焦化烟道爆裂事故原因分析及本质安全解决方案！

焦化烟道爆裂事故原因分析及本质安全解决方案！篮坛大流氓 一、烟道爆裂事故经过 2020年9月8日9时10分许，襄汾宏源焦化有限公司烟气脱硫风机突发停机异常，现场2名职工在巡查过程中因烟道爆裂受伤，送往医院后经抢救无效死亡。 二、初步原因分析：

一、烟道爆裂事故经过

2020年9月8日9时10分许，襄汾宏源焦化有限公司烟气脱硫风机突发停机异常，现场2名职工在巡查过程中因烟道爆裂受伤，送往医院后经抢救无效死亡。

二、初步原因分析：

经初步分析，因不明原因导致风机停机，焦炉加热煤气系统中的助燃空气无法正常供给，加热煤气不能充分燃烧，致使废气中含有一定量的氢气、一氧化碳等易燃易爆介质，在风机停运后采取的打开烟道翻板等过程中，有空气串入废气系统，发生爆燃事故，事故具体原因正在调查之中。

三、烟道爆炸因素汇总：

1、因翻板有气开式、气闭式两种，安装时不一致，煤气翻板在停风时处在全开状态，烟道吸力翻板在停风时处全关状态，在生产中如遇突然停电或停风，会使煤气量因煤气翻板全开而过大，空气量因烟道吸力翻板全关而过小，致使煤气无法完全燃烧，大量溢出。

2、自动换向时，出现换向故障，煤气、废气换向次序错误。如：煤气未换，就换废气。使煤气短路抽入烟道。

3、手动换向时，操作工换错向位。如:交换机内显示换向的废气坨标尺与煤气坨正反向两座焦炉显示不一致，一炉正向时煤气坨、废气坨同在上方，另一炉则显示一上一下。手动换向时易造成失误。

4、倒焦炉煤气时，开关焦炉煤气加减转芯出现错误。如：在打开下降转芯时误打开了上升转芯。

5、炭化室炉墙串漏，炉体损坏严重。致使炭化室荒煤气进入燃烧系统经蓄热室进入烟道。

6、加热制度不合理，煤气量使用过大，吸力过小，煤气未完全燃烧。

7、烟道吸力或煤气流量执行器出现问题，造成在使用自动调节时，煤气流量或烟道吸力波动过大。使煤气燃烧不正常，多余煤气进入烟道。

8、煤气设备、废气设备故障。如：煤气、废气行程拉断、煤气行程不正，中间位偏离较大。行程极限故障等，都使煤气燃烧不正常从而进人到烟道。

四 、脱硫脱硝装置事故状态下保障焦炉安全生产的措施

摘要

文章针对焦炉脱硫脱硝装置在运行过程中发生故障后, 如何确保焦炉的安全生产问题进行了探讨。提出了在脱硫脱硝发生故障的情况下, 保障焦炉安全生产的措施。

控制焦炉烟道气SO2 和NOx 达标排放成为业内人士的共同任务。对于原有焦炉, 增设焦炉烟道气脱硫脱硝装置完成上述任务成为一个重要途径。目前, 无论采取哪种脱硫脱硝工艺, 都要在烟道上开孔、增加引风机抽出烟气后进行处理。脱硫脱硝装置增加的引风机会对烟道吸力造成一定的影响。烟道吸力是确保焦炉安全生产的一个重要参数, 在脱硫脱硝运行过程中, 势必要确保焦炉烟道吸力的稳定。只有烟道吸力稳定, 才能保证焦炉加热交换压力制度的稳定, 确保焦炉安全生产。同时, 如何确保脱硫脱硝事故状态下焦炉的安全生产, 也是业界人士共同关心的一个问题。

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焦炉烟道气脱硫脱硝装置与焦炉生产

焦炉烟道气脱硫脱硝装置的作用是将焦炉烟道气中的SO2 和NOx 含量降至国家环保政策规定的标准后排放, 实现途径是通过引风机将烟道气从烟道中抽出, 经过单元设备处理后再排放。在引风机抽出烟道气的过程中, 不仅要在烟道上开孔, 还要在引风口与烟囱之间增设切断阀, 以利于烟气的抽出。在抽出过程中, 要在引风口设置调节阀, 用于调节分烟道吸力, 还要增加分烟道吸力的报警与联锁, 以保证焦炉加热交换系统的压力制度。增加脱硫脱硝装置后, 焦炉烟气引出点和分烟道吸力需要通过计算得出。某焦炉采用焦炉煤气加热时的压力设定值如下。

(1) 分烟道吸力:

正常值-231Pa;

报警值-181Pa;

联锁值-161Pa;

联锁动作: 交换机关闭煤气并通知脱硫脱硝系统。

(2) 总烟道吸力:

总烟道废气引出点吸力( 焦炉煤气加热) -257Pa ( 可调) ,T=200~230℃;

