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澆談轉爐煤氣除塵回收系統防毒

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技術論文

澆談轉爐煤氣除塵回收系統防毒

作者:
來源:
2020/10/23 16:31
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沈陽創思達科技有限公司   汪波

 

摘要:轉爐煤氣作為煉鋼副產品之一,回收和利用好轉爐煤氣對于鋼鐵企業節能減排、降低成本,減輕對環境污染;實現“負能煉鋼”的目標具有重要意義。另一方面轉爐煤氣又是易燃、易爆、高毒性的氣體,極易造成人員傷亡。因此,安全問題是煉鋼轉爐煤氣除塵回收過程中最令人頭痛、擔心的大問題。也是保證轉爐能否正常運行的關鍵所在。

關鍵詞:冶煉   除塵  安全  防毒  運行

 

 煉鋼轉爐煙氣是由CO、CO2、N2和少量H2、O2等組成的高溫、高粉塵、易燃易爆、高毒性氣體,極易造成人員傷亡。曾有轉爐煤氣通過煙囪放散時,空中經過的小鳥中毒落下來的案例,可見其毒性之大。因此,只有通過良好的設計、運行、制造、控制及安全防護措施作保證,力求減少事故。

轉爐煤氣是冶金煤氣中的一種,冶金煤氣主要有:高爐煤氣、焦爐煤氣、鐵合金煤氣、轉爐煤氣及發生爐煤氣等。煤氣是混合物,由于成份不一樣,煤氣體現的危險性也不一樣。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,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。常見冶金煤氣性質見表一

表一冶金煤氣成分及爆炸范圍

  成分

煤氣種類     

CO

H2

CH4

爆炸范圍

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

 

 

從表一可以看出來,焦爐煤氣中CO含量比較底,毒性最小,但爆炸性下限最低,爆炸性最強;轉爐煤氣CO最高,含量占60-70,毒性最大。高爐煤氣既有毒性,又有爆炸性,但有所區別。

1、轉爐煤氣除塵回收系統主要防毒區域

1.1 轉爐煙罩、氧槍、副槍插入孔、人孔、轉料加料孔等;

1.2 轉爐汽化冷卻煙道、蒸發冷卻器進出口、轉爐爐口以上各層平臺均有煤氣中毒的危險;

1.3 除塵系統中后部裝置如:電除塵器、風機房、切換站、煤氣冷卻塔、煤氣柜、煤氣管道及放散塔等 ;

1.4 煤氣管網分布區域廣、危險源點多,煤氣管道應采取消除靜電和防雷措施。

2、煤氣、氮氣中毒事故的預防

預防中毒三大規程:

2.1 一人禁止作業,必須2人以上方可作業;

2.2 二人不能同時作業,一人作業一人監護;

2.3 必須待煤氣報警器。

3、除塵回收系統安全操作規范

3.1操作人員必須熟練掌握煤氣安全知識及煤氣中毒急救知識,掌握煤氣測試儀,空氣呼吸器等煤氣防護用具的使用方法;

3.2煤氣測試儀及空氣呼吸器等煤氣防護用具必須時刻處于完好無損狀態,每天交接班必須仔細檢查;

3.3在進行煤氣檢查維護和置換時,必須兩人以上做好監護,并配戴好煤氣測試儀,空氣呼吸器,掛鴿子,同時要盡量處于上風頭工作;

3.4 除本部人員外,外部閑散人員不得私自進入煤氣區域;

3.5 在煤氣區域要關閉手機等通信工具,不允許任何人攜帶火種;

3.6 煙道上的氧槍孔與加料口,應設可靠的氮封。轉爐爐子跨爐口以上的各層平臺,宜設煤氣檢測與報警裝置;上述各層平臺,人員不應長時間停留,以防煤氣中毒;確需長時間停留,應與有關方面協調,并采取可靠的安全措施;

3.7 轉爐煤氣回收系統的設備、風機房、煤氣柜以及可能泄漏煤氣的其他設備,應位于車間常年最小頻率風向的上風側。轉爐煤氣回收時,風機房屬乙類生產廠房、二級危險場所,其設計應采取防火、防爆措施,配備消防設備、火警信號、通訊及通風設施;風機房正常通風換氣每小時應不少于7次,事故通風換氣每小時應不少于20次;

  3.8 轉爐煤氣除塵回收系統,應合理設置卸爆、放散、吹掃等設施;  

       3.9 檢修蒸發冷卻塔時必須在停爐情況下檢修,而且爐口必須水平放置,并掛好‘禁止操作’,方可作業。

         3.10 打開煤氣設備、管道人孔門時,要側開身子,防止煤氣中毒和氮氣窒息;

3.11蒸發冷卻塔灰倉內部清灰時,必須關閉所有N2吹掃,并用O2表檢測,防止N2使人窒息;

     3.12 蒸發冷卻塔噴嘴時,風機最好在低速下運行,轉速控制在500-700r/min左右;

