焦爐煤氣安全控制

  來源:安全管理網 
評論:  更新日期:2018年12月23日

冶金煤氣的來源
煤氣是冶金生產的副產品和重要能源,生產和使用量大。冶金煤氣主要有焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣。煉焦炭時產生的煤氣叫焦爐煤氣;將焦炭送到高爐去煉鐵,它是作為還原劑使用的,把鐵礦石中的鐵還原出來,焦炭就生成了煤氣----高爐煤氣;還原過程中有多的炭浸入,鐵含炭高,需要脫炭,脫炭即為煉鋼,脫炭產生煤氣----轉爐煤氣。煉焦、煉鐵、煉鋼過程中煤氣的發生量很大:
焦爐煤氣:500m3-600m3/t
高爐煤氣:1000m3-1400m3/t
回收轉爐煤氣:50m3-100m3/t
冶金煤氣是冶金能耗的大頭,占能耗的53%,冶金煤氣是冶金企業的副產品,有效利用冶金煤氣也是企業節能降耗的重要途徑。如轉爐回收得好,可以實現負能煉鋼。
二、 冶金煤氣的危險性
煤氣是混合物,由于成份不一樣,煤氣體現的危險性不一樣。從安全的角度,最關心的是一氧化炭、氫氣、甲烷三種成份,他們既是危險成份,也是有用成份,具有較高的熱值。體現煤氣的毒性上,實際主要是一氧化炭,煤氣中毒,主要是一氧化炭中毒。煤氣中的氫氣和甲烷具有爆炸性,爆炸極限越低,煤氣爆炸性越強。見下表:
?

?

煤氣種類

成分

爆炸范圍

CO

H2

CH4

焦爐煤氣

6-9

58-60

22-25

4.5-35.8

高爐煤氣

26-29

2.0-3.0

0.1-0.4

35.0-72.0

轉爐煤氣

63-66

2.0-3.0

?

12.5-74.0

鐵合金爐煤氣

60-63

13-15

0.5-0.8

7.8-75.07

發生爐煤氣

27-31

7-10

16-18

21.5-67.5


通過這個表格看出來,焦爐煤氣中CO含量比較底,毒性最小,但爆炸性下限最低,爆炸性很強;轉爐煤氣CO最高,含量占60-70%,毒性相當厲害。高爐煤氣既有毒性,又有爆炸性,但有所區別。
所有的煤氣都具有毒性和火災爆炸危險性。
n 焦爐煤氣容易爆炸(毒性相對較低)
焦爐煤氣爆炸下限5.5%左右,接近甲烷、氫氣。
n 轉爐煤氣極具毒性
轉爐煤氣、鐵合金煤氣的CO含量在60-70%。有轉爐煤氣通過煙囪放散,空中經過的小鳥就中毒掉下來的案例。
n 高爐煤氣壓力高,溫度高
高爐煤氣出爐壓力可達0.35-0.4Mpa(大型高爐出爐壓力可達4公斤,如寶鋼,基本都是高壓操作,為了強化冶煉,提高產量), 爐頂煤氣溫度可達300OC。由于高爐有這個特點,生產中要回收高爐壓力,就出現了TRT(高爐余壓發電)。
三、冶金煤氣安全重點
(一)爐窯本體的安全
1.高爐安全
高爐煤氣是焦炭和鐵礦石在爐內起化學反應產生的。焦炭主要是還原劑,焦炭和鐵礦石從爐頂逐步往下走,焦炭走到風口與被補進去的熱風一起燃燒,生成CO2,CO2再往上走碰到落下來的焦炭生成CO,CO碰到鐵礦石,將Fe2O3逐步變成Fe3O4、FeO,即鐵水。
CO不斷生產,并聚集在爐的項部,通過爐子的上升管把煤氣引出,這就是煉鋼的副主品。高爐涉及到什么安全問題呢,爐內煤氣不能隨便跑出來。煤氣有幾個地方可能跑出來,一是爐頂裝料的地方。目前采取的是分段下料,分步隔離(大鐘小鐘,或叫串罐或并罐料罐裝料),堵住煤氣,讓料能下來,堵不好就會冒煤氣。
高爐風口、鐵口、渣口套接不嚴冒煤氣(供風給爐內,進風口也易冒煤氣;鐵口、渣口不出鐵不出鋼時應堵住。所以從監管上要關心這此地方的煤氣濃度,看是否超標);
高爐爐頂裝料系統不嚴冒煤氣(爐頂裝料系統采取氮氣密封,保持高于爐內0.05 Mpa壓力,大小鐘拉桿、料罐的齒輪箱等處);
高爐冷卻系統進出爐壁不嚴冒煤氣(要有明確的警示標志,一般人不能去,安監檢查也不能上去);
高爐風口以上各層平臺煤氣危險區(要有明確的警示標志,一般人不能去,安監檢查也不能上去)。
還要控制爐內壓力。爐頂有一個放散裝置,叫泄壓,泄壓不好,會導致事故。檢查時要到中控室檢查氮氣的密封壓力、齒輪箱的密封情況、冷卻水進出水溫度是不是正常,有沒有限制、報警等等。
2.轉爐安全
高爐內是一個還原反應,相反,轉爐內是一個氧化反應,它是把鐵水中的炭氧化(脫)掉,采取的辦法是用氧槍向爐內的鐵水吹氧,吹氧的過程就產

