干熄焦环境除尘器爆炸原因与对策
时间:2024-07-05 07:02来源: 冶金焦化 作者:zgltw 点击:
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干熄焦环境除尘站通常由除尘管道、阵发性高温烟尘分离冷却阻火器（以下称阻火器）、 布袋式除尘器 、除尘风机、清灰设备及卸灰设备组成。与工艺装置的紧 密联系，烟气中可燃成
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干熄焦环境除尘站通常由除尘管道、阵发性高温烟尘分离冷却阻火器（以下称阻火器）、布袋式除尘器、除尘风机、清灰设备及卸灰设备组成。与工艺装置的紧 密联系，烟气中可燃成分的存在，使除尘器存在发生爆 炸的可能性。
2016 年 7 月 10 日 6 时 55 分，某厂干熄焦装置正 在装焦的过程中，从装入装置上部和下部水封罩处先 后冒出黄烟，紧接着火焰从装入装置顶部喷出。同时预 存室压力由 - 32 Pa 升至 226 Pa。稍后环境除尘站处传 出较大响声并冒出大量黑烟。现场检查，发现布袋除尘器 12 个仓的防爆阀均有起跳迹象，部分仓的布袋严重 破损，而除尘器箱体、阻火器箱体及各除尘管道未出现 损伤。这些现象表明除尘器内部发生了爆炸。另外中控发现除尘风机也已停机，操作画面上显示“变频器重故 障”，“高压跳闸”。通过检查参数记录及监控记录得知：事故过程中 最先发生的是除尘风机电机高压变频器重故障（后查 明系变频器功率单元故障），该故障直接导致除尘风机 停机；装入装置冒黄烟、喷火及预存室压力急剧升高的现象随后出现。
干熄焦含尘气体中的焦粉为可燃物，在一定浓度 范围内有发生爆炸的可能性。进入环境除尘器的含尘 气体共三个来源，一是运焦皮带落料点产生的烟尘，其 中没有可燃气体；二是预存室压力调节放散管中的放 散气体和排焦装置出口的逸出气体，其中的氢和一氧 化碳可以用干熄焦循环气体分析仪示值表征。趋势显 示事故发生前其测量值均在安全范围内；三是装焦时 从干熄炉口进入除尘器的高温气体，该部分气体的可 燃成分与焦炭成熟度直接相关。从装入装置冒出黄烟的现象可知此炉焦炭成熟度差，可燃挥发分较高。另外 装焦后循环气体中一氧化碳由 3.2%升至 8.3%，氢由2.32%升至 10.26（最大量程），也证明这炉焦炭中的可 燃挥发分偏高，因而装焦时从干熄炉口吸入除尘器的高温气体中的可燃成分也较高。文献指出，焦粉尘的爆炸下限质量浓度为 37~50g/m3。由于未设置检测点，事故发生时除尘器内焦粉浓 度已无法追溯，但不能排除焦粉浓度达到爆炸极限的 可能性。事故发生时进入除尘器的可燃气体成分浓度 高，且由于除尘风机突然停机后，风机虽逐渐降速但仍 然惯性运动，导致大量焦粉、可燃气体被吸入并滞留、 聚积在除尘器内，单独或同时达到了爆炸极限。上述各尘源点与除尘器的接口均与大气连通，因 而必然有空气进入除尘器中，特别是装焦开始后除尘风机高速运转，进入除尘器的空气量大幅增加。事故发生时，除尘器各部未进行任何动火作业；预 存室压力调节放散管、排焦装置处排放烟气温度约为130 ℃，远未达到焦粉、氢、一氧化碳的着火温度；除尘器使用的布袋均为防静电布袋，流动烟气与布袋摩擦产生静电的可能性可以排除。焦炭在装入干熄炉时会置换出炉内的大量高温气 体，在热浮力的作用下高温气体能携带大量焦粉逸出炉口，此时除尘风机高速运转，装入装置处吸力增大， 温度近 1000 ℃的焦粉以“火星”的形态进入除尘管道。通常除尘器前设置的阻火器不仅能降低高温烟气温 度，而且通过合理布置钢板组蓄热体，使烟气中的明火 颗粒与钢板碰撞，在惯性作用下脱离烟气进入集灰斗 内，避免其进入除尘器。事故发生时，由于变频器重故 障停机，除尘风机转速逐步降低，除尘管道中的含尘气 体的流速开始降低，烟气中的高温焦粉与阻火器蓄热 体碰撞机率减小，而风机仍在惯性下运转，部分高温焦粉随含尘气体进入除尘器内，成为爆炸发生时的点火源，导致除尘器爆炸事故的发生。综合上述分析，除尘风机故障停机和焦炭成熟度差是爆炸事故发生的主要原因。（1）对于变频调速的除尘风机，必须保证变频器功 率单元等重要部件的可靠性，防止除尘风机突然停机。 （2）在进阻火器的除尘管道上增加一快速切断阀，使其 与除尘风机的运行联锁。当除尘风机突然故障停机时，系统自动关闭该阀，阻止含有可燃成分的含尘气体及 携带火星的高温烟气进入除尘器。（3）脉冲阀的喷吹气 体应使用氮气，以减小除尘器内部氧的浓度。（4）炼焦 工序应优化焦炉温度控制，提高焦炭成熟度。设备故 障、上道工序的影响，往往会在偶然情况下促使干熄焦环境除尘器爆炸条件的形成，因此必须重点从抑制可 燃物达到爆炸极限和防止明火进入除尘器着手，防止爆炸事故的发生，实现干熄焦的安全、稳定生产。
(责任编辑：zgltw)
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