论转煤回收中一次除尘风机后CO浓度联锁的不必性

论九钢转炉煤气回收一次除尘风机后CO浓度联锁的不必性——动力厂安环科欧青一、摘要：在煤气回收柜的风险控制中，为了避免煤气柜内形成的煤气达到爆炸极限，通常会对入口煤气成分进行控制，日常采用最多的方法为入口煤气成分联锁控制，主要的控制对象为回收气体中的氧气浓度和CO浓度。当入口煤气成分不达标时，气柜入口自动关闭，不合格煤气进行自动放散，能有效降低气柜爆炸的风险。联锁分布选取的地点通常为一次除尘风机后以及气柜入口两处。九钢动力厂经过实际观察和论证得出，一次除尘风机后增加CO浓度联锁缺乏实际必要性，不属于需要强制执行的安全技术控制措施，企业转炉煤气回收系统可根据实际需要选择是否投入该联锁控制。二、关键词：转炉煤气回收入口CO浓度工艺联锁三、引言：转炉煤气属于易燃、易爆、有毒的危险化学品，粗煤气中CO浓度可达最高可达80%。从炼钢出来的转炉煤气，经过一次除尘净化后回收进入气柜，在气柜内混合均匀后经电除尘二次除尘后合格后输送到用户端，煤气回收过程中存在煤气泄漏中毒、煤气起火爆炸等多种安全风险。为控制风险，企业单位多将煤气柜列为重大风险源加以监管，其中重点预防的为气柜爆炸该重大风险。四、现状描述：九钢动力厂目前有橡胶膜密封型干式转炉煤气回收柜两座，一个容积为八万M3，一个为五万M3，在满柜状态下，其储存的煤气量均超过了国家《危险化学品重大危险源辨识》规定的煤气临界量（20T），属于重大危险源。新区八万转煤回收柜于2009年1月16日正式投产。为控制风险，九钢公司内部将其列为A级风险实行四级管控，并从工艺技术、设备设施、安全管理等多个方面实行管控。2015年1月份，九钢公司组织专项工艺联锁检查发现，动力厂新区一次除尘煤气回收画面共有11个煤气回收条件：1）烟罩下降到位；2）O2浓度＜2%；3）CO浓度＞35%（联锁未投）；4）风机出口烟温＜90℃；5）三通阀放散到位；6）水封逆止阀关闭到位；7）水封逆止阀水位正常（＞650mm）；8）风机转速允许；9）吹炼开始；10）系统远程控制；11）风机出口压力＜6Kpa。其中，CO浓度＞35%的工艺联锁未投入，并要求九钢动力厂限期整改。然而，九钢动力厂经过实际观察和具体论证，认为该工艺联锁投入缺乏必要支撑和实际意义。五、主要论证依据（一）无法律法规支撑：1986年4月29日，中国冶金技术研究所下发了《工业企业煤气安全操作规程》，由于该规程中没有规定转炉煤气的生产、回收与净化相关过程安全规定，在转炉煤气的安全管理上，一直沿用原中国冶金工业部颁发的《转炉煤气回收规程》。其中，对回收煤气的要求为“回收煤气中O2含量≤2%，CO含量≥35%”。随着1998年，中国冶金工业部撤消，2005年，国家安全生产监督管理局对《工业企业煤气安全操作规程》进行了重新修订，增加了第5章，有关转炉煤气生产中的安全要求。其中第5.6.2.2条规定明确规定：“转炉煤气回收设施应设充氮装置及微氧量和一氧化碳含量的连续测定装置。当煤气含氧量超过2%或煤气柜位高度达到上限时应停止回收”，通篇已无对转煤进口“CO”浓度的要求，此条规定已被撤消。（二）九钢转煤回收柜该联锁未投安全运行现状：目前动力厂新老区回收柜煤气进口含O2量控制在2%以内，长期以来，新老区回收柜内O2和CO含量稳定，其中O2浓度在0.4%以内，CO浓度控制在39.6%-40%之间，能确保安全稳定运行。（三）公司要求投入该联锁的目的阐述：转炉煤气回收过程中最大的风险是气柜内形成爆炸气体，遇明火造成气柜爆炸。公司安环部要求动力厂投入该联锁，也正是基于这点。事实上，转炉回收煤气爆炸的特定条件有三个，一是煤气与空气在一定的比例范围内混合，形成爆炸条件；二是煤气和空气必须在燃点下（600-700度）与空气混合，如在燃点以上混合遇到明火，则会立即燃烧而不会形成爆炸性气体；三是必须有火种存在，三者缺一不可。在一般情况下，预防转炉煤气爆炸可通过控制以上方面来实施。然而，转炉煤气回收恰恰是为了回收利用煤气，因此不能通过控制有限空间内CO浓度的大小来预防爆炸性气体的形成（即投入风机后CO联锁无效果），而只能通过控制气柜内空气含量，也就是气柜内的含氧量来控制爆炸气体的形成。转炉煤气的爆炸极限为18.2%-83.2%，爆炸极限下的氧含量浓度范围为3.53%-17.18%。（计算方法：根据爆炸极限范围规定，当1个M3转炉煤气中混入了81.8%-16.8%体积的空气时，即可形成爆炸极限气体，这两种情况下的含氧量分别为17.18%（81.8%*21）、3.53%（16.8%*21）。目前国家规定转炉煤气回收的含氧量不得超过2%，动力厂回收后气柜内的氧含量浓度一直控制在0.4%，远远低于爆炸极限要求。（四）兄弟单位该联锁投入情况：方大特钢一次除尘风机后CO浓度含量联锁设定在10%，安源钢铁CO浓度含量未投入联锁，但都能安全运行。（五）联锁投入实验情况：1月28-30日，动力厂对老区回收站进行了风机后CO浓度为10%的联锁投入实验，实验发现，更改前后回收柜内的煤气浓度仍在日常范围内，气柜内氧气浓度无变化，对安全风险没有带来任何改变。如下表（红色字体为实验期间的数据）。老区回收站1月261月271月281月291月301月312月12月22月3CO4039.84039.639.839.639.839.839.6O20.40.40.40.40.40.40.40.40.4（六）风机后CO浓度含量联锁设定在10%时的生产损失情况：投入联锁实验期间，老区转炉煤气回收率由125立方/吨下降到108立方/吨，每天少收煤气约25.5万立方米（影响发电11.4万度），造成公司发电损失。六、综合结论通过以上论证，可得出：转炉煤气回收一次除尘风机后CO浓度联锁没有投入的必要。由于在日常情况下，气柜周边的温度不可能会达到600-700度的燃点温度，因此，预防转炉煤气柜内形成爆炸性气体，最主要的必须控制气柜内的含氧量，并严格控制明火的产生。由于现在动力厂在气柜回收过程中对回收的煤气中含氧量有两道识别控制程序（风机后氧分析仪，超过2%三通阀自动关闭，切断进入气柜的煤气管道，通过放散塔自行放散；气柜前入口氧分析仪，超过2%气柜进口关闭，