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[摘要]在冷轧电镀锌产线溶锌过程中，使用硫酸与锌粒发生化学反应，生成硫酸锌溶液和副产品氢气。氢气存在火灾、爆炸等危险因素，一直是企业安全管理工作的重要风险。依据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218）的规定，通过计算得出本单元不存在重大危险源的结论。并从安全设施、安全管理等方面提出有效的安全对策，为企业安全运行提供了参考依据。
[关键词]轧钢企业电镀锌产线溶锌单元氢气危险分析控制措施
中图分类号：TG333 文献标识码：TC 文章编号：1009―914X（2013）28―0597―01
1、溶锌站的组成及工作原理
以东北某电镀锌产线为例，该企业电镀锌工艺选用鲁斯纳的重力法电镀工艺，属于连续自动电镀锌工艺，溶锌的过程为电镀槽提供持续的硫酸锌溶液，溶锌站由加注锌粒的锥形槽组成，电解液通过锌粒平床被带到溶锌槽的高处并溢出溶解槽进入静置槽，氢气从液体中跑出。
2 溶锌过程的危险因素分析
2.1 氢气危险因素分析
氢气与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。气体比空气轻，氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。氢气爆炸极限（容积%）为4.15—75，燃点温度为580℃－590℃。
2.2 工艺过程危险因素分析
（1）为避免溶锌过程中的氢气浓度富集引发爆炸事故，溶锌单元设有以下检测报警与安全联锁控制：①电镀液循环系统溶锌泵（变频泵）的转速与酸雾中氢气浓度和电镀液的pH值联锁。②溶锌间内设有一套排雾抽风系统，溶锌过程中产生的氢气通过该排雾系统抽走并排出厂房。排雾系统风机与酸雾中氢气浓度联锁。
（3）为避免任何危险，要监测排放空气中的自由氢气量。在第一个限制点时，溶解泵的速度被降到最低速度，并且2号排放系统中的备用风机开始启动；当到达第二个限制点时，溶解泵停止，溶锌站的电解液被排到镀锌循环罐，并用纯水冲刷以去除在锌粒表面附着的电解液。
2.2.1 设计不合理、质量无保障
设备的设计以及质量的好坏直接影响到使用的安全性。如果溶锌站设备质量不过关、设备选材不当、设计存在缺陷、设备布置不合理或防腐措施不到位等，均会降低设备自身的使用性能，导致产品不合格，严重的会造成氢气泄漏或爆炸等生产事故。
2.2.2 施工质量不合格
施工质量的好坏直接关系到系统的安全。如果施工队伍技术水准低、野蛮操作、强行组装、焊接缺陷、补口补伤质量不过关或者管路架设不合理等，均会影响后续设备的安全性，导致管路氢气泄漏、管道爆裂等事故。
2.2.3 安全装置缺失或失效
溶锌单元应配备氢气检测报警与安全联锁控制装置、报警和自动切断装置、排雾抽风系统、两个风机（一用一备），应急风机备有保安电源，可保证事故停电状态下的系统抽风以及必要的安全供水设施。如果装置失效有可能造成氢气火灾爆炸事故。
2.2.4 人力及安全管理不到位
（1）安全管理不规范
企业安全管理不规范，主要体现在管理制度不健全（人员教育培训工作有缺陷、安全隐患排查工作不彻底、安全管理制度及操作规程内容有漏洞等）和企业自身安全意识薄弱，容易造成员工违章作业，导致发生安全事故。
（2）人员违章作业
违章作业包括违章指挥、违章操作、操作失误等。主要体现在：① 溶锌单元禁止使用一切产生明火、高温物体；不得携带火种进入禁火区。② 在有爆炸危险的修理工作中未使用防爆工具，没有采取必要的安全设施与防静电措施。氢气外排管道施工作业是未选用铜质或铍铜合金工具等；
