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焦炉煤气安全控制.docx

(三)净化回收设备的安全
1)净化回收设备之间与管网要可靠隔断(因为净化回收设备要经常检修,要与系统脱离);2)重力除尘器最高点应设放散阀;
3)布袋除尘器应设有煤气高、低温报警和低压报警装置,各箱体应设泄爆装置(滤代耐温一般280度以下);
4)电除尘器应设氧含量超标断电控制;
5)湿法洗涤塔(包括比肖夫)污水排出管要保持水封有效高度;
焦炉煤气:500m3-600m3/t
高炉煤气:1000m3-1400m3/t
回收转炉煤气:50m3-100m3/t
冶金煤气是冶金能耗的大头,占能耗的53%,冶金煤气是冶金企业的副产品,有效利用冶金煤气也是企业节能降耗的重要途径。如转炉回收得好,可以实现负能炼钢。
二、冶金煤气的危险性
煤气是混合物,由于成份不一样,煤气体现的危险性不一样。从安全的角度,最关心的是一氧化炭、氢气、甲烷三种成份,他们既是危险成份,也是有用成份,具有较高的热值。体现煤气的毒性上,实际主要是一氧化炭,煤气中毒,主要是一氧化炭中毒。煤气中的氢气和甲烷具有爆炸性,爆炸极限越低,煤气爆炸性越强。见下表:
(八)排水器
排水器是事故常发部位。
有人值守的值班室、操作室等不应设在排水器旁,排水器应有明显的警告标志;排水器的满流管口应保持溢流。
(九)煤气柜
煤气柜是重大危险源(临界量5吨)。
1)煤气柜不应建设在居民稠密区;
2)煤气柜周围应设有围墙(隔绝)、消防车道和消防设施,柜顶应设防雷装置;3)煤气柜上应有容积指示装置,柜位达到上限时应关闭煤气入口阀,并设有放散设施,还应有煤气柜位降到下限时,自动停止向外输出煤气或自动充压的装置。煤气柜应设操作室,室内设有压力计、流量计、高度指示计,容积上、下限声光讯号装置和联系电话。(要防止干扰信号,重钢2006年11月3日,电焊机地线搭接在进口不到二十米的地方,产生干扰信号,造成放散被误打开,紧急疏散900多人,75分钟。)
高炉炉顶装料系统不严冒煤气(炉顶装料系统采取氮气密封,保持高于炉内0.05 Mpa压力,大小钟拉杆、料罐的齿轮箱等处);
高炉冷却系统进出炉壁不严冒煤气(要有明确的警示标志,一般人不能去,安监检查也不能上去);
高炉风口以上各层平台煤气危险区(要有明确的警示标志,一般人不能去,安监检查也不能上去)。还要控制炉内压力。炉顶有一个放散装置,叫泄压,泄压不好,会导致事故。检查时要到中控室检查氮气的密封压力、齿轮箱的密封情况、冷却水进出水温度是不是正常,有没有限制、报警等等。
还要关注氧枪冷却水泄漏、喷溅问题。
3.焦炉安全
焦炉煤气的发生机理与前两种不一样,它是物理作用,是煤在在炭化室内(两侧是燃烧室)隔绝空气的情况下加热,经干馏,使煤含有的一些有机物质蒸发出来,即为焦炉煤气(如图),通过上升管、集气管(有调压系统、煤气放散系统),又引入下方作为加热燃料。因此,焦炉煤气安全主要有以下两个重点区域:
n转炉煤气极具毒性
转炉煤气、铁合金煤气的CO含量在60-70%。有转炉煤气通过烟囱放散,空中经过的小鸟就中毒掉下来的案例。
n高炉煤气压力高,温度高
