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單座高爐生產(chǎn)狀態(tài)下煤氣系統(tǒng)的安全技術(shù)

作者:陳培鈺 劉振明 高金濤 李士琦  
評論: 更新日期:2012年03月16日
??? ② TRT的運行是高爐降低成本的有效措施[2],特別是干式除塵,單位產(chǎn)量鐵發(fā)電量比濕式除塵提高30%,經(jīng)濟效益、環(huán)保效益巨大。但隨著TRT的運行,煤氣系統(tǒng)也出現(xiàn)了一些問題。如TRT正常運行時,機組投運、并網(wǎng)、升功率過程中高爐頂壓由高爐側(cè)控制,這個過程需緩慢控制,當達到一定功率,同時透平發(fā)電機組靜葉開到一定角度后,高爐頂壓靠TRT靜葉調(diào)節(jié),高爐煤氣將不再通過調(diào)壓閥組,調(diào)壓閥組由自動改手動關(guān)閉。當TRT出現(xiàn)重大故障緊急停車時,TRT入口快切閥將在2s內(nèi)快速關(guān)閉,透平發(fā)電機組旁通快切閥快速打開,將替代靜葉和調(diào)壓閥組來調(diào)節(jié)高爐頂壓,調(diào)壓閥組由手動改自動逐漸打開,再關(guān)閉TRT旁通快切閥。當TRT旁通快切閥打不開,調(diào)壓閥組打開速度較慢(調(diào)節(jié)閥從關(guān)閉到打開需90s),高爐煤氣將無處可去,干式除塵系統(tǒng)、荒煤氣管網(wǎng)、爐頂壓力將迅速升高,當壓力升高到高爐爐頂放散壓力時,高爐爐頂放散閥被強制打開,高爐被迫緊急休風或損壞爐頂設(shè)備、干式除塵設(shè)備。這種現(xiàn)象在我國高爐生產(chǎn)中已出現(xiàn)多次。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,我們在TRT入口快切閥前、煤氣干式除塵系統(tǒng)進、出口各增加了1個DN350mm的安全閥,放散壓力為195kPa,略高于爐頂壓力。當TRT旁通快切閥出現(xiàn)事故時,安全閥先開啟,放散一部分煤氣,隨著調(diào)壓閥組的打開,煤氣管網(wǎng)恢復(fù)正常。我廠自安裝了這3個安全閥后,安全閥已啟動了幾次,有效地保護了高爐生產(chǎn)。
??? ③ 采用高爐煤氣干式除塵技術(shù)[3],凈煤氣冷凝水中的氯離子含量顯著升高。這主要是由于高爐原料、燃料中的氯化物,在高爐冶煉過程中形成HCl。當煤氣溫度達到露點時,氣態(tài)HCl與冷凝水結(jié)合,形成酸性水溶液而引起酸腐蝕,對煤氣管道和不銹鋼波紋管補償器產(chǎn)生點腐蝕、應(yīng)力腐蝕和局部腐蝕。高爐煤氣中富含的氯離子、硫酸根離子等形成的復(fù)合產(chǎn)物對不銹鋼、碳素鋼等腐蝕嚴重,造成高爐煤氣管網(wǎng)、設(shè)備損壞。突出反映在管道補償器上相繼出現(xiàn)不銹鋼波紋管嚴重點腐蝕穿孔、波紋管與接管環(huán)焊縫開裂、補償器內(nèi)襯導(dǎo)流筒凸流道處沖蝕等重大隱患,造成在煤氣系統(tǒng)上廣泛應(yīng)用的波紋管補償器大量失效和損壞,嚴重影響了高爐的穩(wěn)定運行和煤氣正常輸送。同時,補償器泄漏后極易造成人員煤氣中毒和煤氣燃爆,引發(fā)安全事故。受酸性腐蝕影響,原使用的補償器平均壽命不足8個月。根據(jù)點腐蝕的防止措施,可適當提高材質(zhì)中Cr含量,當其提高到25%以上時能顯著改善抗點蝕能力。還可提高材質(zhì)的純凈度,降低碳和有害元素的含量。為了抑制煤氣管道系統(tǒng)的異常腐蝕,我們對煤氣管道波紋管補償器的腐蝕機理進行了分析研究,對不銹鋼波紋管補償器材質(zhì)、結(jié)構(gòu)進行了改進,選取相應(yīng)的金屬材料制作波紋管來直接抵御腐蝕,如采用耐酸性的254SMo、800、825等不銹鋼材質(zhì)。這里只介紹254SMo材質(zhì),其化學(xué)成分見表1。
表1 254SMo化學(xué)成分

?

成分
C
Mn
P
S
Si
質(zhì)量分數(shù)/%
≤0.02
≤1.00
≤0.03
≤0.01
≤0.80
成分
Cr
Ni
Mo
N
Cu
質(zhì)量分數(shù)
/%
19.50~20.50
17.50~18.50
6.00~
6.50
0.18~
0.22
0.50~
1.00
??? 由表1可以看出,254SMo不銹鋼是一種含碳量極低的高鉬含氮奧氏體不銹鋼,此鋼突出的特點是在氯化物環(huán)境中具有優(yōu)異的耐腐蝕性,包括耐點腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕和一般腐蝕的性能,同時在很多還原性酸介質(zhì)中耐腐蝕性也很好。Cu的添加改善了該材料在某些酸中的耐腐蝕性能。此外,由于它較高的鎳、鉻含量,使其具有良好的抗應(yīng)力腐蝕破裂性能。實際上,研制254SMo的出發(fā)點就是提供一種不太昂貴的選擇,替代某些場所使用的鎳基合金或鈦材。波紋管補償器材質(zhì)由奧氏體不銹鋼316L改進為耐氯離子腐蝕的不銹鋼254SMo,提高了材質(zhì)的抗酸腐蝕性能。還可以在煤氣管道內(nèi)壁噴涂防腐涂料,使金屬管道與酸性腐蝕介質(zhì)隔離,抑制管道異常腐蝕[4]。
參考文獻:
[1] 張殿有.高爐冶煉操作技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2006.
[2] 吳洪亮,劉坤.鋼鐵企業(yè)煤氣高效利用技術(shù)的探討[J].煤氣與熱力,2007,27(4):35-37.
[3] 郭亮,鄧茂忠,蔡富良.煤氣全干式除塵技術(shù)在大型高爐的應(yīng)用[J].煤氣與熱力,2010,30(4):B15-B17.
[4] 車立新,段常貴.埋地鋼質(zhì)管道應(yīng)力腐蝕開裂及其預(yù)防[J].煤氣與熱力,2006,26(10):1-4.
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