     3.13風機時,必須配帶CO測試儀器,首先測試CO濃度小于50ppm,確認安全后方可進入風機內部檢修;

         3.14進入風機內部及風機管道內作業時,必須關閉回收杯閥和出口眼鏡閥后方可進行作業;

          3.15 進入電場前必須關閉所有氮氣閥,防止內部氮氣濃度高造成檢修人員         

     窒息;

3.16 進入電場必須停爐6小時以上,入口溫度控制在40度以下;

     3.17 在電除塵內部及管道內部檢修,必須關閉回收杯閥及出口眼鏡閥;

     3.18 通知煤氣柜關閉水封閥,蝶閥,關閉回收杯閥后照眼鏡閥;

     3.19 點巡檢時要防止泄爆閥突然泄爆傷人,在泄爆閥附近不允許久留,點檢泄爆閥時必須在非吹氧﹙O2﹚狀態下進行;

     3.20 電場檢修后恢復送電前,必須確認內部是否有人,維修工具及材料是否全部清理出來,否則任何人不得封人孔門及電場升壓。電場升高壓時,所有人孔門必須關閉。如果要檢查電場放電情況必須隔一個電場檢查,且進入的電場必須可靠接地,不允許站在準備要檢查的電場內部進行檢查,防止高壓觸電;

    3.21 檢查處理刮灰機時,必須兩人以上,用對講機互相聯系,確認無誤方可調試作業;

    3.22 電場檢修后對所有人孔門必須密封好,防止空氣進入電場內部造成極板變形;

         3.22 煤氣冷卻器運行期間不允許打開任何人孔門,檢查孔。

         3.23 煤氣冷卻器檢修時做好如下工作:

         1) 煤氣回收操作系統轉換到停收狀態;

         2) 空氣呼吸器保證使用正常;

         3) 一氧化碳測試儀保證好使;

           3.24 置換煤氣冷卻器內部煤氣順序如下:

1)首先通知調度系統煤氣柜U型水封注水,關閉蝶閥;

2)確認U型水封注滿水,蝶閥已經關閉后,先關閉煤氣冷卻器出口盲板閥,后關閉煤氣冷卻器入口盲板閥;

3) 佩戴呼吸器打開煤氣冷卻放散閥、入口盲板閥出口管道放散閥;

4) 佩戴呼吸器打開煤氣冷卻器入口盲板閥,出口管道氮氣﹙N2﹚閥,煤氣冷卻器氮氣閥﹙氮氣壓力不得超過0.05mPa﹚進行吹掃煤氣;

5) 氮氣置換1小時后,在放散管取樣點用一氧化碳測試儀測試煤氣含量﹙煤氣含量小于3%);

           6) 氮氣置換合格后,關閉氮氣閥,打開壓縮空氣進行空氣置換,置換30分鐘后關閉壓縮空氣閥門;

7) 以上工作完成后方可檢修工作;

8) 檢修完畢后,由專門負責人進行各項檢查,確認后方可進行置換煤氣工作;

           3.25 置換煤氣順序如下:

1)打開入口管道氮氣閥,煤氣冷卻器氮氣閥﹙氮氣壓力不得超過0.05MPa﹚。

2)氮氣置換30分鐘后,監測氧含量是否合格,氮氣置換合格后,關閉N2閥。

3)煤氣置換N2,2個放散閥處于放散狀態,首先打開煤氣冷卻器入口盲板閥,然后打開煤氣冷卻器出口盲板閥。

4)由專門負責人通知調度聯系煤氣柜U型水封放水,打開蝶閥。

5)煤氣冷卻器煤氣符合要求后,佩戴呼吸器關閉2個放散閥。

6)以上工作完成后煤氣回收操作系統方可轉換到回收狀態。

  3.26 正常停產檢修

      1) 轉爐停產后,除塵風機必須運行20min以上方可停機;

2) 設備檢修工作前必須檢測CO含量(檢測時CO檢測儀不能超過地面500mm)合格后,方可進入施工;

3) 檢修設備及管道吹掃工作必須全面,不留死角;

 3.27 非正常停機

1)如風機出現跳電,除塵器操作工應立即通知轉爐主控室停止吹煉,待風機正常運行后,方可恢復生產;

2)檢修前必須進行CO檢測,吹掃合格后方可施工;

3)生產過程中應加強對除塵系統的巡檢工作,特別是管道、人孔、手孔、試驗點等沿線設備的巡檢工作;

        3.28 在煤氣放散過程中,放散上風側20m,下風側40m禁止有人,并設有警示線,防止誤入。

3.29 當空氣中一氧化碳的濃度低于160PPm時,作業人員要嚴格執行國家對一氧化碳濃度作業時間規定:

1)CO濃度達到160PPm可工作15-20分鐘;

2)CO濃度達到80PPm可工作30分鐘;

3)CO濃度達到40PPm可工作60分鐘;