烟囱根部吸力-350Pa ( 可调) 。

处理后的烟道气放散有两种途径: 一是回到焦炉烟囱( 砌体) 后排放; 二是直接通过新的烟囱( 钢制) 排放。无论采用哪种排放方式, 在脱硫脱硝事故状态下势必对焦炉生产造成影响, 尤其是突发事故产生的影响不可估量。通过生产实践证明, 焦炉烟囱热备是一项保证焦炉安全生产的有效措施。

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烟囱热备的注意事项

烟囱内的热烟气密度小于外界大气密度, 在大气压力和密度差推动下烟囱根部形成负压, 即所谓的吸力。烟囱根部的吸力通过总、分烟道进一步传导到焦炉内部, 从而形成焦炉加热煤气及废气的流动。

烟囱热备的目的是使烟囱根部形成正常生产时的吸力, 即提前将热烟气供给烟囱。供给的热烟气可以是空气或者其他废气, 其物性参数必须与焦炉正常生产时的废气物性参数几乎一致。即烟囱热备使其具备正常生产时的吸力。

目前有些焦化厂脱硫脱硝后烟气排放采用钢烟囱替代焦炉原有烟囱。厂内配备两路电源供电, 脱硫脱硝风机一开一备, 来保证焦炉的稳定生产。但在全厂停电等极端事故状况下, 钢烟囱因吸力不足无法维持焦炉加热交换系统的压力制度, 极易引发焦炉重大安全事故。经历过停电等极端事故的焦化厂, 都会恢复焦炉烟囱的热备作用, 由此可见焦炉烟囱热备对于焦炉安全生产的重要性, 热备烟囱根部吸力一般控制在-350~-600Pa, 方能保证该焦炉的稳定生产。

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脱硫脱硝突发事故状态下的技术措施

即使烟囱热备具有足够吸力, 突发事故时脱硫脱硝装置停机和烟气切换都不可能瞬间完成。突发事故是不可预期的, 因此, 需要考虑可行的技术措施来保证突发事故时焦炉生产的稳定性。在烟囱热备的情况下, 可以通过如下途径解决。

(1) 设置自动升降闸板

在烟囱和取风口之间增设闸板, 专门供脱硫脱硝装置使用。该闸板应与脱硫脱硝装置风机进行联锁控制, 并且能实现自动操作。脱硫脱硝装置运行时, 该闸板放下, 切断气流通道, 烟气由引风口引出。当脱硫脱硝装置的风机停止运行时, 该闸板自动提起, 烟气通过烟囱排入大气。

经过多年脱硫脱硝生产实践, 总烟道闸板已逐渐取代烟道翻板。因翻板转动过程中容易受到卡阻, 在事故状态下不能及时被打开, 给焦炉安全生产造成严重隐患。在故障或停电时, 设置自动升降闸板为安全生产提供重要保障。即便是旧厂改造项目, 也应增设总烟道闸板。

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(2) 脱硫脱硝装置与焦炉中控室的联锁

脱硫脱硝装置作为一个独立的单元设备, 与焦炉生产紧密相关, 所以必须与焦炉中控室建立联系、进行通讯, 同时设置必要的联锁控制。例如: 脱硫脱硝装置的运行状态应在焦炉中控室显示。若焦炉脱硫脱硝装置发生故障, 且烟道闸板不能及时打开, 此时应该停止加热交换系统的煤气供入, 并设置联锁控制, 如联锁控制不当, 将导致严重事故。

有效的联锁控制如下: 脱硫脱硝故障时, 分烟道吸力不足达到联锁值并持续15s(10~20s 可调) , 联锁液压交换机关闭煤气, 提起总烟道闸板, 关闭总烟道与脱硫脱硝系统切断阀, 并发报警信号给脱硫脱硝系统, 此时废气系统的吸力通过分、总烟道翻板进行调节。此种情况下, 脱硫脱硝系统被短路在焦炉系统之外, 待脱硫脱硝系统故障排除后, 再手动恢复。

(3) 液压交换机须设有蓄能器

在脱硫脱硝装置故障且烟道闸板不能及时打开的情况下, 须联锁液压交换机关闭加热煤气, 保证焦炉生产安全。若是在全厂停电等特殊情况下, 液压交换机的启动须由蓄能器完成。在旧焦炉上配备液压交换机蓄能器是非常必要的, 以保证特殊情况液压交换机能正常动作。

蓄能器需满足完成一次煤气、空气及废气交换的能力, 即满足两个油缸往复一次的能力。

(4) 企业应制定突发事故应急预案和操作流程

企业应根据自身的特点制定突发事故的应急预案和操作流程, 并定期对相关人员进行培训和考核, 以应对生产时发生的各种突发事件, 保证安全生产。

结语

脱硫脱硝是实现焦炉烟道气达标排放的一个有效途径, 其稳定运行直接关系到焦炉的安全生产。在具体生产操作时, 应将脱硫脱硝装置作为焦炉生产操作的一个子系统考虑。可采用如下措施确保焦炉的安全生产:

(1) 脱硫脱硝装置与焦炉中控室建立通讯并设置必要的联锁控制;

(2) 采用烟囱热备的方式进行烟气排放;

(3) 液压交换机应设有蓄能器。