通过以上情况分析，安全装置缺失或失效，作业人员操作技术不熟练、违章作业等是造成爆炸和火灾事故的主要原因，只有在生产过程中避免此类因素，才能够有效的控制氢气火灾爆炸事故的发生。
3 重大危险源辨识
根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218）和《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》（国家安全生产监督管理局档安监管协调字[2004]56号）档的相关规定对本工程重大危险源辨识如下：
（1）该产线涉及到的危险物质氢气已列入重大危险源危险品目录，依据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218）的规定，氢气贮存场所的临界量为5 t，本产线涉及的氢气为溶解金属锌所产生的副产物，不在现场储存。溶锌间的体积约20900 m3，按空气中的氢气浓度最大为4.1%（氢气在空气中的体积浓度在4.1%～75之间时，遇火源就会爆炸）计算，氢气密度为0.089 kg/m3，则溶锌间氢气最大量为20900×4.1%×0.089=76.3kg＜5 t。辨识结果：溶锌单元不构成重大危险源。
（2）根据《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》（安监管协调字[2004]56号）对压力管道和压力容器进行辨识。辨识结果：该溶锌单元不存在长输管道、中压和高压燃气管道、工业管道和压力容器。
综上所述，该电镀锌板生产线项目不存在重大危险源。
4 建议企业应完善的安全对策及防护措施
4.1 溶锌工艺方面
①当酸雾中氢气浓度大于某一较低阈值或电镀液pH值大于某一较高设定值时，溶锌泵的流量降到最低，同时发出报警信号，溶锌装置中的电镀液立即回流至循环罐中，同时溶锌装置顶部冲洗水罐阀门打开，自动向锌粒层和溶锌罐顶部喷大量的脱盐水，尽快使溶锌反应终止避免爆炸。
②排雾系统设计有两个风机，保证系统始终处于负压状态，使氢气无法逸出。在两台风机均发生故障或断电的最不利情况下，应急风机可立即启动。应急风机备有保安电源，可保证事故停電状态下的系统抽风。
4.2 安全设施方面
①加强溶锌间通风。通风装置必须定期巡检，保证通风
装置有效使用，确保空气流畅。
②溶锌间氢气浓度分析仪要定期检定合格，确保正常有效，加强分析仪表的检修和维护工作
③排雾系统风机事故停机后立即启动事故风机，停电后事故电源要及时启动。
④溶锌工艺上也考虑了两台风机互为备用，除此之外还设有一台应急排气风机与管道入口处的氢气浓度分析仪形成报警联锁，以确保氢气不会外漏。
⑤锌单元管道系统设置有防雷防静电接地设施，其接地电阻不大于10Ω，法兰两侧设跨接导线。
4.3 安全管理方面
①结合企业自身情况制定并完善安全管理制度及安全操作规程，尤其是教育培训制度和安全检查制度，重点在于制度的落实情况及安全操作规程的执行监管。
②加强作业人员的教育培训工作，加强人员安全意识，构建企业安全文化体系。制定完善的事故应急救援预案，并定期演练。
③应定期对设备、设施进行维护管理，保证设备安全正常运行。设备的更换、检修、开停车严格按照有关安全规范进行，防止误操作和麻痹大意引发安全事故；
④建立相应的安全规章制度和详细的应急救援预案。
5 结语
本文对电镀锌产线溶锌单元生产过程及设备设施进行研究和危险有害因素分析，火灾、爆炸是其使用过程中存在的主要危险因素。通过重大危险源辨识对企业溶锌单元进行识别，认为该溶锌单元不存在重大危险源。通过采取进一步的安全管理及加装部分安全装置，降低该设备火灾爆炸危险程度将为较轻，为正常情况下人员可以接受的危险程度范围，对于企业安全生产提供保障。
参考文献
[1]氢气使用安全技术规程 GB 4962-2008
[2]冶金企业安全卫生设计规定［S］．1996
