冶金煤氣柜安全知識

冶金煤氣柜安全知識近幾年，冶金煤氣柜事故頻發(fā)，2002年至2008年，工業(yè)企業(yè)煤氣柜事故發(fā)生35起，其中冶金企業(yè)煤氣柜事故24起，占總數(shù)的68.6%，死亡113人，占總數(shù)的74.4%，平均每起事故死亡4.7人。2004年9月23日河北省邯鄲市新興鑄管有限責任公司發(fā)生煤氣柜爆炸事故，13人死亡。2004年12月16日20時50分，巴州和靜縣新疆金特鋼鐵股份有限公司員工在作業(yè)時發(fā)生煤氣柜管道煤氣柜泄漏事故，26人中毒，死亡1人，重度中毒4人，輕度中毒21人。2008年12月24日，河北唐山遵化市港陸鋼鐵有限公司2號高爐重力除塵器頂部泄爆板爆裂致使煤氣柜泄漏，造成44人中毒，其中17人死亡，27人受傷。因此，加強冶金煤氣柜方面的安全生產工作是一項十分迫切的工作。我們根據(jù)國家知名冶金安全專家的講座，整理編寫了《冶金煤氣柜安全知識》資料，希望對全區(qū)冶金煤氣柜安全工作能夠有所裨益。一、冶金煤氣柜的來源煤氣柜是冶金生產的副產品和重要能源，生產和使用量大。冶金煤氣柜主要有焦爐煤氣柜、高爐煤氣柜、轉爐煤氣柜。煉焦炭時產生的煤氣柜叫焦爐煤氣柜；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，焦炭就生成了煤氣柜----高爐煤氣柜；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，脫炭產生煤氣柜----轉爐煤氣柜。煉焦、煉鐵、煉鋼過程中煤氣柜的發(fā)生量很大：焦爐煤氣柜：500m3-600m3/t高爐煤氣柜：1000m3-1400m3/t回收轉爐煤氣柜：50m3-100m3/t冶金煤氣柜是冶金能耗的大頭，占能耗的53%,冶金煤氣柜是冶金企業(yè)的副產品，有效利用冶金煤氣柜也是企業(yè)節(jié)能降耗的重要途徑。如轉爐回收得好，可以實現(xiàn)負能煉鋼。二、冶金煤氣柜的危險性煤氣柜是混合物，由于成份不一樣，煤氣柜體現(xiàn)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(xiàn)煤氣柜的毒性上，實際主要是一氧化炭，煤氣柜中毒，主要是一氧化炭中毒。煤氣柜中的氫氣和甲烷具有爆炸性，爆炸極限越低，煤氣柜爆炸性越強。見下表：?成分煤氣柜種類???？COH2CH4爆炸范圍焦爐煤氣柜??6-9?58-6022-25?4.5-35.8高爐煤氣柜?26-292.0-3.00.1-0.4?35.0-72.0轉爐煤氣柜?63-662.0-3.012.5-74.0鐵合金爐煤氣柜?60-6313-150.5-0.87.8-75.07發(fā)生爐煤氣柜?27-317-101 16-1821.5-67.5通過這個表格看出來，焦爐煤氣柜中CO含量比較底，毒性最小，但爆炸性下限最低，爆炸性很強；轉爐煤氣柜CO最高，含量占60-70%,毒性相當厲害。高爐煤氣柜既有毒性，又有爆炸性，但有所區(qū)別。所有的煤氣柜都具有毒性和火災爆炸危險性。n????焦爐煤氣柜容易爆炸（毒性相對較低）焦爐煤氣柜爆炸下限5.5%左右，接近甲烷、氫氣。n?????轉爐煤氣柜極具毒性?轉爐煤氣柜、鐵合金煤氣柜的CO含量在60-70%。有轉爐煤氣柜通過煙囪放散，空中經(jīng)過的小鳥就中毒掉下來的案例。n????高爐煤氣柜壓力高，溫度高高爐煤氣柜出爐壓力可達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），爐頂煤氣柜溫度可達300OC。由于高爐有這個特點，生產中要回收高爐壓力，就出現(xiàn)了TRT（高爐余壓發(fā)電）。三、冶金煤氣柜安全重點（一）爐窯本體的安全?1.高爐安全高爐煤氣柜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柜引出，這就是煉鋼的副主品。高爐涉及到什么安全問題呢，爐內煤氣柜不能隨便跑出來。煤氣柜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），堵住煤氣柜，讓料能下來，堵不好就會冒煤氣柜。高爐風口、鐵口、渣口套接不嚴冒煤氣柜（供風給爐內，進風口也易冒煤氣柜；鐵口、渣口不出鐵不出鋼時應堵住。所以從監(jiān)管上要關心這此地方的煤氣柜濃度，看是否超標）；高爐爐頂裝料系統(tǒng)不嚴冒煤氣柜（爐頂裝料系統(tǒng)采取氮氣密封，保持高于爐內0.05Mpa壓力，大小鐘拉桿、料罐的齒輪箱等處）；高爐冷卻系統(tǒng)進出爐壁不嚴冒煤氣柜（要有明確的警示標志，一般人不能去，安監(jiān)檢查也不能上去）；高爐風口以上各層平臺煤氣柜危險區(qū)（要有明確的警示標志，一般人不能去，安監(jiān)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。.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?