焦化廠干熄焦環(huán)境除塵爆炸原因分析及處理

干熄焦在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的顆粒污染物(

主要是焦粉)

，為了減少揚(yáng)塵以及符合大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，必須對含塵氣體進(jìn)行凈化處理。干熄焦環(huán)境除塵用于控制并收集干熄焦在裝、排焦過程及焦炭在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中散發(fā)的大量焦粉塵。干熄焦環(huán)境除塵站的塵源主要來自干熄爐頂裝入裝置處、干熄爐爐頂常用放散口、干熄爐預(yù)存段壓力調(diào)節(jié)放散口、干熄爐底部排焦處及運(yùn)焦皮帶吸塵點(diǎn)。環(huán)境除塵的工作原理是利用除塵風(fēng)機(jī)產(chǎn)生吸力，在管式冷卻器內(nèi)對高溫?zé)煔膺M(jìn)行冷卻，利用百葉式預(yù)除塵器將整個排焦系統(tǒng)的低溫?zé)煔膺M(jìn)行預(yù)除塵;

上述兩種煙氣在低壓脈沖布袋除塵器內(nèi)匯合，過濾回收顆粒粉塵后排向大氣。1概述包鋼焦化廠干熄焦設(shè)計的捕集煙塵裝置除塵型號為LY3300

長袋低壓脈沖除塵器，該裝置為風(fēng)機(jī)后置，除塵本體受負(fù)壓。本體裝置共分10

個倉兩列布置，其中2個是粗顆粒分離器，8個倉內(nèi)裝有布袋，過濾面積S=3300m2，設(shè)計的處理風(fēng)量Q=22萬m3/h，過濾風(fēng)速Vf＜1．11m/min，要求入口風(fēng)溫T＜120℃，入口含塵的濃度C1≤10g/m3，經(jīng)過處理后的排放濃度C2≤30mg/m3。包鋼焦化廠干熄焦自投產(chǎn)以來，該裝置生產(chǎn)運(yùn)行過程中，突然發(fā)生環(huán)境除塵在除塵器的入口管道處(粗顆粒分離器的頂部)發(fā)生爆炸事故，將粗顆粒分離器的入口箱板和側(cè)面部分箱板炸裂并導(dǎo)致除塵器的兩端箱板鼓脹，東西兩側(cè)十個防爆膜均沒有破損。2環(huán)境除塵爆炸原因分析2．1除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)量的選擇除塵器爆炸必須有足夠的氧氣、高溫源、可燃粉塵、容器4個條件。焦粉爆炸所需要的最低氧氣體積分?jǐn)?shù)為16%［1］，而我們測定環(huán)境除塵的排放尾氣的O2含量在18%～20%;至于高溫源，環(huán)境除塵的粉塵源之一是紅焦裝入干熄爐時對流向上漂浮的粉塵;在環(huán)境除塵的除塵風(fēng)機(jī)吸力最大的時候，足可以把細(xì)小的焦粒和焦粉吸入除塵器內(nèi)。2．2除塵器泄放面積(爆破片)的確定干熄焦環(huán)境除塵原設(shè)計是根據(jù)類比法，只是在每個倉的側(cè)面設(shè)置了爆破片，其尺寸為600mm×1000mm的矩形。根據(jù)除塵原理以及現(xiàn)場除塵器的使用條件，選擇排放時產(chǎn)生的最大壓力(即突燃時本體設(shè)備的承壓)Pred=0．2MPa(表)，由于本體在正常運(yùn)行情況下其內(nèi)部是負(fù)壓，為了有效的保護(hù)除塵本體，我們選擇其排放終止的泄放壓力Pstat=0．01MPa(表)，根據(jù)描述粉塵爆炸的列線圖推導(dǎo)出的公式［2］求密閉體防止爆炸應(yīng)該設(shè)置的最小泄放面積為10．0～1．3m2(取突燃指數(shù))．根據(jù)算法得出的泄放面積應(yīng)該大于原設(shè)計的爆破片面積［2］。2．3除塵器爆破片厚度的確定干熄焦環(huán)境除塵原來設(shè)備的爆破片為

0．9mm的鋁板。在環(huán)境除塵爆炸后檢查爆破片完好無損，并未破裂。分析爆破片不破裂的原因時，從設(shè)備本體壁取出一小單元，并用設(shè)備上的爆破片制作了防爆閥試驗(yàn)臺(

即小單元的一個面是用

0．9mm厚的鋁板制作的)

