电解系列安全管理

电解系列安全管理

崔希忠

滨州北海汇宏新材料有限公司    山东省滨州市 251907

摘要：铝行业因电解槽漏炉、短路口打火等恶性事故造成的系列停产事故多发，本文从根源上预防系列安全事故发生做部分思考。

关键词：恶性事故  全面辨识危险源  科学管控

结合国务院安委会办公室关于实施遏制重特大事故工作指南构建双重预防机制的意见指出的“构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，是遏制重特大事故的重要举措的指导意见”要求，思考如下：

一、全面系统辨识系列安全风险

做到系统、全面、全过程辨识危险源，结合生产实际，辨识过程分为设备设施、作业活动、自然环境。

1、设备设施

其危险源辨识从设备本体及运行参数入手

1.1.电解槽

1.1.1支墩支墩发生裂纹或坍塌

槽壳支墩事故易发生在启动初期，槽壳中间上抬后四个角部受力严重；支墩坍塌或母线坠落事故易发生在四月份、十月份气温波动期间。

1.1.2短路口绝缘失效

短路口绝缘板受长期高温烘烤绝缘失效；外力导致绝缘板错位打火；高电压绝缘击穿造成放炮。

1.1.3参数异常

主要为异常温度、异常电压、异常效应。从槽结构分析，槽子稳定即盖（阳极）、帮（炉膛）、底（炉底）稳定，阳极导电异常、炉膛不规律导致槽况波动，炉底沉淀或结壳多使炉底导电不均、电阻增加、垂直电流减少、水平电流增加，致槽况恶化。热槽导致的波动，大都由前期冷槽处置不及时或方法不当转为热槽。炉底洁净从热平衡和物料平衡分析，电解质是电解槽的血液，氧化铝浓度和过热度控制是关键，铝水控制过高与过热度过低有关系，加强炉底洁净控制是预防电解槽异常的关键。

1.2槽控机

槽控机是电解槽的大脑，影响系列安全有：

1.2.1槽控机控制系统紊乱

受病毒入侵后槽控机电压系统紊乱，电压异常易造成短路口放炮。槽控机系统采取内网独立运行，加强系统管控，严防他人利用手机进入内部网络，定期更新防火墙。

1.2.2槽控机硬件质量

接触器粘连、按钮粘连极易导致放炮。防止粉尘进行槽控机内造成短路；根据接触器使用寿命，定期拆检触头及时更换；设置电压上限等异常报警或自动断电功能；做好槽控机防雨。

1.3阳极提升机

国内有蜗轮螺旋丝杠提升机和滚珠丝杠三角板阳极提升机，前者性能稳定但结构复杂成本高，后者结构简单成本低但自锁性差。分公司均为三角板阳极提升机，针对其劣势，一是定期对关键部件进行检查探伤，二是启动阶段均为新阳极，为提升机最大受力阶段，做好防提升机坠落压出电解质恶性事故的防范措施。

1.4.整流变压器

整流变压器是动力的核心设备，事故如下：开关站母差保护动作、整流系统逆流保护动作、离极保护动作、循环水系统全停均可引起系列全停。预防措施：按较大以上风险点监控周期表点检，发现问题及时整改并验收；按时开展测温工作，主管及以上干部做好抽查监督；操作时主管及以上干部监护到位，否则不得操作；加强监盘质量检查。

2、作业活动类

分正常期间、异常期间、紧急处置期间。

2.1正常期间

2.1.1焙烧期间

电流分布均匀是重点，核心是铺焦挂极质量，电流分布不均匀易造成阳极钢爪发红、爆炸焊开裂甚至软连接熔断，造成断路打火事故，新疆信发及马来西亚铝厂都发生过此类事故。保证铺焦挂极质量，专人对电压定期测量，严禁松开多组软连接。

2.1.2 启动期间

分为干法启动和湿法启动，灌入电解质15吨以上。启动期间连续脱极易造成系列安全事故，常发生在灌电解质初期、启动后8小时至灌铝前。第一包要确保中缝贯通，液体电解质到达烟道端时才可抬阳极操作，盲目抬阳极易出现局部电解质未灌入，造成短路事故。启动8小时至灌铝期间随着温度升高，槽壳中间上抬达到极限，槽上部结构受高温烘烤发生塑性变形下塌，两者叠加使中间阳极电流偏大导致偏流，甚至连环脱极，加强电流测量调整。关注槽壳支墩受力情况，防止发生事故。

