碳化硅厂碳化硅生产装置安全现状评价报告.docx
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碳化硅厂碳化硅生产装置安全现状评价报告
碳化硅厂碳化硅生产装置
安全现状评价报告
1编制说明………………………………………………………………1
1.1评价目的…………………………………………………………1
1.2评价围及重点…………………………………………………1
1.3安全评价依据……………………………………………………2
1.3.1法律、法规及导则………………………………………2
1.3.2标准与规………………………………………………2
2企业概况………………………………………………………………4
2.1企业基本情况……………………………………………………4
2.1.1安全管理情况……………………………………………4
2.1.2应急求援情况……………………………………………5
2.2环境条件…………………………………………………………5
2.2.1地理位置及自然条件……………………………………5
2.2.2平面布置及周边情况……………………………………7
2.3项目基本情况……………………………………………………7
2.3.1碳化硅生产原理概述……………………………………7
2.3.2碳化硅生产装置工艺流程简介…………………………8
2.3.3储存设施…………………………………………………10
2.3.4采用的工艺及主要设备…………………………………10
2.3.5主要原材料及产品………………………………………10
2.3.6安全设施及劳动保护用品配备基本情况………………12
2.3.7公用工程…………………………………………………12
3安全评价程序…………………………………………………………14
4危险、有害因素分析…………………………………………………16
4.1主要物质危险有害因素分析……………………………………16
4.2工艺过程危险有害性分析………………………………………19
4.3设备危险、有害因素分析………………………………………19
4.3.1主要工艺设备的危险、有害因素分析…………………19
4.3.2电气设备的危险、有害因素分析………………………20
4.3.3公用工程系统的危险、危害因素………………………21
4.4储运过程的危险危害因素辨识…………………………………22
4.5作业环境的危险有害因素分析…………………………………22
4.6自然条件、周边环境危害分析…………………………………24
4.7总图布置及建构筑物危险、危害因素…………………………25
4.8其它危险有害因素分析…………………………………………25
4.9重大危险源辨识…………………………………………………28
4.10主要危险有害因素分析结果…………………………………28
4.11主要危险有害因素分布区域和岗位…………………………29
5评价单元划分及采用的安全评价方法………………………………30
5.1评价单元划分……………………………………………………30
5.2采用的安全评价方法……………………………………………30
6定性、定量分析安全评价……………………………………………31
6.1碳化硅生产装置单元评价………………………………………31
6.1.1基本情况…………………………………………………31
6.1.2对危险有害因素进行分析评价…………………………31
6.1.3单元小结…………………………………………………40
6.2电气系统评价……………………………………………………40
6.2.1基本情况…………………………………………………40
6.2.2预先危险性分析…………………………………………40
6.3安全消防系统单元评价…………………………………………42
6.3.1消防系统基本情况………………………………………42
6.3.2建议………………………………………………………42
6.3.3初期灭火失败事故树分析………………………………42
6.3.4单元小结…………………………………………………44
6.4工业卫生单元评价………………………………………………44
6.4.1工业危害物………………………………………………44
6.4.2生产性噪声与振动………………………………………45
6.4.3高温辐射和高温物料烫伤………………………………47
6.4.4防护的有效性分析………………………………………47
6.4.5单元小结…………………………………………………49
6.5公司生产安全管理单元评价……………………………………49