，用空壓機(jī)穩(wěn)步加壓，加到

0．23MPa時，爆破片表面凸起變形25mm，而殼體鼓起4mm并未起到防爆的作用。更換鋁板后重新做試驗(yàn)，在爆破片沿對角線用刀具劃了0．5mm深的劃痕，重新作泄壓試驗(yàn)，當(dāng)加壓機(jī)的壓力鼓到0．15MPa時，爆破片破裂，母體表面基本無變化。由此實(shí)驗(yàn)可以說明原來設(shè)備本體的爆破片的耐壓強(qiáng)度偏高，不能對環(huán)境除塵本體起到很好的保護(hù)作用。2．4除塵器內(nèi)部阻力大在環(huán)境除塵爆炸后打開除塵器檢查內(nèi)部的損壞情況，看到除塵器內(nèi)部的部分布袋里的焦粉充滿了布袋，部分布袋里的焦粉占到布袋總長度的1/3～1/2。在內(nèi)部有焦粉的布袋頂部都有損壞的裂口，裂口呈卷曲狀，初步判斷是高溫?zé)龘p的跡象。布袋破裂后，焦粉飄進(jìn)布袋里面長時間的沉淀，減小了布袋的過風(fēng)面積。在爆炸時，焦粉堵塞的布袋不但失去了除塵作用，而相反起到了阻力作用。另外，干熄焦的鍋爐之前發(fā)生過兩次鍋爐爆管，高溫的水蒸氣進(jìn)入環(huán)境除塵后在布袋上凝結(jié)并與粘著在布袋上的粉塵粘結(jié)后堵塞了布袋，也使布袋的阻力增大。在環(huán)境除塵爆炸發(fā)生的瞬間，箱體內(nèi)的布袋不能起到快速泄壓的作用，由于瞬間壓力過大無處釋放，故而把環(huán)境除塵箱體炸裂。2．5除塵器內(nèi)部進(jìn)入明火環(huán)境除塵器是個密閉的大容器，除塵器集塵箱發(fā)生爆炸的原因可能是集塵箱內(nèi)形成了氫氣等類可燃性氣體積累濃度超標(biāo)，有未熄滅的焦粉顆粒進(jìn)入集塵箱內(nèi)引起爆炸。由于干熄焦原設(shè)計干熄爐與環(huán)境除塵位置比較近，所以導(dǎo)致連接干熄爐與環(huán)境除塵之間的管道太短，導(dǎo)致干熄焦在裝焦過程中除塵風(fēng)機(jī)吸力稍大就會將零星的燃燒焦粉顆粒吸入環(huán)境除塵器內(nèi)，達(dá)到爆炸極限即產(chǎn)生爆炸。導(dǎo)致爆炸的火源有兩個出處:

一是電動蝶閥的開關(guān)不與裝焦同步，在裝焦時從裝入裝置把紅焦吸入了除塵器內(nèi)部導(dǎo)致，二是由于焦粉和布袋摩擦的靜電放電打火導(dǎo)致。3環(huán)境除塵爆炸防治措施3．1對環(huán)境除塵爆破片的改進(jìn)環(huán)境除塵爆炸后從爆炸損壞的部位來看，經(jīng)過細(xì)致分析，在粗顆粒分離器的入口(

即除塵器的入口)

、除塵器的出口各增設(shè)了兩個防爆口。并根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果，把所有爆破片的厚度減小到0．5mm，并在爆破片上劃出0．1mm深的對角線，這樣降低了爆破片的承受壓力的能力，一但除塵器內(nèi)壓力過大產(chǎn)生爆炸時增強(qiáng)了泄壓能力，導(dǎo)致爆破片先破裂，從而能有效的對除塵器起到保護(hù)作用。3．2降低除塵器內(nèi)部的阻力除塵器內(nèi)布袋阻力大是由于部分布袋損壞里面充滿焦粉不能過風(fēng)和布袋表面因鍋爐爆管內(nèi)部的水和焦粉粘結(jié)了混合后增大了阻力導(dǎo)致的。通過檢查對這樣的布袋進(jìn)行更換，更換后的新布袋就不存在阻力大的問題了。在今后的操作中要避免布袋損壞，嚴(yán)格控制干熄焦系統(tǒng)的可燃?xì)怏w成分，干熄焦系統(tǒng)一旦發(fā)生鍋爐爆管等類似的水系統(tǒng)泄漏事故，應(yīng)及時將除塵風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，避免水汽進(jìn)入除塵器內(nèi)部，對環(huán)境除塵系統(tǒng)造成影響，另外從布袋的材質(zhì)和性能上來提高其抗水抗酸堿的能力。3．3阻止明火現(xiàn)象的發(fā)生根據(jù)干熄爐內(nèi)火源進(jìn)入除塵器的原因分析，一方面將保持調(diào)解電動蝶閥與裝焦的動作保持同步，另一方面將調(diào)解除塵器的吸力，使其在最低吸力下能滿足環(huán)境除塵系統(tǒng)的工藝要求，而不會把干熄爐內(nèi)的火源吸入除塵器里帶來安全隱患。同時還應(yīng)避免靜電在除塵布袋上積累放電打火，所以除塵布袋的選擇上應(yīng)選用防靜電布袋。4結(jié)束語根據(jù)此次干熄焦環(huán)