高炉煤气出炉压力可达0.35-0.4Mpa(大型高炉出炉压力可达4公斤,如宝钢,基本都是高压操作,为了强化冶炼,提高产量),炉顶煤气温度可达300OC。由于高炉有这个特点,生产中要回收高炉压力,就出现了TRT(高炉余压发电)。
煤气种类
成分
爆炸范围
CO
H2
CH4
焦炉煤气
6-9
58-60
22-25
4.5-35.8
高炉煤气
26-29
2.0-3.0
0.1-0.4
35.0-72.0
转炉煤气
63-66
2.0-3.0
12.5-74.0
铁合金炉煤气
60-63
13-15
0.5-0.8
7.8-75.07
发生炉煤气
27-31
7-10
16-18
3)在已敷设的煤气管道下面,不得修建无关的建筑物和存放易燃、易爆物品;
4)架空管道要防止高温热源辐射(钢水及车辆通过或停于下方是不允许的);
5)煤气管道的架设要防止被车辆碰撞(高度一般不低于5米);煤气输送防止压力波动,安全运行压力不低于500Pa(规范没有定,是建议值,普遍采用,低了通蒸气、氮气保压);6)煤气管道要防止地基沉陷、应力拉伸。(五)隔断装置
高炉湿法除尘防止排污系统冒煤气,循环水系统带煤气,净化水池(如果是管道,水位高时压力可封住煤气,当清洗水池时人员就会中毒)。2006年6月11日,齐钢清洗水池时就发生了事故、地沟就会串入煤气。
高炉干法除尘防止出灰系统冒煤气、电除尘控制煤气含氧量不超过1%。防尘要密封,最好调湿。不要放干灰。在重力除尘器处放干灰,往往是出煤气再关掉,非常危险,这种违章行为较普遍。
转炉煤气回收流程(OG法)
另外一种方法,LT法是转炉净化的方向,是电除尘。煤气通过烟罩、蒸发冷却器(水蒸气和水喷进去,降煤气的温度),通过电除尘器(一般4个
电场)除尘,再通过煤气冷却器把温度进一步降下来,再送到煤气柜。除尘器收下来的干灰密封输送,作为烧结原料。电除尘要严格控制进到电除尘系统的氧含量,控制煤气柜含氧量不超过2%;转炉LT法控制煤气含氧量不超过1%。下图系统中装有氧含量激光分析仪。
隔断装置失效是煤气事故的主要因素。
1)可靠隔断装置有插板、盲板;
2)视为可靠的隔断形式有:阀门+水封、闸阀(密封蝶阀)+眼镜阀(扇形阀);
3)阀门应有开度及方向的标志;
4)水封要保持水封高度和溢流现象。寒冷地区应采取防冻措施(通蒸气保温)。
煤气设备与管道附属装置——NK球阀
(六)燃烧装置
爆炸事故的防控重点
煤气燃烧器要有常明火(小火),
(七)放散装置
防止人为中毒事故,一种方式是人工吹扫,通过放散管将其引走。吹刷煤气放散管必须安设在煤气设备和管道的最高处;或煤气管道以及卧式设备的末端;放散管口必须高出煤气管道、设备和走台4m,离地面不小于10m。
调压煤气放散管管口高度应高出周围建筑物,一般距离地面不小于30m,所放散的煤气必须点燃,并有灭火设施。
1)炉窑点火必须先点火、后开煤气(先吹一吹,查看煤气开关是否处于关闭位置);2)煤气燃烧要防止回火、吹脱(对压力有要求,还要求管道上有紧急切断阀,当压力低它就会关闭);
3)煤气管上应装逆止装置或紧急切断阀、在空气管道上应设泄爆膜;
4)煤气、空气管道应安装低压警报装置;
5)煤气烧嘴应有火焰监测装置(火灭时信号传给继电器,关闭阀门)。
21.5-67.5
通过这个表格看出来,焦炉煤气中CO含量比较底,毒性最小,但爆炸性下限最低,爆炸性很强;转炉煤气CO最高,含量占60-70%,毒性相当厉害。高炉煤气既有毒性,又有爆炸性,但有所区别。