[3]电镀生产安全操作规程 AQ5202-2008
[4]电镀生产装置安全技术条件AQ5203-2008
[5]宋文华，张凯，田亮，郭敬璞，轧钢企业加热炉生产过程的危险分析与控制。中国安全生产科学技术. 2012（3）；102－107
[关键词]轧钢企业电镀锌产线溶锌单元氢气危险分析控制措施
中图分类号：TG333 文献标识码：TC 文章编号：1009―914X（2013）28―0597―01
1、溶锌站的组成及工作原理
以东北某电镀锌产线为例，该企业电镀锌工艺选用鲁斯纳的重力法电镀工艺，属于连续自动电镀锌工艺，溶锌的过程为电镀槽提供持续的硫酸锌溶液，溶锌站由加注锌粒的锥形槽组成，电解液通过锌粒平床被带到溶锌槽的高处并溢出溶解槽进入静置槽，氢气从液体中跑出。
2 溶锌过程的危险因素分析
2.1 氢气危险因素分析
氢气与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。气体比空气轻，氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。氢气爆炸极限（容积%）为4.15—75，燃点温度为580℃－590℃。
2.2 工艺过程危险因素分析
（1）为避免溶锌过程中的氢气浓度富集引发爆炸事故，溶锌单元设有以下检测报警与安全联锁控制：①电镀液循环系统溶锌泵（变频泵）的转速与酸雾中氢气浓度和电镀液的pH值联锁。②溶锌间内设有一套排雾抽风系统，溶锌过程中产生的氢气通过该排雾系统抽走并排出厂房。排雾系统风机与酸雾中氢气浓度联锁。
（3）为避免任何危险，要监测排放空气中的自由氢气量。在第一个限制点时，溶解泵的速度被降到最低速度，并且2号排放系统中的备用风机开始启动；当到达第二个限制点时，溶解泵停止，溶锌站的电解液被排到镀锌循环罐，并用纯水冲刷以去除在锌粒表面附着的电解液。
2.2.1 设计不合理、质量无保障
设备的设计以及质量的好坏直接影响到使用的安全性。如果溶锌站设备质量不过关、设备选材不当、设计存在缺陷、设备布置不合理或防腐措施不到位等，均会降低设备自身的使用性能，导致产品不合格，严重的会造成氢气泄漏或爆炸等生产事故。
2.2.2 施工质量不合格
施工质量的好坏直接关系到系统的安全。如果施工队伍技术水准低、野蛮操作、强行组装、焊接缺陷、补口补伤质量不过关或者管路架设不合理等，均会影响后续设备的安全性，导致管路氢气泄漏、管道爆裂等事故。
2.2.3 安全装置缺失或失效
溶锌单元应配备氢气检测报警与安全联锁控制装置、报警和自动切断装置、排雾抽风系统、两个风机（一用一备），应急风机备有保安电源，可保证事故停电状态下的系统抽风以及必要的安全供水设施。如果装置失效有可能造成氢气火灾爆炸事故。
2.2.4 人力及安全管理不到位
（1）安全管理不规范
企业安全管理不规范，主要体现在管理制度不健全（人员教育培训工作有缺陷、安全隐患排查工作不彻底、安全管理制度及操作规程内容有漏洞等）和企业自身安全意识薄弱，容易造成员工违章作业，导致发生安全事故。
（2）人员违章作业
违章作业包括违章指挥、违章操作、操作失误等。主要体现在：① 溶锌单元禁止使用一切产生明火、高温物体；不得携带火种进入禁火区。② 在有爆炸危险的修理工作中未使用防爆工具，没有采取必要的安全设施与防静电措施。氢气外排管道施工作业是未选用铜质或铍铜合金工具等；
通过以上情况分析，安全装置缺失或失效，作业人员操作技术不熟练、违章作业等是造成爆炸和火灾事故的主要原因，只有在生产过程中避免此类因素，才能够有效的控制氢气火灾爆炸事故的发生。
3 重大危险源辨识