生一氧化炭。回收爐內一氧化炭采用的是外延法,爐口不蓋嚴,外面的空氣會進來,產生的一氧化炭會部燒掉了,此方法叫燃燒法。轉爐煉鋼的前期和后期爐蓋是打開的。回收煤氣是在中間一段,煙罩落下來,不讓外面的空氣進去。
從安全的角度講,應注重以下幾點
轉爐煙罩氧槍、副槍插入孔冒煤氣(固定煙罩和活動煙罩應密封好,密封的方法有多種,如沙、水、機械密封等);
轉爐加料系統冒煤氣(加料口加造渣、浠釋,去雜加石灰時,容易漏煤氣,這里也要用氮氣氣封,要考慮密封的壓力,壓力有沒有報警等);
轉爐氧槍冷卻進出不嚴冒煤氣(壓力太大,煤氣會跑出來,壓力太小,空氣會進取);
轉爐爐口以上各層平臺煤氣危險區(也是不讓人隨便上去的,在這些區域作業是否按規定執行,有沒有制度,有無單人作業情況,作業是不是隨身攜帶一氧化炭報警器等)。
還要關注氧槍冷卻水泄漏、噴濺問題。
3.焦爐安全
焦爐煤氣的發生機理與前兩種不一樣,它是物理作用,是煤在在炭化室內(兩側是燃燒室)隔絕空氣的情況下加熱,經干餾,使煤含有的一些有機物質蒸發出來,即為焦爐煤氣(如圖),通過上升管、集氣管(有調壓系統、煤氣放散系統),又引入下方作為加熱燃料。因此,焦爐煤氣安全主要有以下兩個重點區域:
焦爐地下室煤氣危險區(要監測濃度,易爆區,不能動火作業);
焦爐爐頂煤氣危險區(主要含裝煤孔作業、上升管不能堵塞、集氣管壓力不能太大,也不能太小)。
(二)高爐煤氣凈化回收工藝過程的安全
1.高爐煤氣回收
煤氣必須要凈化,它從爐內出來時的含塵量有10克左右,到用戶只到10毫克左右,必須要把塵去掉。目前除塵有兩大類方法,一類是濕法,一類是干法。不管是顯法還是干法,都要先經過重力除塵器把大顆粒塵除掉。港陸事故情況:爐頂放散正常情況下,爐頂壓力是0.6公斤左右,事故時是1.2公斤,而放散閥的配重超過設計20%,放散閥沒有動作,重力除塵器放散閥配重多加了超過正常的73.5公斤,超設計20%,也沒有動作,壓力通過頂部的防爆板(規程沒有要求設置)泄漏,除塵器離廠房高度和直線距離為9米多(都不夠),煤氣擴散到出鐵廠。出鐵廠正出鐵,有煙霧、水氣,掩蓋了飄過來的煤氣,導致現場人員中毒。
高爐濕法除塵防止排污系統冒煤氣,循環水系統帶煤氣,凈化水池(如果是管道,水位高時壓力可封住煤氣,當清洗水池時人員就會中毒)。2006年6月11日,齊鋼清洗水池時就發生了事故、地溝就會串入煤氣。
高爐干法除塵防止出灰系統冒煤氣、電除塵控制煤氣含氧量不超過1%。防塵要密封,最好調濕。不要放干灰。在重力除塵器處放干灰,往往是出煤氣再關掉,非常危險,這種違章行為較普遍。
2.轉爐煤氣回收
轉爐煤氣回收有兩種工藝,一種叫OG法(如下圖),是一種濕法除塵,也就是雙文法(兩級文氏管)。文氏管是一種變徑管,當煤氣通過變徑管時,由小口徑通過大口徑時,壓力能變為動能,速度會增加,兩邊有水噴淋,汽水霧把塵粒粘住了。一級文氏管是一種液流文氏管,液流起泄爆作用,同時液流可滅煤氣帶來的火星。二級文氏管是一種可調口徑文氏管,調節口徑,可控制爐口的微正壓(5毫米水柱)。煙罩提升時,叫煙氣凈化,凈化的煙氣通過三通閥打向煙窗。
從安全考慮,轉爐(系統)煤氣間歇式回收,保持系統惰性(不回收也要充氮氣保持系統壓力,防止煤氣倒罐,所以有一個水封逆止閥)。第一、二級文氏管都在轉爐平臺以上,檢查時看不到,只能看風機房、后面的三通閥、水封閥、放散管,可檢查放散管高度是否符合要求,煤氣點燃了沒有,因為煤氣毒性很大,所以放散管必須高于30,有的廠現在高于60。必須防雷,下面要接地,水封、防止封隔斷時有沒有液流。
轉爐煤氣回收流程(OG法)
另外一種方法,LT法是轉爐凈化的方向,是電除塵。煤氣通過煙罩、蒸發冷卻器(水蒸氣和水噴進去,降煤氣的溫度),通過電除塵器(一般4個

