垃圾焚烧发电厂焚烧炉的安全评价

第２６卷第３期　天津理工大学学报　Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．３　２０１０年６月　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＴＩＡＮＪＩＮ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｊｕｎ．２０１０　文章编号：１６７３－０９５Ｘｌ　２０１０）０３－００５０－０４　垃圾焚烧发电厂焚烧炉的安全评价　王　莹，冯　折　（天津理工大学环境科学与安全工程学院，天津３００３８４）　摘要：介绍了垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧炉的构造，并结合焚烧炉的本身特点选取安全评价方法，运用预先危险性　分析和作业条件危险性评价两种安全评价方法，对垃圾焚烧炉进行安全评价．两种方法结合使用，既能够定性的分　析发生事故原因及条件，预测事故后果，又能够定量分析发生事故等级，提出安全对策措施．　关键词：机械炉排焚烧炉；垃圾焚烧发电厂；安全评价；预先危险分析；作业条件危险性评价　中图分类号：ＴＭ６２１．２　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－０９５Ｘ．２０１０．０３．０１６　Ｓａｆｅｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｎ　ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｏｒｓ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ　ＷＡＮＧ　Ｙｉｎｇ，ＦＥＮＧ　Ｘｉｎ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｍｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３８４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｏｒｓ　ｉｎ　ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ　ｐｌａｎｔ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｏｒｓ　ｃｈａｒ－　ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｓｅｌｅｃｔｓ　ｓａｆｅｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｓａｆｅｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ（ＰＨＡ＆ＬＥＣ）ａｒｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ｃｏｍｂｉｎａ—　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｃａｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｇｒａｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｏｒ；ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ；ｓａｆｅｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｈａｚａｒｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ；　１ａｂｏｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　垃圾焚烧炉是垃圾焚烧发电厂的心脏，其性能　圾焚烧发电行业安全管理提供可靠的依据．　直接影响垃圾焚烧处理的综合排放指标和全套设备　的运转率．目前主要形成了回转型焚烧炉、流化床焚　烧炉、机械炉排焚烧炉等几种焚烧方式，其中又以机　械炉排焚烧炉的应用最为广泛．　机械炉排焚烧炉使用的历史很长，品种繁多，技　１　垃圾焚烧炉安全评价方法的选择　１．１垃圾焚烧炉　机械炉排焚烧炉配有垃圾进料斗及溜槽，当垃　圾由抓斗投料到料斗中，经料斗底部的溜槽，可使垃　圾顺利地滑向焚烧炉进口并由焚烧炉的加料器将垃　圾推到焚烧炉内的炉排上，垃圾在炉内受到炉膛高　温辐射热和来自炉排底部一次风的作用，随着炉排　术成熟，运行可靠性高，是当今世界垃圾焚烧的主导　性产品，占全世界垃圾焚烧市场份额的８Ｏ％以上．