某钢铁企业转炉煤气回收氧含量超标分析及对策
转炉煤气富含一氧化碳，是一种中等热值的气体燃料。

将其排放于空气中，不仅浪费且会导致严重的大气污染。

因此，转炉煤气的回收利用对改善环境，节约能源具有重点意义。

在转炉煤气回收系统中，煤气柜柜前管道氧含量超标(氧含量大于2%)现象时有发生。

这种超标可能引发煤气爆炸，是制约煤气回收系统连续运行的重大安全隐患。

笔者结合生产实践，对氧含量超标原因作了分析，并介绍了解决方案和结果。

煤气回收系统工艺流程
在转炉吹炼过程中，由于剧烈的氧化反应,会有大量的高温炉气从炉口逸出，炉气中含有86%左右的CO和少量的CO2。

炉气出炉口后,与少量空气(一般通过炉口微差压控制系统将空气过剩系数控制为0.1)发生燃烧,燃烧后的烟气中仍含有60%~70%的CO。

为了回收烟气中的CO，需配备转炉煤气净化及回收系统，主要包括炉口微差压自动调节、R-D喉口、三通阀、氧气及一氧化碳分析仪（三通阀阀前管道、煤气柜柜前管道、煤气柜中各有一套分析仪)等设备。

下文将以安徽某钢铁企业为例，结合该厂转炉煤气回收氧含量超标现象和该厂生产实践，分析其氧含量超标原因，并介绍该厂采取的解决措施。

氧含量超标现象和原因分析
该钢铁企业氧含量超标现象大多是出现在煤气回收结束时,表现为三通阀前煤气中氧含量正常(氧含量小于2%),而到煤气柜柜前突然上升(达到2%~10%)。

且超标现象的出现通常具有不定期性,每月发生3~6次。

1.氧含量超标原因
经过长时间的现场跟踪，分析查明超标的原因为：转炉吹炼后期铁水中碳含量较低,氧气与铁水中的碳反应不够剧烈，少量的氧气被一次风机直接吸走混入煤气中；另一方面，由于氧分析仪响应时间和三通阀动作时间过长,等三通阀接到分析仪氧含量超标指令从回收状态完全转换到放散时，已有一定量的含氧量很高的煤气进入煤气柜柜前管道，造成柜前管道氧含量超标。

2.解决方案
查明氧含量超标的上述原因后，该厂便从煤气回收操作及设备所存在的缺陷上找到了解决方法。

具体有以下几项。

①规范煤气回收操作
煤气回收开始后及时将活动烟罩降到位，防止大量空气被吸入烟罩内。

煤气回收期严格控制氧枪位,氧枪的提升严禁超过开氧点,防止枪位过高造成氧气直接被一次风机吸走。

煤气回收结束前先提升活动烟罩,30s后再提氧枪。

由于三通阀动作与活动烟罩动作连锁,这样煤气回收以活动烟罩提升而结束,不受氧分析仪响应时间长的影响。

除特殊情况外,煤气回收系统设备(三通阀等)必须自动控制。

另外，由于回炉钢中碳含量较低、吹氧时间短，碳、氧反应不剧烈，以致大流量的高纯度的氧气极容易被一次风机直接吸走，回收的煤气中氧含量超标严重,因此决定不回收回炉钢煤气。

②增加煤气回收连锁条件
原设计中煤气回收三通阀的动作只与活动烟罩连锁,为防止活动烟罩因意外故障无法动作,增加了
氧枪的提升超过开氧点与三通阀从回收位置转放散位置的连锁,从而形成双保险。

③缩短三通阀动作时间及氧分析仪响应时间
经分析,三通阀动作时间长达48s的原因是由于气缸的气源管通径太小(只有15mm)。

将其扩大到
25mm后,三通阀动作时间缩短为27s。

另外,原设计三通阀的动作气源为压缩空气,而且压缩空气的压力偏低(0.6MPa),波动也很大,造成三通阀工况不稳。

将三通阀的气源改为中压氮(压力为
1.3~1.6MPa,减压后为0.7MPa),三通阀工况稳定,其动作时间又缩短了7s。

与此同时又改进氧分析仪的性能,使其响应时间从48s缩短到36s。

这样整个反应时间有所缩短,滞后现象有所改善。

通过规范煤气回收操作和设备改造后,该厂煤气回收期间氧含量超标现象基本杜绝,消除了安全隐患,保证了转炉煤气回收系统能够连续运行,煤气回收量约增加了5%。

3.其他造成氧含量超标的可能因素
除了上述原因外,还可能出现一些其他造成氧含量超标的因素,例如烟道上人孔门泄漏、负压段管道渗漏、风机前管道上防爆膜破裂、三通阀关不死或三通阀突发故障不动作以及氧分析仪故障等。

通常,转炉煤气回收氧含量超标属偶发现象,大多是炼钢操作不当所造成。

如果转炉煤气回收氧含量超标连续发生,应检查煤气回收系统是否存在设备故障。