電場)除塵,再通過煤氣冷卻器把溫度進一步降下來,再送到煤氣柜。除塵器收下來的干灰密封輸送,作為燒結原料。電除塵要嚴格控制進到電除塵系統的氧含量,控制煤氣柜含氧量不超過2% ;轉爐LT法控制煤氣含氧量不超過1%。下圖系統中裝有氧含量激光分析儀。
另外,煤氣冷卻器的冷卻水要保持高低位報警。
轉爐煤氣回收流程(LT法)
3.焦爐煤氣回收
焦爐煤氣回收的物質是沒有燃燒過的有機物質,價值很高,比煤氣的價值還高。所以焦爐煤氣回收有凈化回收車間、苯精制等等后續工藝。從集氣管收集起來的粗煤氣要初冷,把溫度保持在28度左右,通過鼓風機輸送到后面工藝。鼓風機前叫負壓系統,鼓風機后叫正壓系統。通過電捕焦油器(類似電除塵)除焦油,再脫炭、脫硫、脫氰,回收氨,再把溫度進一步冷卻(脫硫時溫度上升了),再用洗油洗煤氣,回收里面的苯。此時煤氣凈化過程基本完成了。
凈化過程中有許多塔,如反應塔、洗滌塔,脫硫塔、洗苯塔,也涉及到很多介質,如水、洗油等等。介質有一個排放的問題,有一個水封、油封的高度問題,一定要保持工作壓力加500毫米水柱。還有一個就是含氧量的控制,電捕焦油是高壓的電場,氧含量高會產生爆炸。
(三)凈化回收設備的安全
1) 凈化回收設備之間與管網要可靠隔斷(因為凈化回收設備要經常檢修,要與系統脫離);
2) 重力除塵器最高點應設放散閥;
3) 布袋除塵器應設有煤氣高、低溫報警和低壓報警裝置,各箱體應設泄爆裝置(濾代耐溫一般280度以下);
4) 電除塵器應設氧含量超標斷電控制;
5) 濕法洗滌塔(包括比肖夫)污水排出管要保持水封有效高度;
6) 高爐煤氣TRT入口管道上還應設有緊急切斷閥(一旦煤氣壓力供應緊急切斷),應設有可靠、嚴密的軸封裝置 。
(四)管網輸送安全
煤氣管網分布區域廣、危險源點多。
1) 煤氣管道應采取消除靜電和防雷的措施;
2) 高爐煤氣和轉爐煤氣等管道不應埋地敷設(含煤氣10%以上的管道不應埋地敷設,因埋地腐蝕后,滲出的氣沿地逢串,串到休息室、值班室導致事故。城市用氣含煤氣小10%),煤氣管道不應穿過不使用煤氣的建構筑物;
3) 在已敷設的煤氣管道下面,不得修建無關的建筑物和存放易燃、易爆物品;
4) 架空管道要防止高溫熱源輻射(鋼水及車輛通過或停于下方是不允許的);
5) 煤氣管道的架設要防止被車輛碰撞(高度一般不低于5米);煤氣輸送防止壓力波動,安全運行壓力不低于500Pa(規范沒有定,是建議值,普遍采用,低了通蒸氣、氮氣保壓);