6.5.1基本情况…………………………………………………50
6.5.2安全生产条件评价………………………………………50
6.5.3事故应急求援预案………………………………………52
6.5.4单元小结…………………………………………………54
6.6外部周边情况和所在地自然条件影响分析……………………54
6.6.1生产装置、设施对周边社区的影响……………………54
6.6.2自然条件对生产装置、设施的影响……………………54
6.7评价项目存在安全隐患及风险成度……………………………55
7事故原因分析与重大事故的模拟……………………………………56
7.1典型事故案例及分析……………………………………………56
7.2事故预测后果……………………………………………………57
8对策措施与建议………………………………………………………59
8.1安全隐患及整改对策措施………………………………………59
8.2建议………………………………………………………………60
9安全评价结论…………………………………………………………62
10附件…………………………………………………………………63
10.1安全评价方法简介……………………………………………63
10.2法定检测、检验情况…………………………………………64
10.3被评价单位提供的原始资料目录……………………………65
10.4资料复印件……………………………………………………65
1编制说明
1.1评价目的
（1）安全评价的目的是查找、分析和预测工程、系统存在的危险、有害因素及可能导致的危险、危害后果和程度，提出合理可行的安全对策措施，指导危险源监控和事故预防，以达到最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益。
（2）通过对企业现有设备、设施或系统在生产过程中的安全性是否符合有关技术标准、规、相关规定的评价，对照技术标准、规找出存在的问题和不足，以实现安全技术和安全管理的标准化、科学化。
（3）通过安全评价，系统地从工程、系统设计、建设、运行等过程对事故和事故隐患进行科学分析，针对事故和事故隐患发生的各种可能原因和条件，提出消除危险的最佳技术措施方案，特别是从设计上采取相应措施，实现生产过程的本质安全化，做到即使发生吴操作或设备故障，系统存在的危险因素也不会因此导致重大事故发生。
1.2评价围及重点
评价围主要包括某县三塬乡碳化硅厂碳化硅冶炼生产装置、储存设施以及相关辅助设施等。
根据企业提供的资料，该厂没有涉及危险化学品的生产装置及储存设置。
1.3安全评价依据
1.3.1法律、法规及导则
（1）《中华人民全生产法》
（2）《中华人民国职业病防治法》
（3）《中华人民国消防法》
（4）《中华人民国环境保护法》
（5）《特种设备安全监察条例》（国务院第373号令）
（6）《使用有毒物品作业场劳动保护条例》（国务院第352号令）
（7）《劳动防用品监督管理规定》国家安全生产监督管理总局令第1号
（8）《生产经营单位安全培训规定》国家安全生产监督管理总局令第3号
（9）《安全评价通则》（国家安全生产监督管理局，2003.3）
（10）《安全现状评价导则》（国家安全生产监督管理局，安监管规字[2004]37号）
1.3.2标准与规
（1）《建筑设计防火规》（GBJ16-87，2001年版）
（2）《职业性接触毒物危害程度分级》（GB5044-85）
（3）《建筑物防雷设计规》（GB50057-94，2000版）
（4）《建筑照明设计规》（GB50034-2004）
（5）《供配电系统设计规》（GB50050-95）
（6）《安全标志》（GB2894-96）
（7）《重大危险源辨识》（GB18218-2000）
（8）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
（9）《固定式钢直梯、钢斜梯、工业固定式防护栏杆、钢平台》（GB4053.1～3-93GB4053.4-83）
（10）《高处作业分级》（GB/T3608-93）
（11）《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）
（12）《建筑灭火器配置设计规》（GB50140-2005）
（13）《厂区动火作业安全规程》（HG23011-1999）
（14）《厂区设备作业安全规程》（HG23012-1999）
（15）《厂区设备检修作业安全规程》（HG23018-1999）
2企业概况
2.1企业基本情况
某县三塬乡碳化硅厂成立于1996年，主要生产碳化硅为主，注册资金20万元，固定资产100万元，年产值500万元，实现利税60万元，现有员工20人，其术人员2人，管理人员2人。