2.1.3 出铝作业

作业前与槽控机联系、专人监护电压、观察阳极与电解质接触情况，未打出铝键易使阳极脱离电解质导致放炮。

2.1.4换极作业

作业时手动或自动抬电压补充槽内热量，期间若出现效应、电压摆等情况，本身换极前抬电压加上残极拔出后槽内液面下降，再大幅抬电压易造成离极，注意观察阳极与电解质接触面积。

2.1.5赛尔开关启停槽作业

抽插临时绝缘板最为危险，需工区长以上干部监护，加强标准化培训工作。

2.1.6设备检修作业

主要是槽控机、阳极提升机检修作业，影响阳极升降顺序的作业，必须执行三级联合确认阳极升降是否正常，明确检查方式电，同时检查确认情况要经上级主管审核。

2.2 异常作业

2.2.1 限电流期间

此时电解槽热收入减少，电解质收缩严重，换极、出铝时发生放炮的概率加大，需重点观注。此阶段不宜调整设定电流，如调整设定电流为实际电流，极距会大幅拉大，极易发生放炮事故。

2.2.2电压异常

表现形式为电压摆、滚铝或效应期间，会出现多次升降阳极的情况，尤其是滚铝、效应时局部短路电压长时间低位运行，如此时人员经验不足，盲目抬阳极未同步观察阳极与电解质接触情况，甚至出现电压采集线脱落电压异常低时，盲目抬电压造成放炮事故。

2.3紧急情况

2.3.1 电解槽漏炉

漏炉直接影响系列安全，这是近年来行业恶性事故的形式之一，体现在母线保护不足和引流不到位造成铝水燃烧事故。异常槽异常部位提前做母线防护是前提，事故第一时间保护措施到位是关键，防铝水燃烧事故要做到槽底干燥、铝水引流、灭火物资充足、控制泄漏量及时出铝等措施。

2.3.2 短路打火事故

本事故对系列安全危害极大，对事故处理的及时性要求高，要保证电解与动力之间的联系通畅，采用对讲机、内线电话、手机三种联系方式，对讲机对比电话、手机更快捷可靠。

3、自然环境

3.1防汛

近三年因异常天气造成系列停产的事故频发，结合厂区地理位置及气候变化情况，设计厂区合理的安全防洪围墙是关键。

3.2防大风

极端大风天气刮起车间彩板或通风器雨水进入电解槽发生崩爆，针对此情况分公司前期通风器已安装固定钢丝绳可防大风，局部彩板漏雨后期需做防水处理。大风造成动力线路跳闸要加强漂浮物管理，谨防导电物资刮到动力直流大母线区域。

3.3防极端严寒天气

极端严寒天气造成设备循环水管道、压缩空气管道冻裂影响供电、供气安全。

二、制定管控措施，明确管控层级，管控常态化

工程技术或本质化安全措施为先，层级管理和人员培训为次，应急储备和演练最后一道防线这三方面细化管控措施：

1、制定管控措施

1.1工程技术措施

工程技术包括对装置、设备设施、工艺等设计消除或减弱危害，分为新投产系列设计优化和投产系列改造，如电解槽支墩强度加大四个角部支墩尺寸或绝缘砖受力面积，减少支墩坍塌。电解槽绝缘设计如排烟支管、槽上部与槽壳间用双绝缘设计，减少漏电机率。建议对近几年技改项目筛选，可提高本质化安全的技改，后期建设时进行设计优化。 加快自动化设备的升级改造进度，如电解槽钢棒自动测温系统，大力实施小改小革提高安全本质化。

1.2管理措施

管理措施包括制定实施作业程序、安全许可、安全操作规程等，实行电解槽异常监测预警预报三级会诊制度，提前处置异常参数变化。管理措施核心是执行落地。

1.3应急处置措施

应急处置措施是保证系列的最后一道防线。员工需强化应急处置能力，加强应急氧化铝粉和应急母线的配置。

2、明确管控层级，常态化管控

影响系列安全的风险全部列入较大风险，将管控周期与干部履职计划相结合，常态化管控，确保系列安全受控。

结论：通过对影响系列安全的风险从设备设施、作业活动、自然环境等三个方面筛查影响系列安全的隐患。下步从生产参数的稳定入手，关口前移，抓过程控制精细化，提高检维修及作业标准化，利用信息化、智能化手段加强关键作业安全措施管控，强化系列安全风险的干部履职计划执行，全员全方位做到系列安全风险防范。