6) 煤氣管道要防止地基沉陷、應力拉伸。
(五)隔斷裝置
隔斷裝置失效是煤氣事故的主要因素。
1) 可靠隔斷裝置有插板、盲板;
2) 視為可靠的隔斷形式有:閥門+水封、閘閥(密封蝶閥)+眼鏡閥(扇形閥);
3) 閥門應有開度及方向的標志;
4) 水封要保持水封高度和溢流現象。寒冷地區應采取防凍措施(通蒸氣保溫)。
煤氣設備與管道附屬裝置——NK球閥
(六)燃燒裝置
爆炸事故的防控重點
1) 爐窯點火必須先點火、后開煤氣(先吹一吹,查看煤氣開關是否處于關閉位置);
2) 煤氣燃燒要防止回火、吹脫(對壓力有要求,還要求管道上有緊急切斷閥,當壓力低它就會關閉);
3) 煤氣管上應裝逆止裝置或緊急切斷閥、在空氣管道上應設泄爆膜;
4) 煤氣、空氣管道應安裝低壓警報裝置;
5) 煤氣燒嘴應有火焰監測裝置(火滅時將信號傳給繼電器,關閉閥門)。
煤氣燃燒器要有常明火(小火),
(七)放散裝置
防止人為中毒事故,一種方式是人工吹掃,通過放散管將其引走。吹刷煤氣放散管必須安設在煤氣設備和管道的最高處;或煤氣管道以及臥式設備的末端;放散管口必須高出煤氣管道、設備和走臺4m,離地面不小于10m。
調壓煤氣放散管管口高度應高出周圍建筑物,一般距離地面不小于30m,所放散的煤氣必須點燃,并有滅火設施。
(八)排水器
排水器是事故常發部位。
有人值守的值班室、操作室等不應設在排水器旁,排水器應有明顯的警告標志;
排水器的滿流管口應保持溢流。
(九)煤氣柜
煤氣柜是重大危險源(臨界量5噸)。
1) 煤氣柜不應建設在居民稠密區;
2) 煤氣柜周圍應設有圍墻(隔絕)、消防車道和消防設施,柜頂應設防雷裝置;
3) 煤氣柜上應有容積指示裝置,柜位達到上限時應關閉煤氣入口閥,并設有放散設施,還應有煤氣柜位降到下限時,自動停止向外輸出煤氣或自動充壓的裝置。煤氣柜應設操作室,室內設有壓力計、流量計、高度指示計,容積上、下限聲光訊號裝置和聯系電話。(要防止干擾信號,重鋼2006年11月3日,電焊機地線搭接在進口不到二十米的地方,產生干擾信號,造成放散被誤打開,緊急疏散900多人,75分鐘。)
(十)煤氣加壓站與混合站
重點監控、關鍵部位(焦爐煤氣鼓風機—加壓機房被視為心臟,是易爆場所,照明燈具、開關、布線必須防爆,門窗要向外開,門窗面積不能小于容積的十分之一,平時和事故狀態下都要有通風等)。
1) 站房內宜設有一氧化碳監測裝置,并把信號傳送到管理室內;
2) 站房內應有通風換氣裝置;