根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218）和《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》（国家安全生产监督管理局档安监管协调字[2004]56号）档的相关规定对本工程重大危险源辨识如下：
（1）该产线涉及到的危险物质氢气已列入重大危险源危险品目录，依据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218）的规定，氢气贮存场所的临界量为5 t，本产线涉及的氢气为溶解金属锌所产生的副产物，不在现场储存。溶锌间的体积约20900 m3，按空气中的氢气浓度最大为4.1%（氢气在空气中的体积浓度在4.1%～75之间时，遇火源就会爆炸）计算，氢气密度为0.089 kg/m3，则溶锌间氢气最大量为20900×4.1%×0.089=76.3kg＜5 t。辨识结果：溶锌单元不构成重大危险源。
（2）根据《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》（安监管协调字[2004]56号）对压力管道和压力容器进行辨识。辨识结果：该溶锌单元不存在长输管道、中压和高压燃气管道、工业管道和压力容器。
综上所述，该电镀锌板生产线项目不存在重大危险源。
4 建议企业应完善的安全对策及防护措施
4.1 溶锌工艺方面
①当酸雾中氢气浓度大于某一较低阈值或电镀液pH值大于某一较高设定值时，溶锌泵的流量降到最低，同时发出报警信号，溶锌装置中的电镀液立即回流至循环罐中，同时溶锌装置顶部冲洗水罐阀门打开，自动向锌粒层和溶锌罐顶部喷大量的脱盐水，尽快使溶锌反应终止避免爆炸。
②排雾系统设计有两个风机，保证系统始终处于负压状态，使氢气无法逸出。在两台风机均发生故障或断电的最不利情况下，应急风机可立即启动。应急风机备有保安电源，可保证事故停電状态下的系统抽风。
4.2 安全设施方面
①加强溶锌间通风。通风装置必须定期巡检，保证通风
装置有效使用，确保空气流畅。
②溶锌间氢气浓度分析仪要定期检定合格，确保正常有效，加强分析仪表的检修和维护工作
③排雾系统风机事故停机后立即启动事故风机，停电后事故电源要及时启动。
④溶锌工艺上也考虑了两台风机互为备用，除此之外还设有一台应急排气风机与管道入口处的氢气浓度分析仪形成报警联锁，以确保氢气不会外漏。
⑤锌单元管道系统设置有防雷防静电接地设施，其接地电阻不大于10Ω，法兰两侧设跨接导线。
4.3 安全管理方面
①结合企业自身情况制定并完善安全管理制度及安全操作规程，尤其是教育培训制度和安全检查制度，重点在于制度的落实情况及安全操作规程的执行监管。
②加强作业人员的教育培训工作，加强人员安全意识，构建企业安全文化体系。制定完善的事故应急救援预案，并定期演练。
③应定期对设备、设施进行维护管理，保证设备安全正常运行。设备的更换、检修、开停车严格按照有关安全规范进行，防止误操作和麻痹大意引发安全事故；
④建立相应的安全规章制度和详细的应急救援预案。
5 结语
本文对电镀锌产线溶锌单元生产过程及设备设施进行研究和危险有害因素分析，火灾、爆炸是其使用过程中存在的主要危险因素。通过重大危险源辨识对企业溶锌单元进行识别，认为该溶锌单元不存在重大危险源。通过采取进一步的安全管理及加装部分安全装置，降低该设备火灾爆炸危险程度将为较轻，为正常情况下人员可以接受的危险程度范围，对于企业安全生产提供保障。
参考文献
[1]氢气使用安全技术规程 GB 4962-2008
[2]冶金企业安全卫生设计规定［S］．1996
[3]电镀生产安全操作规程 AQ5202-2008
[4]电镀生产装置安全技术条件AQ5203-2008
[5]宋文华，张凯，田亮，郭敬璞，轧钢企业加热炉生产过程的危险分析与控制。中国安全生产科学技术. 2012（3）；102－107