企业建有1800KVA碳化硅生产线一套（电阻炉6条），年生产碳化硅2000吨。
多年来，企业已步入正轨，始终奉行“以人为本、安全第一”的管理理念，以质量求生存，以效益求发展，以优质服务开拓市场，诚实守信，在同行中广受赞誉。
碳化硅产品主要性能有耐磨、耐滑、耐高温、耐腐蚀，广泛用于耐火材料、炼钢行业的添加剂及脱氧剂、磨料和磨具等领域。
产品以其稳定的性能，可靠的质量，合理的价格远销全国多个省市，并出口美国、国、德国等国家，深受用户好评。
经过公司及全体员工的拼搏努力，2004年销售收入突破1000万元大关，建立起了稳固的销售市场。
2.1.1安全管理情况
（1）安全管理规章制度
碳化硅厂现有安全管理文件、安全管理制度、碳化硅厂运行规程、设备检修规程汇编、事故应急预案等二十几项安全管理制度。
详细制度清单见附件。
（2）安全组织机构
碳化硅厂设置了安全生产领导和管理机构，厂长为安全第一负责人。
主管生产副厂长为安全负责人，具体主管安全工作。
设置有安全管理领导小组，配有组长1人，副组长1人，成员3人，同时建立了安全生产领导小组职则，安全领导小组全面负责碳化硅厂的安全生产、安全监督和安全管理工作。
（3）人员培训情况
碳化硅厂安全管理人员有1人接受了安监部门举办的安全管理人员培训班的学习，并取得培训证书。
其它负责人没有参加培训，该厂已计划在下半年对未参加培训的主要负责人进行培训。
碳化硅厂对电工、驾驶员、电焊工等特种作业人员进行了培训，到目前为止，有1名电工取得特种作业操作证。
2.1.2应急救援情况
按照公司事故应急救援体系设置的要求，碳化硅厂设立应急指挥机构，制定了事故应急救援预案。
2.2环境条件
2.2.1地理位置及自然条件
a）地理位置
某县三塬乡碳化硅厂位于州某县三塬乡两合村，地理位置为北纬35058＇，东经103018＇，厂址周边多荒山坡地，无村民居住。
b）地质、水文条件
地质条件：
某县城地层构造以第四系地层分布较为广泛，地基承载力不同单元而不同。
滑坡在四级阶地前沿有分布，但少而固定影响不大，海拔高度为1630-1766米。
地质构造简单，地表由粉细砂和亚砂土组成，地基开挖边坡稳定性极差，地震基本烈度为8度。
水文条件：
某县境有黄河、湟水、洮河水系，黄河自西南端入境向东北流至小川折向西，至沙子沟再折向东北，横贯县境80余公里，流向。
黄河某段建造有家峡、盐锅峡、八盘峡三大水利枢纽，形成22万亩广阔稳定的水域面积，充足的电力供应，有力的促进了工农业经济的发展。
c）气象条件
某县属黄河流域，气候属温带大陆性半干旱气候。
主要的气象灾害有干旱、大风沙尘暴、暴雨、冰雹、霜冻和干热风等。
年平均温度8.5℃
极端最高温度36.8℃
极端最低温度-25℃
一月平均温度-4℃～12℃
七月平均温度8℃～22℃
年平均相对湿度54%
年降雨量（集中在七八九三个月）300mm
风向春秋多风，风向多为东北，风速0.8～1.3m/s
最大冻土深度920mm
2.2.2平面布置及周边情况
碳化硅厂平面布置及机周边情况见附件。
2.3项目基本情况
设计年产碳化硅2000吨，其中年产黑色碳化硅一级1000吨，二级1000吨。
产品质量：
成品率为98%，一、二级品各占50%。
产品性能及用途：
碳化硅又称金钢砂或耐火砂。
碳化硅的硬度很大，具有优良的导热和导电性能，高温时能抗氧化。
目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2（莫氏硬度为9.2）。
广泛用于：
（1）作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。
（2）作为冶金脱氧剂和耐高温材料。
碳化硅主要有四大应用领域，即：
功能瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。
目前碳化硅粗料已能大量供应，不能算高新技术产品，而技术会量极高的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济
（3）高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。
2.3.1碳化硅生产原理概述
碳化硅是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料在电阻炉经高温冶炼而成。
生产机理如下：
给电阻炉通电加热，使炉芯产生高温（1900～2200℃），当炉料温度达到1460℃以上时，产生下列反应，生成碳化硅。
SiO2+3C=SiC+2C0↑
