2015年5月22日6:37:50，某公司3號窯發(fā)生爆炸事故，爆炸持續時(shí)間約2s。事故造成重約6t的兩扇窯門(mén)平直飛出，其中一扇門(mén)飛出20余米，另一扇門(mén)飛出卡在余熱發(fā)電AQC爐與噴煤管之間;噴煤管后退約5m，送煤管道折斷移位;分解爐鵝頸管頂部部分澆注料迸出;3號生產(chǎn)線(xiàn)從窯系統至生料制備和廢氣處理系統全部出現正壓冒塵。事故引發(fā)次生事故，噴煤管送煤管道折斷引起煤粉大量外泄，受窯頭高溫氣體噴出影響，煤粉被引爆，但爆炸威力有限，現場(chǎng)沒(méi)有受到破壞，據目擊者反映，窯頭出現類(lèi)似蘑菇狀煙塵。由于事發(fā)現場(chǎng)沒(méi)有人員，所幸無(wú)人員受傷。

1生產(chǎn)線(xiàn)基本情況

該生產(chǎn)線(xiàn)于2008年開(kāi)工建設，2009年3月建成投產(chǎn)?；剞D窯Φ4.8m×74m，雙系列5級預熱器+TDF分解爐，設計產(chǎn)能5000t/d，投產(chǎn)后日產(chǎn)量約5800~6200t/d，生產(chǎn)線(xiàn)脫硝工程采用SNCR脫硝技術(shù)，2014年6月投入使用，NOx排放濃度<400mg/Nm3。

2爆炸物的確定

2.1原燃材料的化學(xué)分析

這起事故在回轉窯系統內部產(chǎn)生，由于沒(méi)有可靠的監測儀器和監測手段，所以我們采用排除法進(jìn)行分析?；剞D窯系統正常生產(chǎn)使用的原燃材料為石灰石、石英砂選礦污泥、頁(yè)巖和鐵尾渣。燃料使用的是煙煤，脫硝還原使用的是魯南化肥廠(chǎng)生產(chǎn)的濃度為20%的氨水。生料、熟料及窯灰化學(xué)分析見(jiàn)表1，煤的工業(yè)分析見(jiàn)表2，可見(jiàn)生料、熟料以及窯灰不是爆炸物，最有可能的爆炸物是煤粉、CO和氨水。

2.2假定爆炸物為煤粉

查看事發(fā)時(shí)頭尾煤風(fēng)壓趨勢圖，爆炸時(shí)間為6:17:50左右，窯頭窯尾用煤量非常穩定，爆炸前頭煤用量為10.80t/h，尾煤用量為14.80t/h，給定和反饋非常穩定，沒(méi)有出現失控現象，同時(shí)結合窯電流、分解爐出口溫度以及二次風(fēng)溫等參數，爆炸前窯系統一切正常，沒(méi)有任何跡象表明煤粉噴入過(guò)量，因此煤粉爆炸的可能性可以排除。

2.3假定爆炸物為CO

CO爆炸和煤粉爆炸一樣，需要達到一定的爆炸濃度。CO濃度的增加，必須符合兩個(gè)條件，一是氧含量降低，二是煤粉噴入過(guò)量。查看事發(fā)時(shí)窯頭窯尾用煤給定及反饋、預熱器壓力趨勢圖，預熱器負壓趨勢比較平穩，說(shuō)明窯系統內部用風(fēng)比較穩定，所以供應煤粉燃燒的氧氣含量可以認為沒(méi)有發(fā)生變化，同時(shí)煤粉用量也比較平穩，所以可以認為沒(méi)有增加。因此CO爆炸的可能性可以排除。

2.4假定爆炸物為氨水

由于3號線(xiàn)脫硝運行時(shí)間短，儀表數據“三對應”不到位現象時(shí)有發(fā)生，設計氨水流量范圍是0~800L/h，正常生產(chǎn)時(shí)，中控室操作畫(huà)面流量反饋的數值一般在300~500L/h，而此時(shí)現場(chǎng)儀表反饋的數值是600~800L/h。所以為統計實(shí)際氨水用量，我們采用了進(jìn)廠(chǎng)氨水容量除以使用天數的方法計算得出氨水流量約為630L/h。

2015年5月21日13:00開(kāi)始，3號線(xiàn)中控脫硝氨水用量從500L/h逐步上升，22日2:00~4:00，中控員已經(jīng)調整為900L/h，4:00至爆炸時(shí)刻止，氨水流量接近1400L/h。

根據脫硝原理，在保證脫硝效率前提下應該是多排多噴、少排少?lài)?，但是?015年5月22日3:00~5:00時(shí)，NOx排放濃度都>400mg/Nm3，在窯況比較穩定的情況下，NOx含量不會(huì )增加太多，所以增加的氨水實(shí)際上沒(méi)有和NOx結合，這就意味著(zhù)脫硝效率大大降低。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)檢查，氨水噴槍噴頭事故前有兩個(gè)被燒毀，導致氨水不霧化，其他正常噴槍由于氨水壓力不足，也霧化不好，因此造成氨逃逸，這是NOx排放濃度不能降低的主要原因。氨水和空氣混合物濃度達到15%~25%時(shí)會(huì )發(fā)生爆炸，由于爆炸時(shí)刻氨水用量激增，我們認定氨水就是爆炸物。

3結論及預防措施

經(jīng)過(guò)分析得出結論，當SNCR系統氨水噴入量過(guò)大，氨水和空氣混合物達到一定水平的時(shí)候，就可能會(huì )引起爆炸，同時(shí)爆炸的破壞力十分巨大。為避免此類(lèi)事件再度發(fā)生，我們做出如下預防措施：

1)責成3號線(xiàn)脫硝工程承建單位強制設定氨水噴量上限并建立氨水用量和窯系統參數之間的連鎖關(guān)系。

2)當氨水用量每增加200L/h時(shí)，要求有關(guān)人員必須對噴氨系統全面檢查。

3)當氨水用量增加至設定上限時(shí)，立即停止噴氨，對氨水噴槍噴頭進(jìn)行檢查。

4)保運人員進(jìn)行窯系統設備巡檢、工藝巡檢以及處理故障時(shí)，應降低脫硝系統噴氨流量或短時(shí)停止噴氨。

4結束語(yǔ)

水泥企業(yè)脫硝工程投入使用是最近幾年的事情，氨水在脫硝過(guò)程中的發(fā)生爆炸事故并不常見(jiàn)，負責脫硝項目建設和調試的單位在企業(yè)的安全培訓中沒(méi)有提及氨水爆炸的情形及預防措施，所以，上馬氨水脫硝項目的水泥企業(yè)應該對噴氨脫硝運行引起警覺(jué)，采取相應措施，避免爆炸事故的發(fā)生。