其　基本工作原理是垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉　排，炉排分为干燥区、燃烧区、燃烬区，垃圾依次通过　炉排上的各个区域，直至燃烬排出炉排．燃烧空气从　的运动，使垃圾不断地翻动，按顺序经干燥着火、燃　烧、燃烬段，最终排出炉膛落到出渣机上，经水冷却　后排出　．　一炉排下部进入与垃圾混合．燃烧后的烟气通过锅炉　的受热面，加热过热蒸汽，而同时被冷却的烟气经过　净化处理排出．　次风来自垃圾储坑的上部，抽出的空气经吸　风滤网过滤后，由一次风机送至蒸汽空气预热器，空　本文以某垃圾焚烧发电厂的“倾斜往复式机械　炉排焚烧炉”为研究对象，对其进行安全评价，为垃　收稿日期：２００９・１１－２３．　气被加热到约２００℃（加热空气所用蒸汽来自汽轮　机抽汽），从焚烧炉的底部送人炉排空气分配装置，　第一作者：王莹（１９８４一），女，硕士研究生　２０１０年６月　王莹，等：垃圾焚烧发电厂焚烧炉的安全评价　・５１・　通过炉排进入炉内，供垃圾燃烧的需要及对高达４００　～５００　ｏＣ的炉排进行冷却．焚烧炉后炉墙及燃烧室中　２评价方法及实施　２．１预先危险分析法　部炉墙处分别设有启动和辅助燃烧器，用于焚烧炉　启动初期预热炉膛和保证烟气在８５０　ｏＣ炉膛中的停　留时间大于２　Ｓ的燃烧要求　．　由此可见，垃圾焚烧炉系统是由垃圾给料斗及　溜槽、推料器及漏屑收集斗、焚烧炉、液压站、辅助燃　预先危险分析法（ＰＨＡ）是用来识别系统中的主　要危险、危害因素．并对其发生的可能性和后果严重　性进行分析评估，从而提出改进系统，预防事故发生　的安全措施．ＰＨＡ是一项实现系统安全危害分析的　烧器、启动燃烧器、一次风机、空气预热器、炉排漏灰　输送机等设备共同构成的一个复杂的多因素、多变　量的人一机一环境系统．垃圾焚烧炉结构示意图如　图１．　图１垃圾焚烧炉结构示意图　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｏｒ　１．２安全评价方法的选择　适用于垃圾焚烧炉安全评价的方法有许多，如　安全检查表（ＳＣＬ）、故障类型及影响分析（ＦＭＥＡ）、　危险可操作性研究（ＨＡＺＯＰ）、事故树分析（ＰＴＡ）、事　件树分析（ＥＴＡ）等．在实际评价项目中，采用定性的　事故树评价方法较多，但由于受顶上事件的约束，评　价内容不够全面，且与企业实际情况结合不够，因此　在一定程度上，安全评价失去了意义　．　为增强安全评价的全面性和现场亲和力，使安　全评价既全面又重点突出，现设想采用如下评价思　路：结合企业现有的危险源辨识表，对垃圾焚烧炉系　统进行预先危险性分析（ＰＨＡ）分析，再利用作业条　件危险性评价法（ＬＥＣ）对其危险性定量分析　．　预先危险性分析法（ＰＨＡ）对事故危害级别确定　是在定性方面，提出对策措施针对性相对模糊；作业　条件危险性评价法（ＬＥＣ）全面考虑作业过程中危险　因素，提出事故发生可能性和可能导致的后果，很少　针对具体危险有害因素分析．将两种方法结合使用，　既能够定性的分析发生事故原因及条件，预测事故　后果，又能够定量分析发生事故等级，提出安全对策　措施．　初步或初始的工作，是在方案开发初期阶段或设计　阶段之初完成的，可以帮助选择技术路线．它在工程　项目预评价中有较多的应用，应用于现有工艺过程　及装置，也会收到很好的效果．　ＰＨＡ分析步骤如下：　１）参照过去同类及相关产品或系统发生事故的　经验教训，查明所评价的系统（工艺、设备）是否会出　现同样的问题．　２）了解所评价系统的任务、目的、基本活动的要　求（包括对环境的了解）．　３）确定能够造成受伤、损失、功能失效或物质损　失的初始危险．　４）确定初始危险的起因事件．　５）找出消除或控制危险的可能方法．　６）在危险不能控制的情况下，分析最好的预防　损失方法，如隔离、个体防护、救护等．　垃圾焚烧炉系统具有大型设备多、运转设备多、　带电设备多、压力容器多、高温高压管道多，并要使用　一定量的油、热空气和压缩空气等特点，因此焚烧炉　的主要危险因素有：火灾、爆炸、机械伤害、触电、烫伤、　高空坠落、物体打击等　Ｊ．ＰＨＡ的分析结果如表１．　２．２作业条件危险性评价法　作业条件危险性评价法（ＬＥＣ）是通过全面考虑　作业过程中危险因素，提出事故发生可能性和可能　导致的后果Ｌ６　Ｊ．这种方法是把评价危险程度大小的　因素归纳为三项，即危险或事故发生可能性（用　表　示）、暴露于这种危险环境的频率（用　表示）和一　旦发生事故可能产生的后果（用Ｃ表示）．