所有的煤气都具有毒性和火灾爆炸危险性。
n焦炉煤气容易爆炸(毒性相对较低)
焦炉煤气爆炸下限5.5%左右,接近甲烷、氢气。
从安全考虑,转炉(系统)煤气间歇式回收,保持系统惰性(不回收也要充氮气保持系统压力,防止煤气倒罐,所以有一个水封逆止阀)。第一、二级文氏管都在转炉平台以上,检查时看不到,只能看风机房、后面的三通阀、水封阀、放散管,可检查放散管高度是否符合要求,煤气点燃了没有,因为煤气毒性很大,所以放散管必须高于30,有的厂现在高于60。必须防雷,下面要接地,水封、防止封隔断时有没有液流。
2.转炉煤气回收
转炉煤气回收有两种工艺,一种叫OG法(如下图),是一种湿法除尘,也就是双文法(两级文氏管)。文氏管是一种变径管,当煤气通过变径管时,由小口径通过大口径时,压力能变为动能,速度会增加,两边有水喷淋,汽水雾把尘粒粘住了。一级文氏管是一种液流文氏管,液流起泄爆作用,同时液流可灭煤气带来的火星。二级文氏管是一种可调口径文氏管,调节口径,可控制炉口的微正压(5毫米水柱)。烟罩提升时,叫烟气净化,净化的烟气通过三通阀打向烟窗。
另外,煤气冷却器的冷却水要保持高低位报警。转炉煤气回收流程(LT法)
3.焦炉煤气回收
焦炉煤气回收的物质是没有燃烧过的有机物质,价值很高,比煤气的价值还高。所以焦炉煤气回收有净化回收车间、苯精制等等后续工艺。从集气管收集起来的粗煤气要初冷,把温度保持在28度左右,通过鼓风机输送到后面工艺。鼓风机前叫负压系统,鼓风机后叫正压系统。
通过电捕焦油器(类似电除尘)除焦油,再脱炭、脱硫、脱氰,回收氨,再把温度进一步冷却(脱硫时温度上升了),再用洗油洗煤气,回收里面的苯。此时煤气净化过程基本完成了。
净化过程中有许多塔,如反应塔、洗涤塔,脱硫塔、洗苯塔,也涉及到很多介质,如水、洗油等等。介质有一个排放的问题,有一个水封、油封的高度问题,一定要保持工作压力加500毫米水柱。还有一个就是含氧量的控制,电捕焦油是高压的电场,氧含量高会产生爆炸。
CO不断生产,并聚集在炉的项部,通过炉子的上升管把煤气引出,这就是炼钢的副主品。高炉涉及到什么安全问题呢,炉内煤气不能随便跑出来。煤气有几个地方可能跑出来,一是炉顶装料的地方。目前采取的是分段下料,分步隔离(大钟小钟,或叫串罐或并罐料罐装料),堵住煤气,让料能下来,堵不好就会冒煤气。
高炉风口、铁口、渣口套接不严冒煤气(供风给炉内,进风口也易冒煤气;铁口、渣口不出铁不出钢时应堵住。所以从监管上要关心这此地方的煤气浓度,看是否超标);
从安全的角度讲,应注重以下几点
转炉烟罩氧枪、副枪插入孔冒煤气(固定烟罩和活动烟罩应密封好,密封的方法有多种,如沙、水、机械密封等);
转炉加料系统冒煤气(加料口加造渣、浠释,去杂加石灰时,容易漏煤气,这里也要用氮气气封,要考虑密封的压力,压力有没有报警等);
转炉氧枪冷却进出不严冒煤气(压力太大,煤气会跑出来,压力太小,空气会进取);转炉炉口以上各层平台煤气危险区(也是不让人随便上去的,在这些区域作业是否按规定执行,有没有制度,有无单人作业情况,作业是不是随身携带一氧化炭报警器等)。
焦炉煤气安全控制
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