1、概述

转炉煤气的产生是间歇式的, 集中在吹炼期, 在吹炼期内的不同时期, 其成分也不同, 而且与回收设备的操作及煤气的回收条件有关。每吨钢转炉煤气具有的能量约为100 万kJ , 回收利用这些能量的方法有燃烧法和未燃法, 国外主要发展未燃法以回收煤气。未燃法有3 种净化除尘方法: 一是日本的O G除尘法, 二是德国克鲁伯公司的最小气量除尘法, 三是法国的IC 敞口烟道法。石钢转炉炼钢厂采用的是O G 除尘法回收煤气, 1998 年4 月1 日正式回收煤气, 并在一年多的实践过程中保证了安全可靠运行,回收了资源, 降低了生产成本。

煤气具有爆炸、着火、使人中毒三大危险, 当回收和使用煤气不当时, 就可能发生上述事故。充分地了解转炉煤气特性, 掌握转炉煤气的回收与使用工艺过程, 熟悉回收系统设备的功能, 避免各类事故的发生和正确处理发生的事故, 对于保证人身安全, 保护国家财产, 减少损失和缩小事故面有很大的意义。

2、转炉煤气的特性

转炉未燃法产生的煤气主要成分为一氧化碳及少量的氢, 不同的操作工艺回收煤气中的一氧化碳含量也不同, 一般为40%～ 70%。一氧化碳是无色、有微臭的气体, 重度为1. 25kg/m 3, 比空气稍轻。转炉煤气与空气或氧气(从氧枪中漏出之纯氧) 混合,在特定条件下会产生速燃, 使设施中的压力突然增高而造成设备损坏和人身事故。冶金企业常用的煤气为焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气, 而转炉煤气的一氧化碳含量远高于焦炉与高炉煤气的一氧化碳含量, 且毒性大, 回收操作过程不连续, 尤其更应引起我们的重视和注意。

3、回收工艺中的安全保证措施

(1) 转炉煤气进行回收的前提条件是要保证除尘系统的运行完好, 高效率地捕集转炉烟气中的尘粒, 使得煤气的质量满足用户需要。转炉烟气净化除尘与煤气回收设施是一套紧密相连、密切相关的系统。生产中要做到一级、二级文氏管按设计和规程规定值供水, 以保证除尘效果, 确保喷水管路畅通及雾化效果; 二文R D 阀板与炉口微差压应自动调节,做到炉口在微正压状态下运行; 因为是湿法除尘, 所以要保证除尘系统有良好的脱水效果, 使风机及除尘设备长期稳定运转。

(2) 为保证煤气回收的可靠性和安全性, 达到良好的回收目的, 工艺设计及实际运行中应考虑必要的联锁控制, 如氧枪和烟罩的联锁; 回收放散切换的自控与联锁; 罩口微差压调节系统与冶炼操作的联锁; 鼓风机调速与冶炼操作的联锁; 煤气柜高低位的联锁; 水封逆止阀与三通阀的联锁等。

(3) 采用计算机自动控制煤气回收, 确保烟气中一氧化碳的含量, 提高回收煤气的发热值。在风机后三通阀前安装一氧化碳、氧气分析仪, 监测烟气中的CO、O 2 含量值, 煤气回收条件及数据均输入炉前主控室计算机, 由计算机控制全系统的自动回收操作。氧气含量是一个重要参数, 在实际运行中要控制煤气中的氧含量在爆炸极限范围以外, 按回收转炉煤气的安全规程要求, 煤气中氧含量> 2% 时予以放散, < 2%时可以进行回收, 以达到保证煤气质量与安全回收的目的。

(4) 工艺控制中要保证前烧期与后烧期的时间, 在回收制度上采用中间回收法, 用前烧、后烧烧掉成分不好的前后期烟气, 在前期依靠其烟气冲刷回收系统的管路, 防止煤气与空气在系统中直接地大量接触, 在吹炼后期抬罩使炉气尽可能大量燃烧, 防止停止供氧时空气大量吸入并与未燃烧的煤气混合而发生爆炸。

