轉(zhuǎn)爐煤氣回收到煤氣柜中氧含量超標(biāo)分析及對(duì)策

馬鋼一鋼廠1#轉(zhuǎn)爐煤氣回枚系統(tǒng)正式投運(yùn)后,通過操作方法改進(jìn)和設(shè)備改造,盡管 噸鋼煤氣回收量不斷提高，但是煤氣柜柜前管道氧 含量超標(biāo)(氧含量大于2 %)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這種超標(biāo)可能引發(fā)煤氣爆炸,作為重大安全隱患制約了煤氣回收系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)超標(biāo)原因作了分析、并介紹了解決方案和結(jié)果。

1、煤氣回收系統(tǒng)工藝流程

在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，由于劇烈的氧化反應(yīng),會(huì)有大量的高溫爐氣從爐口逸出，爐氣中含有86 %左右的CO和少量的CO2。爐氣出爐口后,與少量空氣 (一般通過爐口微差壓控制系統(tǒng)將空氣過剩系數(shù)控制為0. 1)發(fā)生燃燒,燃燒后的煙氣中仍含有60 %? 70 %的CO。為了回收煙氣中的CO ,已配備了轉(zhuǎn)爐煤氣凈化及回收系統(tǒng),主要包括爐口微差壓自動(dòng)調(diào)節(jié)、R-D喉口、三通閥、氧氣及一氧化碳分析儀（三通閥閥前管道、煤氣柜柜前管道、煤氣柜中各有一套分 析儀)等設(shè)備。

2、氧含量超標(biāo)現(xiàn)象和原因分析

(1)氧含量超標(biāo)現(xiàn)象。

超標(biāo)現(xiàn)象大多是出現(xiàn)在煤氣回收結(jié)束時(shí),表現(xiàn)為三通閥前煤氣中氧含量正常(氧含量小于2 %),而到煤氣柜柜前突然上升(達(dá) 到2 %?10 %)。超標(biāo)現(xiàn)象的出現(xiàn)具有不定期性,每月發(fā)生3?6次。

⑵氧含量超標(biāo)原因。

經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤、分析查明超標(biāo)的原因是由于轉(zhuǎn)爐吹煉后期鐵水中碳含量較低,氧氣與鐵水中的碳反應(yīng)不夠劇烈,少量的氧氣被一次風(fēng)機(jī)直接吸走混入煤氣中；另一方面，由于氧分析儀響應(yīng)時(shí)間和三通閥動(dòng)作時(shí)間過長(zhǎng), 等三通閥接到分析儀氧含量超標(biāo)指令從回收狀態(tài)完全轉(zhuǎn)換到放散時(shí)，已有一定量的含氧量很高的煤氣進(jìn)入煤氣柜柜前管道,造成柜前管道氧含量超標(biāo)。

3、解決方案

查明氧含量超標(biāo)的上述原因后,我們便從煤氣回收操作及設(shè)備所存在的缺陷上找到了解決方法。

規(guī)范煤氣回收操作。煤氣回收開始后及時(shí)將活動(dòng)煙罩降到位，防止大量空氣被吸入煙罩內(nèi)。煤氣回收期嚴(yán)格控制氧槍位,氧槍的提升嚴(yán)禁超過開氧點(diǎn),防止槍位過高造成氧氣直接被一次風(fēng)機(jī)吸走。煤氣回收結(jié)束前先提升活動(dòng)煙罩,30s后再提 氧槍。由于三通閥動(dòng)作與活動(dòng)煙罩動(dòng)作連鎖,這樣煤氣回收以活動(dòng)煙罩提升而結(jié)束,不受氧分析儀響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的影響。除特殊情況外,煤氣回收系統(tǒng)設(shè)備(三通閥等)必須自動(dòng)控制。

另外，由于回爐鋼中碳含量較低、吹氧時(shí)間短， 碳、氧反應(yīng)不劇烈，以致大流量的高純度的氧氣極容易被一次風(fēng)機(jī)直接吸走，回收的煤氣中氧含量超標(biāo)嚴(yán)重,因此我們決定不回收回爐鋼煤氣。

增加煤氣回收連鎖條件。原設(shè)計(jì)中煤氣回收三通閥的動(dòng)作只與活動(dòng)煙罩連鎖,為防止活動(dòng)煙罩因意外故障無法動(dòng)作,我們?cè)黾恿搜鯓尩奶嵘^開氧點(diǎn)與三通閥從回收位置轉(zhuǎn)放散位置的連鎖, 從而形成雙保險(xiǎn)。

縮短三通閥動(dòng)作時(shí)間及氧分析儀響應(yīng)時(shí)間。經(jīng)分析,三通閥動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)48s的原因是由于氣缸的氣源管通徑太小(只有15mm)。我們將其 擴(kuò)大到25mm后,三通閥動(dòng)作時(shí)間縮短為27s。

另外,原設(shè)計(jì)三通閥的動(dòng)作氣源為壓縮空氣,而且壓縮 空氣的壓力偏低(0.6MPa),波動(dòng)也很大,造成三通閥工況不穩(wěn)。我們將三通閥的氣源改為中壓氮(壓 力為1. 3?1. 6MPa,減壓后為0. 7MPa),三通閥工況穩(wěn)定,其動(dòng)作時(shí)間又縮短了 7s。與此同時(shí)又改進(jìn)氧分析儀的性能,使其響應(yīng)時(shí)間從48s縮短到36s。

這樣整個(gè)反應(yīng)時(shí)間有所縮短,滯后現(xiàn)象有所改善。通過規(guī)范煤氣回收操作和設(shè)備改造后,我廠煤 氣回收期間氧含量超標(biāo)現(xiàn)象基本杜絕,消除了安全隱患,保證了轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)能夠連續(xù)運(yùn)行,煤氣回收量約增加了 5 %。

4、其他造成氧含量超標(biāo)的可能因素

除了上述原因外,還可能出現(xiàn)一些其他造成氧含量超標(biāo)的因素,例如煙道上人孔門泄漏、負(fù)壓段管道滲漏、風(fēng)機(jī)前管道上防爆膜破裂、三通閥關(guān)不死或 三通閥突發(fā)故障不動(dòng)作以及氧分析儀故障等。通常,轉(zhuǎn)爐煤氣回收氧含量超標(biāo)屬偶發(fā)現(xiàn)象,大多是煉鋼操作不當(dāng)所造成。如果轉(zhuǎn)爐煤氣回收氧含量超標(biāo)連續(xù)發(fā)生,應(yīng)檢查煤氣回收系統(tǒng)是否存在設(shè)備故障。