前两个因　素　、Ｅ均表示危险发生的可能性，第三个因素Ｃ表　示危险的严重性，系统或子系统的危险性（用Ｄ表　示）可用下式计算：　Ｄ＝Ｌ×Ｅ×Ｃ　式中，　、　、ｃ根据有关资料提供，可按不同情况　分别赋予一定分值，如表２、表３、表４所示．按照分　析、评价的对象，分别从三个表中查得相应的分值，　代人上式计算，即可算出危险性的分值　Ｊ．见表５．　・５２．　天津理工大学学报　第２６卷第３期　表２事故或危险事件发生的可能性　Ｔａｂ．２　Ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｏｒ　ｄａｎｇｅｒｏｕｓ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ　表４发生事故产生的后果　Ｔａｂ．４　Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ａｃｃｉｄｅｎｔｓ　分值　１００　４０　ｌ５　后果　大灾难，１０人以上死亡　灾难，２～９人死亡　非常严重，１人死亡　７　３　严重，重伤　较严重，轻伤　２　１　一般严重，身体有损伤　引人关注，不利于基本的安全健康要求　表３暴露于危险环境的频繁程度　Ｔａｂ．３　Ｆｒｅｑｕｅｎｔ　ｅｘｐｏｓｕｒｅ　ｔｏ　ｈａｚａｒｄｏｕｓ　ｌｅｖｅｌｓ　分值　ｌＯ　６　３　２　１　Ｏ．５　频繁程度　连续暴露　每天工作时间内暴露　每周一次，或偶然暴露　每月一次暴露　每年几次暴露　非常罕见的暴露　结合生产现场实际情况，将作业部位分为垃圾　料斗、火焰监视器、炉膛、液压系统、看火控玻璃、双　翻板阀、振动输渣机，确定高空坠落、烫伤、火灾爆　炸、机械伤害、噪声等５类危险事故为焚烧炉系统中　２０１０年６月　王莹，等：垃圾焚烧发电厂焚烧炉的安全评价　・５３・　的风险预想事故，由经验丰富的专业工程师分别打　为了防止垃圾焚烧炉运行过程中危险、危害事　故的发生，预先危险分析表中“安全措施”一栏分别　分后，采用专家评议法对各类活动的风险事故进行　权重分配，通过加权平均计算得到各个作业部位的　对每种危险、危害提出了相应的安全卫生措施，这样　综合危险程度指标　．具体状况见表６．　表６垃圾焚烧炉危险性分析　Ｔａｂ．６　Ｗａｓｔｅ　ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ　ｒｉｓｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ　３评价结论　结合表１及表６的分析结果可知，垃圾焚烧炉　系统存在的主要危险、危害类型有５种：高空坠落、　烫伤、火灾爆炸、机械伤害、噪声．其中＃ｌ一＃３炉看火　孔玻璃的危险等级为Ⅲ类，属于显著危险，需要提出　相应的整改方案，根据专家评议结果，建议选用高规　格耐热玻璃，并发放护目镜及耐热手套．其它七个作　业部位属于“一般危险”、“稍有危险”，也应引起设　计者和使用者的注意，采取适当的安全防范措施…．　在评价时就可以把垃圾焚烧炉系统初步设计中提出　拟采取的安全卫生措施或是竣工工程中已采取的安　全卫生措施与预先危险分析中提出的安全措施进行　比较分析，并结合国家及行业相关的设计标准、规　范、规程的要求，作出准确的安全性评价，并能够提　出更加切实可行的安全卫生对策、意见和建议　ｊ．根　据需要还可依据预先危险分析和危险性评价的结　果，编制出设计用安全检查表或投产后的定期安全　检查表，分别提供给工程设计部门使用和业主在生　产过程中进行安全检查和安全教育时使用．　参考文１Ｊ　献：　１Ｊ　１Ｊ］ｊ　１Ｊ［１］　张益，赵由才．生活垃圾焚烧技术［Ｍ］．北京：化学工　业出版社。２００１．　陶渊，黄兴华．城市生活垃圾综合处理导论［Ｍ］．北　京：化学工业出版社。２００６．　Ｗｏｌｆ　Ａ　Ｋ．Ｒｉｓｋ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｏｃｉａｌ　ｃｏｎｔｅｘｔ：ｉｍｐｒｏ－　ｒｉｎｇ　ｅｆｅｃｔｉｖｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｒｉｓｋ　Ａｎａｌｙｓｉｓ，１９９３　（１５）：２４８．２５５．　吴宗之，高进东，魏立军．危险评估方法及其应用［Ｍ］．　北京：冶金工业出版社，２００１．　刘俭．火力发电厂安全性评价［Ｍ］．北京：中国电力　出版社，２００１．　沈立．安全评价单元及其划分的有效性分析［Ｊ］．中　国安全科学学报，２００６（１２）：５２．５４．　沈斐敏．安全系统工程理论与应用［Ｍ］．北京：煤炭工　业出版杜，２００１：２９－５２．　王达显，李俊岭，孙华伟．火力发电厂安全性评价中的　防爆问题探讨［Ｊ］．电气防爆，２００４（２）：４２．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