(5) 建立三点确认制度。转炉煤气回收是个不连续的过程, 炉前操作主控室的煤气回收岗位、转炉风机房的风机操作工岗位与煤气柜的操作岗位是回收系统中的三个主要工作位置。煤气回收岗位要与炉前摇炉工紧密配合, 了解熟悉炉前状况, 确认冶炼条件是否满足回收的需要。风机房操作工负责回收过程的承上启下作用, 应时刻密切注视风机运行情况及三通阀回转水封状态, 做好巡检工作。煤气柜操作岗位要做好煤气进出柜的平衡, 确保煤气柜的正常运行。风机房、煤气柜任何一点出现有影响煤气回收的问题, 都要把自己岗位的确认开关放到不允许回收煤气状态, 正在进行回收煤气过程中, 任一岗位均可控制三通阀动作, 使其由回收转为放散。实际运行中三点确认制度及相应的控制操作, 有效地保证了全部回收系统在回收过程中出现特殊情况时迅速地及时转换, 避免意外事故的发生。

4、设备、设施方面的安全保证

(1) 做好全系统的密封。对于氧枪口下料口等处要注意密封用气体的压力, 以保证良好的密封效果,严格执行《冶金工厂煤气安全规程》。

(2) 设置旁通放散阀是非常必要的。在三通阀处设一旁通阀, 回收操作中三通阀在事故状态下或煤气柜阻力异常增高时, 可自动开启旁通阀使其由回收态改为放散态, 旁通阀的开启与进煤气柜的煤气压力值联锁控制, 实际运行中旁通阀起到了应急作用。

(3) 防爆板或防爆阀门的设置。回收煤气操作时若发生爆炸应可以迅速地泄压, 以达到保护回收系统设备, 减少爆炸导致的损失。某厂转炉煤气净化系统溢流文氏管部位发生过3 次煤气爆炸, 其原因是转炉喷溅, 红渣喷入文氏管, 残留火种, 而吹氧管切断阀不严, 氧气漏入烟道所造成, 由于有防爆板而未造成大的损失。

(4) 全系统的水封箱。水封箱是湿法除尘与煤气使用中不可缺少的设备, 不同的水封箱起着不同的作用, 要保证水封箱在正常状态下运行, 水封箱的设计安装要规范合理, 排污管路畅通并及时地进行排污操作。生产运行中确保负压水封箱不抽空, 正压水封箱不击穿。

(5) 防护用具及报警装置。煤气的报警设备及防护用具的使用在煤气操作规程中均有详细的规定及要求, 这里所要强调的是在生产过程中要加强管理,确保报警仪及防护设备的完好, 如氧气呼吸器的气体压力保持在规定值范围内, 煤气报警仪应及时校核等都是不可忽视的。

5、检修运行中的安全保证

(1) 检修结束后关键部位需清理干净。某厂转炉煤气净化系统风机发生过爆炸, 严重损坏风机, 其原因是净化系统不严密, 漏入空气, 与一氧化碳混合形成爆炸性气体, 风机内因检修留有金属屑, 高速运转产生火花引起爆炸。

(2) 检修前要做好各项确认工作。风机房部位检修前要把V 形水封注满水, 确认溢流管有水溢流,保证煤气可靠地切断, 吹扫管路, 定时对水封进行巡检。进入除尘烟道检修时, 应保证冶炼结束后风机运转30min以上, 经用煤气报警仪检查确认CO 含量符合安全要求后, 人方可进入作业, 检修过程中要随时用报警仪检定。

(3) 转炉煤气回收运行中的巡检要保证两人同行, 要在冶炼间隙时进行负压水封箱的排污操作, 并站在上风向。定时地检查各处水封状况, 保证水封箱水位的正常。与转炉煤气回收系统相关的各岗位人员, 必须严格按照制定的《转炉煤气回收安全规程》和《转炉煤气回收技术操作规程》进行操作。

6、结语

安全地进行转炉煤气回收是一项长期系统的工作, 在进行转炉煤气回收与使用的生产实践中, 要以科学的态度, 严谨细致的工作方法对待出现的各种问题。不断地吸取教训, 交流经验, 不断地改进操作,完善提高, 才能真正实现转炉煤气安全回收。