвоженной смолой горючих жидкостей (петролатум, битумный лак и др.). 

     Определенную  пожарную  опасность  представляют  машины  непрерывного литья заготовок. Разрыв резиновых шлангов гидросистем с маслом приводит к попаданию масла на раскаленные слябы и моментальному возникновению пожара.

     Производство  и потребление  кислорода. Для интенсификации многих пирометаллургических процессов в черной металлургии в больших количествах применяется кислород. Так, только крупный конвертер современного  металлургического  комбината  потребляет до  2000м 3 /ч кислорода,  а весь  металлургический  комбинат  расходует  до  350  тыс.м 3 /ч кислорода.

     Многие  металлургические предприятия имеют установки разделения воздуха,     компрессорные     и     газгольдерные     станции,     кислородно–расширительные  и  распределительные  пункты.  Обилие  технических  устройств,  широкая  сеть  кислородопроводов,  питающих  кислородопотребляющие пирометаллургические агрегаты, – все это требует знания правил обращения с кислородом и нередко приводит к пожарам и травмам персонала.  Источником  воспламенения  могут быть:  посторонние искрообразующие и горючие предметы, случайно оставленные в кислородопроводах при  их  монтаже;  искра,  возникшая  при  механическом  взаимодействии металлических  предметов.  В  местах  производства  и  потребления  кислорода  высока  опасность  возникновения  пожаров  электрических  сетей  и устройств  (при  замыкании  проводов,  перегрузке  двигателей,  загорании пропитанной органическими веществами изоляции).

     Взрывную  опасность представляют воздухоразделительные аппараты вследствие накопления в них взрывоопасных примесей (ацетилен, масло и др.), присутствующих в небольших количествах в перерабатываемом воздухе.  Возможны  также  взрывы  в  компрессорах  (из–за  трения  или  сгорания уплотнителя), кислородных газификаторах (при плохом обезжиривании), насосах для жидкого кислорода (при попадании масла).

     Прокатное  производство.  По  способу производства  прокатные цеха подразделяются на цеха горячей и холодной прокатки, в которых имеется большое  количество  пожароопасных  участков,  а  некоторые  вспомогательные  производства  в  них  являются  взрывопожароопасными  (маслоподвалы, маслотоннели, кабельные сооружения, насосно–аккумуляторные станции,  мастерские  ревизии  подшипников).

     Пожароопасные  участки  в основном  расположены  ниже  нулевой  отметки  цеха,  что  предъявляет  к ним повышенные требования по обеспечению пожарной безопасности.

     Определенную  пожарную опасность представляют термические  печи.

     В  качестве  защитного  газа  в  них  часто  применяется водородноазотная смесь (95% водорода и 5% азота). С учетом больших размеров цехов наличие водорода не влияет на взрывоопасность производства, так как объем  взрывоопасной  смеси  в случае  утечки  водорода  из трубопровода  значительно  меньше  5%  свободного  объема  цеха,  и  взрывоопасной  будет только верхняя часть цеха.

     Анализ  риска  аварий и опасностей дает  возможность  оценить степень  опасности металлургического  производства  для  людей  и  окружающей  среды,  состояние  его  промышленной  безопасности,  и на  основании полученной информации  разработать  рекомендации по  улучшению состояния промышленной  безопасности  на  металлургическом  комбинате. 

     Процесс  анализа риска носит объективный и всесторонний характер, для чего необходимо  разрабатывать  методики  оценки  риска  аварий  с  учетом  особенностей металлургического производства.

     В расчете величины риска используются две составляющие: вероятностная оценка возникновения аварии и возможный материальный ущерб оборудования от этой аварии.

     Выражение для расчета оценки риска аварийности имеет вид:

                         n