轉爐煤氣回收到煤氣柜中氧含量超標分析及對策

馬鋼一鋼廠1#轉爐煤氣回枚系統(tǒng)正式投運后,通過操作方法改進和設備改造,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(氧含量大于2 %)現(xiàn)象時有發(fā)生。這種超標可能引發(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)運行。本文結合生產(chǎn)實踐對超標原因作了分析、并介紹了解決方案和結果。

1、煤氣回收系統(tǒng)工藝流程

在轉爐吹煉過程中，由于劇烈的氧化反應,會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 ,已配備了轉爐煤氣凈化及回收系統(tǒng),主要包括爐口微差壓自動調節(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)等設備。

2、氧含量超標現(xiàn)象和原因分析

(1)氧含量超標現(xiàn)象。

超標現(xiàn)象大多是出現(xiàn)在煤氣回收結束時,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 到2 %?10 %)。超標現(xiàn)象的出現(xiàn)具有不定期性,每月發(fā)生3?6次。

⑵氧含量超標原因。

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

3、解決方案

查明氧含量超標的上述原因后,我們便從煤氣回收操作及設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將活動煙罩降到位，防止大量空氣被吸入煙罩內。煤氣回收期嚴格控制氧槍位,氧槍的提升嚴禁超過開氧點,防止槍位過高造成氧氣直接被一次風機吸走。煤氣回收結束前先提升活動煙罩,30s后再提 氧槍。由于三通閥動作與活動煙罩動作連鎖,這樣煤氣回收以活動煙罩提升而結束,不受氧分析儀響應時間長的影響。除特殊情況外,煤氣回收系統(tǒng)設備(三通閥等)必須自動控制。

另外，由于回爐鋼中碳含量較低、吹氧時間短， 碳、氧反應不劇烈，以致大流量的高純度的氧氣極容易被一次風機直接吸走，回收的煤氣中氧含量超標嚴重,因此我們決定不回收回爐鋼煤氣。

增加煤氣回收連鎖條件。原設計中煤氣回收三通閥的動作只與活動煙罩連鎖,為防止活動煙罩因意外故障無法動作,我們增加了氧槍的提升超過開氧點與三通閥從回收位置轉放散位置的連鎖, 從而形成雙保險。

縮短三通閥動作時間及氧分析儀響應時間。經(jīng)分析,三通閥動作時間長達48s的原因是由于氣缸的氣源管通徑太小(只有15mm)。我們將其 擴大到25mm后,三通閥動作時間縮短為27s。

另外,原設計三通閥的動作氣源為壓縮空氣,而且壓縮 空氣的壓力偏低(0.6MPa),波動也很大,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,其動作時間又縮短了 7s。與此同時又改進氧分析儀的性能,使其響應時間從48s縮短到36s。

這樣整個反應時間有所縮短,滯后現(xiàn)象有所改善。通過規(guī)范煤氣回收操作和設備改造后,我廠煤 氣回收期間氧含量超標現(xiàn)象基本杜絕,消除了安全隱患,保證了轉爐煤氣回收系統(tǒng)能夠連續(xù)運行,煤氣回收量約增加了 5 %。

4、其他造成氧含量超標的可能因素

除了上述原因外,還可能出現(xiàn)一些其他造成氧含量超標的因素,例如煙道上人孔門泄漏、負壓段管道滲漏、風機前管道上防爆膜破裂、三通閥關不死或 三通閥突發(fā)故障不動作以及氧分析儀故障等。通常,轉爐煤氣回收氧含量超標屬偶發(fā)現(xiàn)象,大多是煉鋼操作不當所造成。如果轉爐煤氣回收氧含量超標連續(xù)發(fā)生,應檢查煤氣回收系統(tǒng)是否存在設備故障。