3) 煤氣加壓機械應有兩路電源供電;
4) 煤氣加壓機、抽氣機的排水器應按機組各自配置;
5) 每臺煤氣加壓機、抽氣機前后應設可靠的隔斷裝置(1987年6月30日,馬鋼轉爐6萬立方氣柜加壓機僅靠一個水封隔斷,爐氣串入值班室,站房的監測裝置失效,4人聽到煤氣沖破水封的聲音,沒有意識到是煤氣泄漏而去檢查,中毒死亡)。
(十一)其他附屬裝置
一些附屬裝置容易成為安全盲點,如:
1) 蒸汽管、氮氣管(伴隨煤氣管);停用時必須與煤氣設施斷開或堵盲板(防止斷氣時,閥門關閉不可靠,煤氣沿蒸汽管串入澡堂、食堂、辦公樓,歷史上發生多次此類事故。);
2) 補償器:宜選用耐腐蝕材料制造;廠房內不得使用帶填料的補償器;
3) 泄爆閥不應正對建筑物的門窗和走道;
4) 管道標志(要有介質、流向標志,煤氣為灰色,管道還要有標高)和警示牌(所有的水封都要掛煤氣危險的警示牌,防過路人在此處停靠、休息);
5) 煤氣設施的人孔、閥門、儀表等經常有人操作的部位,均應設置固定平臺。
四、冶金煤氣安全管理要務
(一)在煤氣使用單位較多的企業中,應設煤氣調度室(生產、使用是波動的,還要停修,發生煤氣事故在緊急調度關閉,所以應設煤氣防護站,并半軍事化管理,設施按標準設置,并經常作應急演習)。
(二)鋼鐵企業應設煤氣防護站或煤氣防護組,按計劃定期進行各種事故搶救演習。
(三)煤氣設施應明確劃分管理區域,明確責任(哪個閥門該誰管都要明確),建立嚴格的制度。
(四)煤氣管網、設施應建立技術檔案(如管網的走向、大中修記錄、設計圖紙、俊交工資料等等)。
(五)煤氣危險區的一氧化碳濃度應定期測定,在關鍵部位應設置固定的一氧化碳監測裝置。作業環境一氧化碳最高允許濃度為30mg/m3(24ppm)(8小時允許濃度,高了時間要縮短工作時間,有一個一氧化碳在身體內積累的問題)。
(六)應對煤氣工作人員進行安全技術培訓,經考試合格的人員才準上崗作業。
(七)有條件的企業應設高壓氧倉,對煤氣中毒者進行搶救和治療
?

網友評論 more
創想安科 |  網站簡介 |  會員服務 |  廣告服務 |  業務合作 | 提交需求 |  會員中心 | 在線投稿 | 版權聲明 | 友情鏈接 | 聯系我們 
©  安全管理網   
運營單位:北京創想安科科技有限公司
聯系電話:   E-mail:safehoo@163.com 
京ICP備18049709號    京公網安備 11010502035057號
腾讯分分彩平台