4)CO濃度達到24PPm以下可連續工作;

3.30在生產、操作、施工中,如一氧化碳濃度超過160PPm 時,宜采取通風或佩帶防毒面罩的措施;

3.31在煤氣設備(管網) 發生煤氣泄漏時,嚴禁冒險搶救或進入泄漏區域;

3.32采用V型水封與隔斷裝置并用的煤氣切斷方式,不準單獨將V型水封作為切斷裝置使用。使用V型水封時,補水量要充足,必須保持高水位溢流,泄水管不準泄水,水封要設專人檢查監護,防止水封虧水。

3.33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;

3.34送煤氣時認真檢查各人孔門有無泄露煤氣,嚴禁在煤氣設施上拉電焊線,煤氣設施周圍40米內嚴禁火源和行人;

3.35煤氣加壓站與混合站

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。

4、煤氣擴散中毒范圍估算

煤氣擴散中毒范圍可按大氣有害物傳播和濃度衰減的關系,即正態高斯分布模式進行計算。

1)地面煤氣設備泄露擴散模式

一般情況下煤氣設備離地面相對高度均較低,我們可按地面連續點源擴散模式計算,建立數學模型。即:

C(x.y.0:0)==exp[-()]         (1)

 

式中:

C(x.y.0:0) :下風向空間位置上的污染物濃度  (mg/m3)

σy:  Y方向的標準差(水平擴散參數)

σzZ方向的標準差(垂直擴散參數)

    υ:  平均風速   (m/s)

    Q:   源強       (mg/s )

2)煤氣柜泄露擴散模式

 當煤氣柜發生泄露(或由放散管放散)時,則擴散模式可按高架連

 續點源擴散模式計算。即:

     C(x.y.0:0) ==exp[-()]      (2)

式中:

H:煤氣柜(或放散管高度)        (m)

Z: 煤氣柜泄露點(或放散管)高度  (m)

從上二式中我們可以看出,擴散參數σy、σz是計算大氣污染物的二

個重要參數。其與大氣湍流性質密切相關,其規律一般是通過大氣擴散理論研究和實驗二方面獲得。目前使用的主要是國標GB3840-91/T 《制定地方大氣污染物排放標準的技術方法》、Pasquill擴散參數、Briggs擴散參數來進行計算。

5、搶救煤氣中毒者措施

5.1發生煤氣中毒后,立即將中毒者移至危險區域外上風側的新鮮空氣處;

5.2對發生煤氣中毒的區域應設明顯的警示標志,防止他人誤入煤氣地區;

5.3發生煤氣中毒后要立即打電話通知廠調度室、煤氣防護站和醫務部門,將中毒人數、時間、地點、中毒程度匯報清楚;

5.4在煤氣檢查站人員未到前,要將崗位用的氧氣呼吸器的氧氣瓶卸下,緩慢打開氣瓶開關對在中毒者口腔、鼻孔部位,讓中毒者吸氧。無氧條件下可以啟用現場風源;

5.5搶救時將中毒者雙肩墊高15cm,四肢伸開,頭部盡量后仰,面部轉向一側,以利于呼吸暢通;

5.6搶救時將有阻礙中毒者呼吸的衣扣、腰帶、鞋扣解開,使中毒者放松,這樣可以對中毒者起到緩解作用;

5.7冬季要保持中毒者的體溫,適當蓋上被子,可進行口對口人工呼吸或胸外按壓法;

5.8在中毒者有自主呼吸的情況下,使用蘇生器的自主呼吸功能調整好進氣量,觀察中毒者的吸氧情況;對無自主呼吸的中毒者,使用強制呼吸功能,成人12-16/分鐘,在輸氧的情況下送醫院搶救。

5.9嚴重中毒:立刻進行人工呼吸,沒有回復知覺之前,不能移動中毒者上車;

5.10沒有醫務人員允許,不準停止搶救。

6、小結

       從表一中我們可以看出,轉爐煤氣是所有冶金煤氣中毒性最大的,且是易燃、易爆、的危險物質,在除塵(回收)、輸配、儲存和使用的各個環節,都發生泄露的可能性,一旦發生泄漏極易造成群死群傷的重大惡性事故。國內冶金企業曾發生多起轉爐煤氣中毒事故,尤其是在生產檢修階段,造成了重大的經濟損失和不良的社會影響。

       煤氣在冶金企業具有十分重要的地位,是節能降耗的關鍵所在。我們必須做好煤氣事故預防與控制,減少甚至杜絕類似事故的發生煤氣事故的發生。已成為冶金企業長期艱巨的任務求的目標。

              

參考文獻

          1氧氣轉爐煙氣凈化及回收設計參考資料[M]   冶金工業出版社   1975年12月

          2煉鋼轉爐煙氣的回收利用技術[M]     中國環境科學出版社     1991年3月

   3王新宇 黃斌 “干式煤氣柜泄漏源及中毒事故預測后果分析J]2008(6) 32-36

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