；厥彰簹夤袷窃谥虚g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、副槍插入孔冒煤氣柜（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(tǒng)冒煤氣柜（加料口加造渣、浠釋，去雜加石灰時，容易漏煤氣柜，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柜（壓力太大，煤氣柜會跑出來，壓力太小，空氣會進?。?；轉爐爐口以上各層平臺煤氣柜危險區(qū)（也是不讓人隨便上去的，在這些區(qū)域作業(yè)是否按規(guī)定執(zhí)行，有沒有制度，有無單人作業(yè)情況，作業(yè)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。.焦爐安全焦爐煤氣柜的發(fā)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(jīng)干餾，使煤含有的一些有機物質蒸發(fā)出來，即為焦爐煤氣柜（如圖），通過上升管、集氣管（有調壓系統(tǒng)、煤氣柜放散系統(tǒng)），又引入下方作為加熱燃料。因此，焦爐煤氣柜安全主要有以下兩個重點區(qū)域：焦爐地下室煤氣柜危險區(qū)（要監(jiān)測濃度，易爆區(qū)，不能動火作業(yè)）；焦爐爐頂煤氣柜危險區(qū)（主要含裝煤孔作業(yè)、上升管不能堵塞、集氣管壓力不能太大，也不能太小）。（二）高爐煤氣柜凈化回收工藝過程的安全.高爐煤氣柜回收煤氣柜必須要凈化，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(jīng)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(guī)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），煤氣柜擴散到出鐵廠。出鐵廠正出鐵，有煙霧、水氣，掩蓋了飄過來的煤氣柜，導致現(xiàn)場人員中毒。高爐濕法除塵防止排污系統(tǒng)冒煤氣柜，循環(huán)水系統(tǒng)帶煤氣柜，凈化水池（如果是管道，水位高時壓力可封住煤氣柜，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(fā)生了事故、地溝就會串入煤氣柜。高爐干法除塵防止出灰系統(tǒng)冒煤氣柜、電除塵控制煤氣柜含氧量不超過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，往往是出煤氣柜再關掉，非常危險，這種違章行為較普遍。.轉爐煤氣柜回收轉爐煤氣柜回收有兩種工藝，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，當煤氣柜通過變徑管時，由小口徑通過大口徑時，壓力能變?yōu)閯幽埽俣葧黾?，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，同時液流可滅煤氣柜帶來的火星。二級文氏管是一種可調口徑文氏管，調節(jié)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(tǒng)）煤氣柜間歇式回收，保持系統(tǒng)惰性（不回收也要充氮氣保持系統(tǒng)壓力，防止煤氣柜倒罐，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，煤氣柜點燃了沒有，因為煤氣柜毒性很大，所以放散管必須高于30，有的廠現(xiàn)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。???????????????轉爐煤氣柜回收流程（OG法）另外一種方法，LT法是轉爐凈化的方向，是電除塵。煤氣柜通過煙罩、蒸發(fā)冷卻器（水蒸氣和水噴進去，降煤氣柜的溫度），通過電除塵器（一般4個電場）除塵，再通過煤氣柜冷卻器把溫度進一步降下來，再送到煤氣柜柜。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(tǒng)的氧含量，控制煤氣柜柜含氧量不超過2%；轉爐LT法控制煤氣柜含氧量不超過1%。下圖系統(tǒng)中裝有氧含量激光分析儀。另外，煤氣柜冷卻器的冷卻水要保持高低位報警。轉爐煤氣柜回收流程（LT法）3.焦爐煤氣柜回收焦爐煤氣柜回收的物質是沒有燃燒過的有機物質，價值很高，比煤氣柜的價值還高。所以焦爐煤氣柜回收有凈化回收車間、苯精制等等后續(xù)工藝。從集氣管收集起來的粗煤氣柜要初冷，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(tǒng)，鼓風機后叫正壓系統(tǒng)。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），再用洗油洗煤氣柜，回收里面的苯。此時煤氣柜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?