2.3.2碳化硅生产装置工艺流程简介
（1）工艺说明
碳化硅冶炼首先将石英砂通过细粉碎加工成0.5～4mm颗粒和将碳质原料（石油焦或无烟煤）粉碎加工成0.5～3mm颗粒，然后通过配料设备将石英砂与碳质原料按一定比例配料后用天车操作方式装入电阻炉，装炉完备通电进行大电流长时间的冶炼，冶炼到一定时间，停止冶炼，进行浇水冷却，冷却到一定程度时，再用人工进行外层保温料的消除，清料完毕后开始出炉，出炉后剥黄皮而露出产品碳化硅，按要求分级、破碎、包装入库销售。
对碳化硅外层剥离下来的黄大块按工业垃圾处理。
本项目采用焙烧料法工艺流程。
2.3.3储存设施
现有碳化硅产品分级破碎成品库棚约1500平方米。
2.3.4采用的工艺及主要设备
（1）采用工艺情况
该工厂碳化硅生产装置，所采用的生产工艺技术为国成熟的焙烧料法工艺技术，不属于国家淘汰的生产工艺装置。
（2）主要工艺设备
该厂碳化硅生产装置主要设备情况见表2.3.4-1
表2.3.4-1主要设备一览表
序号
设备名称
规格与型号
数量
1
混凝土搅拌机
JZC-350出料容量350L
Q=10～14３/h，电动机N=5.5KW
1台
2
电阻炉
6条
3
变压器
1800KVA
1
4
油水冷却器
YSR-125
1
5
高压开关柜
2
6
动力配电箱
2
7
操作台
1
8
动力变压器
1
9
循环水泵
KQL100-200,Q=1003/h,H=50m
电动机N=22KW
2
2.3.5主要原材料及产品
（1）原辅材料及水、电、煤消耗情况
该厂主要原材料、动力消耗见表2.3.5-1
表2.3.5-1主要原材料、动力消耗一览表
序号
物质名称
分类
使用（产）量
备注
1
清洗（无烟）煤
原料
2100吨/年
2
石英砂
原料
2580吨/年
3
石墨粉
辅助原料
1.5吨/年
电极使用
4
动力电
成品
84900度/年
5
生产用水
成品
6666吨/年
冷却水
10
耐火材料
成品
7.5吨/年
（2）物料平衡
本项目物料平衡见下图。
图2-2物料平衡图
2.3.6安全设施及劳动保护用品配备基本情况
（1）安全防护装置的配置
对照GB196-87《机械设备防护罩安全要求》、GB8197-87《防护屏安全要求》等相关法规基本符合国家有关规定，该厂冶炼、加工车间安全防护装置（电机罩、安全梯、电气联锁、粉尘监测、安全护栏）基本符合国家有关规定。
（2）劳动防护用品的配备
该厂冶炼车间、加工车间职工劳动防护用品的配置基本符合国家有关规定。
该厂劳保用品发放见表2.3.6-1。
表2.3.6-1员工劳动保护用品发放明细表
名称
发放周期
数量
备注
毛 巾
半年
1条
口 罩
月
2个
线手套
月
2双
帆布手套
月
2双
电焊工
洗衣粉
月
1袋
肥 皂
月
半块
工作服
24月
1套
2.3.7公用工程
2.3.7.1供电系统
【1】供电电源
碳化硅厂现有1800KVA变压器1台，200KVA动力变压器1台。
电源可满足冶炼系统发展需要。
总之，外电源及站配电可保证供电能力和供电可靠性。
【2】装置供电
本碳化硅冶炼装置用电负荷大多数均为二级负荷。
整流柜、炉头冷却水系统用电为一级负荷。
碳化硅冶炼装置采用铜排母线敷设。
2.3.7.2通讯设施
该厂值班、控制室设有通讯设施。
2.3.7.3给排水系统
给排水、消防给水等设施充分利用现有给排水系统，就近接管。
现有的生产水、生活给水富裕量能满足本碳化硅冶炼装置的生产用水需要。
2.3.7.4消防设施
该厂消防设施有消防水池1座，厂区配置有8kg灭火器6具，均完好。
3安全评价程序
评价工作程序大体分为三个阶段（见图3.1所示）：
第一阶段为准备阶段，主要是收集评价项目有关资料（包括工程项目调研及选取评价所采用的标准、规等）；进行初步的工程分析和危险、有害因素识别：
划分评价单元；选择评价方法。
第二阶段为评价实施阶段，运用已选定的评价方法对已识别出的危险、有害因素进行定性分析和定量计算；提出相应的对策、措施及建议。
第三阶段为报告书的编制、完善阶段，主要是汇总第二阶段所得的各种数据和结果，并据此提出评价结论；根据专家评审意见进一步修改、完善报告。
4危险、有害因素分析
碳化硅生产装置在运行过程中，危险因素、有害因素主要体现在设备故障、人为失误、管理缺陷、环境因素四个方面。
为了在评价中能全面了解碳化硅生产装置存在安全问题，本次评价针对碳化硅生产装置存在的危险、有害因素，在对相关资料进行分析的基础上，结合现场情况和同类装置的调研，确定系统存在的主要危险、有害因素的种类、分布及其可能产生的方式和途径；从自然和地质危险因素、物质危险因素、设备及工艺过程火灾、爆炸等危险因素、检维修作业危险因素、作业现场危险因素、其它危险、有害因素共六个方面对该厂各评价单元的危险因素进行多方面、多角度的分析，同时辩识企业的重大危险源，抓住可能发生事故的基本事件，防患于未然。
