黃國威

摘要：高爐煤氣全干法布袋除塵和轉(zhuǎn)爐煤氣電除塵是鋼鐵行業(yè)重要的綜合節(jié)能環(huán)保技術(shù)之一。隨著煤氣干法除塵技術(shù)的普及應(yīng)用，除塵器筒體壓力異常泄放事件也呈上升趨勢。本文主要介紹了鋼鐵冶煉工序中高爐和轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵器泄壓安全裝置的選型與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鋼鐵冶煉；煤氣；干法除塵；泄壓裝置；選型應(yīng)用

引言

高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣是鋼鐵冶煉過程的副產(chǎn)品，也是重要的二次能源。高爐、轉(zhuǎn)爐煤氣必須經(jīng)過凈化后才能利用。在煤氣凈化過程中，干法除塵筒體泄壓裝置的選型與應(yīng)用是鋼鐵冶煉生產(chǎn)安全的重要保障。

1.鋼鐵冶煉主工序干法除塵筒體的泄放現(xiàn)象

1.1高爐煤氣全干法布袋除塵器泄放現(xiàn)象的發(fā)生

由于高爐原料、操作、頂壓控制、儀控系統(tǒng)故障或TRT設(shè)備快速切斷裝置誤動作等原因，有時會造成干法除塵筒體壓力瞬時異常升高，引起筒體泄壓裝置動作。另外，若設(shè)施異常使空氣或氧氣進(jìn)入筒體，與煤氣混合達(dá)到爆炸極限范圍，氣體輸送過程異物摩擦等產(chǎn)生明火會導(dǎo)致爆燃。但這種極端情況發(fā)生的概率極小，僅僅在理論上作可能性推測。

1.2轉(zhuǎn)爐煤氣電除塵器泄爆現(xiàn)象的發(fā)生

轉(zhuǎn)爐煤氣電除塵工藝，是利用電除塵器內(nèi)部電場高壓放電進(jìn)行集塵。如果煉鋼冶煉吹氧量控制不當(dāng)、降罩操作不當(dāng)、儀控系統(tǒng)故障、集氣管路或者電除塵器殼體密封性不良等原因，使氧氣進(jìn)入電除塵器內(nèi)，形成爆炸性混合氣體，電除塵電場有時火花放電就會引發(fā)混合氣爆炸，致使筒體泄爆。這不僅影響正常生產(chǎn)，還可能造成安全事故。

下面，對高爐和轉(zhuǎn)爐煤氣除塵筒體幾種壓力釋放裝置及使用情況進(jìn)行介紹。

2.壓力釋放裝置的定義及種類

壓力釋放裝置是一種用來在壓力容器處于緊急或異常狀況時防止其內(nèi)部介質(zhì)壓力升高到超過預(yù)定最高壓力的裝置。分為重閉式和非重閉式壓力釋放裝置。根據(jù)作動形式和結(jié)果，也習(xí)慣將其分為“閥型”和“斷裂型”。重閉式壓力釋放裝置是一種在動作后再行關(guān)閉的壓力釋放裝置，分為：安全閥、直接載荷式安全閥、帶動力輔助裝置的安全閥、帶補(bǔ)充載荷的安全閥、先導(dǎo)式安全閥、真空安全閥。非重閉式壓力釋放裝置是一種在動作后保持開啟的壓力釋放裝置，分為：爆破片裝置、折斷銷裝置、彎折銷裝置、剪切銷裝置。

3.高爐全干法布袋除塵筒體泄壓安全裝置

3.1爆破片裝置

一般稱為泄爆膜、爆破片、防爆片、防爆膜、防爆板等，是一種斷裂型一次性的安全泄壓裝置。分為正拱形、反拱形、平板型三種形式，常用塑性金屬或者石墨制造。

3.1.1優(yōu)越性：爆破片安全裝置由爆破片和夾持器組成。密封嚴(yán)密，無泄漏，規(guī)格型號多，適應(yīng)性強(qiáng)，破裂速度高，慣性小，反應(yīng)迅速。具有結(jié)構(gòu)簡單、泄放能力強(qiáng)、便于維護(hù)和更換。

3.1.2存在不足：不能重復(fù)使用，易疲勞損壞。爆破值不能自身調(diào)試確定。由于存在加工誤差，膜片厚薄及壓力不易掌握，只能采取抽樣和爆破實驗來確定一個批次膜片的工作壓力范圍，而非定值。泄爆膜上部一般裝有閥蓋板，泄爆膜破裂、打飛閥蓋板、煤氣外泄等，會影響區(qū)域內(nèi)人員的安全。泄爆膜爆破時，筒體內(nèi)高爐煤氣與外界大氣直接聯(lián)通，必須立刻調(diào)整生產(chǎn)運行模式，對生產(chǎn)造成一定影響。