凈化回收設備之間與管網(wǎng)要可靠隔斷（因為凈化回收設備要經(jīng)常檢修，要與系統(tǒng)脫離）；重力除塵器最高點應設放散閥；? 布袋除塵器應設有煤氣柜高、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）；電除塵器應設氧含量超標斷電控制；? 濕法洗滌塔（包括比肖夫）污水排出管要保持水封有效高度；?????????????高爐煤氣柜TRT入口管道上還應設有緊急切斷閥（一旦煤氣柜壓力供應緊急切斷），應設有可靠、嚴密的軸封裝置。（四）管網(wǎng)輸送安全煤氣柜管網(wǎng)分布區(qū)域廣、危險源點多。???????煤氣柜管道應采取消除靜電和防雷的措施；???????高爐煤氣柜和轉爐煤氣柜等管道不應埋地敷設（含煤氣柜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。城市用氣含煤氣柜小10%），煤氣柜管道不應穿過不使用煤氣柜的建構筑物；???????在已敷設的煤氣柜管道下面，不得修建無關的建筑物和存放易燃、易爆物品；???????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）；???????煤氣柜管道的架設要防止被車輛碰撞（高度一般不低于5米）；煤氣柜輸送防止壓力波動，安全運行壓力不低于500Pa（規(guī)范沒有定，是建議值，普遍采用，低了通蒸氣、氮氣保壓）；???????煤氣柜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柜事故的主要因素。???????可靠隔斷裝置有插板、盲板；???????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）；??_閥門應有開度及方向的標志；??_水封要保持水封高度和溢流現(xiàn)象。寒冷地區(qū)應采取防凍措施（通蒸氣保溫）。煤氣柜設備與管道附屬裝置一一NK球閥（六）燃燒裝置??爆炸事故的防控重點??_爐窯點火必須先點火、后開煤氣柜（先吹一吹，查看煤氣柜開關是否處于關閉位置）；?煤氣柜燃燒要防止回火、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）；???????煤氣柜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；???????煤氣柜、空氣管道應安裝低壓警報裝置；???????煤氣柜燒嘴應有火焰監(jiān)測裝置（火滅時將信號傳給繼電器，關閉閥門）。煤氣柜燃燒器要有常明火（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。吹刷煤氣柜放散管必須安設在煤氣柜設備和管道的最高處；或煤氣柜管道以及臥式設備的末端；放散管口必須高出煤氣柜管道、設備和走臺4m，離地面不小于10m。調壓煤氣柜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，所放散的煤氣柜必須點燃，并有滅火設施（八）排水器排水器是事故常發(fā)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）煤氣柜柜煤氣柜柜是重大危險源（臨界量5噸）。???????煤氣柜柜不應建設在居民稠密區(qū)；???????煤氣柜柜周圍應設有圍墻（隔絕）、消防車道和消防設施，柜頂應設防雷裝置；??_煤氣柜柜上應有容積指示裝置，柜位達到上限時應關閉煤氣柜入口閥，并設有放散設施，還應有煤氣柜柜位降到下限時，自動停止向外輸出煤氣柜或自動充壓的裝置。煤氣柜柜應設操作室，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(lián)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）煤氣柜加壓站與混合站重點監(jiān)控、關鍵部位（焦爐煤氣柜鼓風機一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(tài)下都要有通風等）。??_站房內宜設有一氧化碳監(jiān)測裝置，并把信號傳送到管理室內；??_站房內應有通風換氣裝置；??_煤氣柜加壓機械應有兩路電源供電；??_煤氣柜加壓機、抽氣機的排水器應按機組各自配置；??_每臺煤氣柜加壓機、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(jiān)測裝置失效，4人聽到煤氣柜沖破水封的聲音，沒有意識到是煤氣柜泄漏而去檢查，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：? 蒸汽管、氮氣管（伴隨煤氣柜管）；停用時必須與煤氣柜設施斷??????開或堵盲板（防止斷氣時，閥門關閉不可靠，煤氣柜沿蒸汽管串入澡堂、食堂、辦公樓，歷史上發(fā)生多次此類事故。）；?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；??????