崔寧 車(chē)雙平 高海波 王鵬軍 劉建峰 薛琨

摘 要：隨著轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法凈化回收系統(tǒng)在中國(guó)國(guó)內(nèi)的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了該系統(tǒng)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的研究步伐，使其快速全面、成熟發(fā)展，其研究成果已成功應(yīng)用于包括冶金、有色等行業(yè)的相關(guān)煙氣凈化回收處理系統(tǒng)中。中國(guó)重型院從90年代初開(kāi)始致力于轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法凈化回收系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)。文章對(duì)傳統(tǒng)凈煤氣切斷方式進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)U型水封的構(gòu)造進(jìn)行了詳細(xì)研究，并重點(diǎn)介紹了U型水封在干法系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，采用U型水封替代電動(dòng)蝶閥，配合眼鏡閥在轉(zhuǎn)爐煤氣一次除塵濕改干系統(tǒng)中的應(yīng)用，原理簡(jiǎn)單、操作便捷，極大提高了系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：安全；U型水封；轉(zhuǎn)爐煤氣；除塵系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：X757 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）10-0170-02

Abstract： With the wide application of the converter primary flue gas dry purification and recovery system in China， it has promoted the domestic research of the system technology and made it develop rapidly， comprehensively and maturely. The research results have been successfully applied to the relevant flue gas purification and recovery system including metallurgical， non-ferrous metals and other industries. Since the 90s， China Heavy Machinery Research Institute has been devoting itself to the research and development of a dry flue gas purification and recovery system for converter. Based on the analysis of the traditional cut off mode of clean gas， the structure of U-shaped water seal is studied in detail， and the application of U-shaped water seal in dry process system is introduced， and the U-shaped water seal is used to replace the electric butterfly valve. The application of eyeglass valve in converter gas primary dedusting and drying system is simple in principle， convenient in operation， and greatly improves the safety and stability of the system.

Keywords： safety； U-shaped water seal； converter gas； dust removal system； application

前言

轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法凈化回收系統(tǒng)相較傳統(tǒng)濕法工藝以其能耗更低、無(wú)二次污染、煤氣回收量及純度更高的優(yōu)點(diǎn)，已被行業(yè)認(rèn)定為轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收的主要方向。被凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣作為極具利用價(jià)值的產(chǎn)物，各大鋼廠(chǎng)一直對(duì)其回收量和純度高度關(guān)注，但轉(zhuǎn)爐煤氣富含的一氧化碳為劇毒氣體，如何防止煤氣外漏事故的發(fā)生就成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。結(jié)合多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，總結(jié)以往項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)近年來(lái)煤氣泄漏事故造成的嚴(yán)重后果，我們?cè)谵D(zhuǎn)爐一次煙氣干法凈化回收系統(tǒng)的回收側(cè)采用U型水封替代電動(dòng)蝶閥，配合眼鏡閥共同控制，在干法系統(tǒng)進(jìn)行檢修時(shí)，使煤氣柜與干法設(shè)備完全切斷，有效地避免了煤氣泄漏，保障了檢修和操作人員的人身安全。

1 傳統(tǒng)凈煤氣切斷方式

轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收系統(tǒng)中，以往采用電動(dòng)蝶閥配合眼鏡閥共同控制來(lái)切斷凈煤氣，如圖1所示。

轉(zhuǎn)爐干法系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，眼鏡閥和電動(dòng)蝶閥處于打開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)干法系統(tǒng)設(shè)備需要停爐檢修時(shí)，將電動(dòng)蝶閥和眼鏡閥同時(shí)關(guān)閉，防止煤氣柜中的凈煤氣倒流，發(fā)生煤氣中毒。

經(jīng)過(guò)近年來(lái)多個(gè)干法系統(tǒng)項(xiàng)目來(lái)看，電動(dòng)蝶閥在運(yùn)行過(guò)程中長(zhǎng)期處于打開(kāi)狀態(tài)，受煙氣和水氣侵蝕易出現(xiàn)閥芯密封圈磨損、閥桿和閥座損傷的現(xiàn)象，密封性變差，導(dǎo)致氣體泄漏，閥的動(dòng)作緩慢或不能正常換向等故障，給檢修工作帶來(lái)不便。

另外，電動(dòng)蝶閥結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，易發(fā)生故障，對(duì)維修工的要求較高，如維護(hù)不到位，存在較大安全隱患。