3.1.3應(yīng)用注意事項：需定期對爆破膜片和夾持器進(jìn)行檢查。爆破片及閥蓋外部應(yīng)設(shè)置防護(hù)網(wǎng)罩，防止泄爆膜碎片或閥蓋飛出造成人員傷害。

3.2直接載荷式安全閥

一種僅靠直接的機(jī)械加載裝置如重錘、杠桿加重錘或彈簧來克服由閥瓣下介質(zhì)壓力所產(chǎn)生作用力的安全閥。有的企業(yè)在高爐全干法布袋除塵筒體頂部安裝彈簧直接載荷式安全閥（也稱彈簧自閉式安全閥），取代泄爆膜。

3.2.1優(yōu)越性：只泄放超壓部分介質(zhì)，泄壓后能自動回座關(guān)閉。開啟壓力可調(diào)節(jié)，可重復(fù)動作，促進(jìn)生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定。

3.2.2存在不足：密封性較差，閥瓣與閥座受頻繁啟閉、腐蝕、煤氣中顆粒磨損的影響易發(fā)生泄漏。材料銹蝕易造成閥瓣與閥座黏結(jié)。由于彈簧慣性及結(jié)構(gòu)因素，閥瓣開啟有滯后現(xiàn)象，不能滿足快速泄壓要求。彈簧容易銹蝕老化，影響動作準(zhǔn)確性。

3.2.3應(yīng)用注意事項：應(yīng)由具備資質(zhì)的機(jī)構(gòu)定期校驗。由取得相應(yīng)資質(zhì)的人員和單位加強(qiáng)在線檢驗維保，應(yīng)無頻跳、振顫、卡阻等情況。設(shè)置位置及導(dǎo)出管應(yīng)便于點檢、保養(yǎng)、維修，并能保證安全。

4.轉(zhuǎn)爐電除塵筒體泄爆安全裝置

4.1彈簧自閉式泄爆閥

屬于直接載荷式安全閥的一種。泄爆閥主要應(yīng)用在轉(zhuǎn)爐電除塵筒體，筒體在負(fù)壓下運行。泄爆閥一般安裝在進(jìn)、出口位置。泄爆閥彈簧分為三級，一級彈簧預(yù)壓緊于閥蓋，高強(qiáng)度螺母可調(diào)節(jié)一級彈簧的預(yù)緊力，確定泄爆閥的開啟壓力。二級、三級彈簧起緩沖作用，并具備導(dǎo)向軸，確保動作軌跡可控。

4.1.1優(yōu)越性：泄爆面積大，泄壓效果好，可迅速泄放內(nèi)部爆燃壓力。

4.1.2存在不足：制作成本較高。受密封件為硅橡膠材質(zhì)的限制，此閥一般應(yīng)用于低于250℃工況，由于密封結(jié)合面銹蝕損壞會出現(xiàn)密封不嚴(yán)的情況。腐蝕性介質(zhì)會對密封效果產(chǎn)生副作用，彈簧部件等受到制造材料的限制，此類閥一般可滿足5-25KPa的開啟壓力，工作壓力低于20KPa。安裝尺寸和重量相對較大，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，適用范圍窄。一般情況運行可靠，個別時候存在泄爆后不復(fù)位的情況。

4.1.3應(yīng)用注意事項：泄爆閥露天設(shè)置易受酸性雨水或其他介質(zhì)侵蝕，應(yīng)加強(qiáng)維保。泄爆后應(yīng)立即檢查，確?；刈芊庑?。泄爆方向應(yīng)與周邊通道有效隔離，并明確有關(guān)安全通行規(guī)定。

5.結(jié)語

高爐及轉(zhuǎn)爐除塵器筒體釋壓安全裝置應(yīng)結(jié)合實際需要及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來選型和設(shè)置，并嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行檢查、維護(hù)、校驗和管理，為鋼鐵冶煉生產(chǎn)提供安全保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚燕生，袁根福，陳雪輝，馬玉平，李義新，解立勛.布袋除塵技術(shù)與裝備發(fā)展?fàn)顩r綜述[J]. 安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，06：67-69.

[2]楊群.淺談韶鋼8#高爐（3200m～3）煤氣全干法布袋除塵工程設(shè)計[J].廣東科技，2012，19：162-163.