4.1主要物质危险有害因素分析
碳化硅生产使用的原材料清洗煤（或无烟煤、石油焦）含碳量高是可燃物，有自燃的危险特性，防止火灾事故的发生。
碳化硅在冶炼过程中，产生的主要有害物质是水煤气（一氧化碳和氢气混合物），其理化特性、毒性、燃烧爆炸危险性等如下：
【一氧化碳和氢气混合物】H2+CO
【别名】水煤气
【危规分类及编号】有毒气体。
GB2.3类23029。
UNNO.2600
【物化性质】无色无味气体，气体密度远较空气轻（相对密度0.5）。
【危险特性】易燃、有毒。
其它参见一氧化碳和氢气。
包装标志：
有毒气体。
副标志：
易燃气体。
4.2工艺过程危险有害性分析
碳化硅生产工艺过程大部分为人工操作，尤其在装炉、出炉过程中有一定的生产性粉尘，如果长期接触会引起刺激性疾病、急性中毒或癌症，导致肺病；并且在冶炼过程中有一定的高温产生，如果防护不当，可能会造成人员被烫伤。
另外，高温除能造成灼伤外，高温、高湿环境可影响劳动者的体温调节，当劳动者的热调节发生障碍时，轻者影响劳动能力，重者可引起别的病变，如中暑。
劳动者水盐代的失衡，可导致血液浓缩、尿液浓缩、尿量减少，这样就增加了心脏和肾脏的负担，严重时引起循环衰竭和热痉挛。
冶炼过程产生的水煤气（一氧化碳（CO）和氢气混合物）或者遇空气燃烧产生的二氧化碳对人员有中毒与窒息危险。
电气设备及大电流母线绝缘设施和保护接地装置不良，容易发生人身触电事故。
4.3设备危险、有害因素分析
4.3.1主要工艺设备的危险、有害因素分析
（1）主要冶炼装置为电阻炉
本项目冶炼装置是碳化硅生产的主要装置，电阻炉中的介质为精洗煤、石英砂混合易燃物质，炉中介质反应温度较高，如果在炉料反应过程中，炉料烧结透气性不好，容易发生放炮喷料事故，这时如果炉墙壁强度不够，也容易造成炉料喷出或泄漏，都会引起火灾、爆炸事故。
因此，要严格控制生产过程中的温度变化情况和电气操作参数。
（2）电阻炉整流变压器系统
碳化硅生产过程是一个低电压大电流冶炼控制过程，如果整流变压器、整流柜、电阻炉炉头两端等冷却系统出现意外，容易氧化刺火，会引起电气火灾、爆炸事故，造成设备损失或者人员伤害。
（3）搅拌设备、单梁龙门吊、原料及产品破碎设备、泵
各类传动设备的安全防护设施如果安装不到位，会导致转动部位发生机械伤害的危险。
4.3.2电气设备的危险、有害因素分析
供配电系统存在或潜在的主要危险、有害因素为作业人员触电事故、电气火灾爆炸事故。
由于该项目的作业环境属于易燃、高温和粉尘危险环境，其电气设备必须采取防尘措施，若电气设备不具有国家指定机构的安全认证标志或采用国家颁布淘汰的电气设备，从而导致设备故障、产生电火花，引起火灾爆炸事故。
（1）造成触电事故的主要原因有设备缺陷，设计、安装不当，违章指挥、违章作业；
（2）电气设备故障、电气火灾爆炸事故主要表现为电弧或电火花引发的爆炸事故，以及由电气设备异常发热而造成的烧毁设备、甚至引起火灾等事故。
电缆绝缘层老化发生短路，引起火灾；变压器漏油，遇到火源发生火灾爆炸事故；电气设备工作保护接地不良，因静电放电、雷电放电引发火灾事故；
（3）对于电气设备触电保护、漏电保护、短路保护、过载保护、绝缘、电气隔离、屏护、电气安全距离等不符合要求，则易引起触电、机械伤害等事故的发生。
（4）因粉尘污染，导致电气设备元件接触不良或者漏电、闪络引起火灾事故；
（5）若没有事故状态下的照明、消防、疏散用电及应急措施用电不可靠，自控系统不可靠（如无不间断电源、冗余装置等），管理制度不完善，一旦发生事故，救援无法有效展开，事故得不到有效控制，从而酿成重大事故的发生。
（6）如线路短路；负荷超载、接触不良、散热不良或由于设备自身故障导致过热而引起火灾：
设备接地不良引起雷电火灾等。
电气设备及线路，若有漏电破损，或保护装置失效，人触及带电体时，有发生触电危险。
4.3.3公用工程系统的危险、危害因素
公用工程指装置的水、电的供给。
电用于电机的动力和照明；水用于冷却。
如果公用工程中断，装置要紧急全面停工，装置动力电中断后，所有机泵基本全停，此时，防止设备、变压器升温，造成瓦斯保护动作、变压器喷油，可控硅损坏，引起着火爆炸危险和热物料烫伤人员以及中毒等危害。
供水中断，停止生产。
但无论公用工程中那一种中断，都必须紧急处理，如若处理不及时或处理有误，都会给装置造成一定的危险和危害。
4.4储运过程的危险危害因素辨识
原料、半成品及成品的储存和运输是企业生
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