2 U型水封的構(gòu)造

U型水封的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

U型水封就是利用水將兩邊的氣體隔離開(kāi)的一種分隔方式。

當(dāng)需要切斷煤氣時(shí)，通過(guò)給水管給U型水封進(jìn)行注水，為了防止煤氣通過(guò)給水管倒串，設(shè)計(jì)的給水管采用水封形式來(lái)確?？煽康那袛嗝簹?。當(dāng)溢流管有水流出時(shí)，說(shuō)明U型水封中的水位已經(jīng)達(dá)到有效高度，此時(shí)關(guān)閉給水管上的閥門(mén)，打開(kāi)小流量給水管的閥門(mén)，進(jìn)行小流量補(bǔ)水，使溢流管處于連續(xù)溢流狀態(tài)，以此來(lái)保證U型水封中的水位高度，在溢流管的頂部開(kāi)有小孔，防止虹吸現(xiàn)象產(chǎn)生，致使水封中的水不停外流。

這樣，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行，煤氣需要回收時(shí)，只需打開(kāi)放水閥，待U型水封中的水流盡，即可形成通路，水封用水對(duì)水質(zhì)沒(méi)有特殊要求，使用工業(yè)凈水、凈環(huán)水或消防水均可，水封的供水和外排可接入鋼廠(chǎng)水系統(tǒng)大循環(huán)或直接采用干法煤氣冷缺水循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)水質(zhì)沒(méi)有污染和浪費(fèi)，可循環(huán)利用。

為了保證放水管和溢流管中不會(huì)有煤氣泄漏，在放水管、溢流管和U型水封之間增加臥式煤氣排水器，水封放水完畢時(shí)，排水器上部會(huì)留取1.5米到2米的水封高度，應(yīng)對(duì)干法系統(tǒng)中的煙氣壓力（干法系統(tǒng)總壓力不超過(guò)10kp），在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)起到隔斷管道中煤氣與外界大氣的作用，保證了水封安全性。

3 U型水封在干法系統(tǒng)中的應(yīng)用

根據(jù)《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》中，“水封裝在其它隔斷裝置之后并用時(shí)，才是可靠的隔斷裝置“的原則。在柳鋼、冀南鋼鐵等“濕“改“干“技改工程中，采用U型水封來(lái)替代電動(dòng)蝶閥，與眼鏡閥共同控制（如圖3）。

當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備需要檢修時(shí)，關(guān)閉眼鏡閥，向U型水封中注滿(mǎn)水，將煤氣柜與干法系統(tǒng)進(jìn)行隔離，起到“雙保險(xiǎn)”作用，更加有效的防止煤氣柜煤氣倒灌及外泄事故的發(fā)生。柳鋼在2014年一次性啟動(dòng)了6臺(tái)轉(zhuǎn)爐煙氣除塵系統(tǒng)改造升級(jí)項(xiàng)目，是目前國(guó)內(nèi)最大的轉(zhuǎn)爐煙氣除塵技術(shù)改造工程，由于改造過(guò)程中存在干法和濕法同時(shí)回收的情況，我們將U型水封加電動(dòng)眼鏡閥的雙保險(xiǎn)配置用于此項(xiàng)目中，該項(xiàng)目于2016年全部投運(yùn)，投運(yùn)至今系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定，未發(fā)生任何因煤氣泄漏造成的安全隱患，系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性得到了業(yè)主高度好評(píng)。

在柳鋼干法系統(tǒng)成功采用了U型水封后，河北冀南鋼鐵轉(zhuǎn)爐煤氣一次除塵系統(tǒng)工程中U型水封裝置再次得以成功運(yùn)用，與柳鋼項(xiàng)目所不同的是，柳鋼項(xiàng)目水封用水為廠(chǎng)內(nèi)大循環(huán)消防用水，而該項(xiàng)目水封用水完全采用了轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法凈化回收系統(tǒng)內(nèi)部煤氣冷卻自循環(huán)水系統(tǒng)，在柳鋼項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，水的二次利用價(jià)值得到了更好的體現(xiàn)。該項(xiàng)目于2017年成功投運(yùn)并運(yùn)行良好，業(yè)主同樣對(duì)系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性給予高度評(píng)價(jià)。

4 結(jié)束語(yǔ)

柳鋼及冀南鋼鐵項(xiàng)目采用U型水封加電動(dòng)眼鏡閥的雙保險(xiǎn)后杜絕了可能產(chǎn)生煤氣泄漏的問(wèn)題。有效的將凈煤氣進(jìn)行隔離，既保證了其它濕法系統(tǒng)的正常運(yùn)行，又不影響干法系統(tǒng)改造的施工，給系統(tǒng)改造工作提供了較好的條件。安全責(zé)任大于天，U型水封以其安全性高、維護(hù)簡(jiǎn)單、操作方便、故障率低、便于監(jiān)管的特點(diǎn)，必將在今后的此類(lèi)項(xiàng)目中得到更加廣泛的運(yùn)用。

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