張樹江 王培生 劉偉 高海生
（冀南鋼鐵集團)
摘 要：根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，煤粉制備、輸送與噴吹過程中可能產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸。在密閉生產(chǎn)設(shè)備中發(fā)生的煤粉爆炸事故，可能發(fā)展成為系統(tǒng)爆炸，摧毀整個煤粉噴吹系統(tǒng)，甚至危及高爐。噴吹缸體發(fā)紅，煤粉自燃溫度升高，如果遇氧氣接觸，極易造成噴吹系統(tǒng)爆炸，引發(fā)重大安全事故。本文通過對5#噴吹罐體局部溫度升高，煤粉自燃以至噴吹罐體局部發(fā)紅存在安全隱患。通過改變流化角度，消除了此項安全隱患，為企業(yè)健康發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：噴吹煤粉；罐體發(fā)紅；安全隱患
1 前言
煉鐵企業(yè)的高爐生產(chǎn)，燃料消耗占煉鐵成本的30-40%左右[1]。降低綜合燃料比是每個高爐操作者的追求，盡可能的多噴煤粉，提高置換比是降低生鐵成本的重要措施。
科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，高爐生產(chǎn)工藝不斷改善。降低煉鐵生產(chǎn)成本，采用噴吹價格相對較低的煤粉代替價格相對較高的焦炭發(fā)熱劑作用，實現(xiàn)高爐煉鐵的低成本生產(chǎn)。
高爐噴煤是由兩個系統(tǒng)組成。磨煤系統(tǒng)是為高爐噴煤生產(chǎn)煤粉。噴煤系統(tǒng)是為高爐噴煤輸送噴吹煤粉。均是密閉系統(tǒng)，當密閉系統(tǒng)中含氧量超過12%以上，煤粉溫度達到595℃時，易造成煤粉快速燃燒，發(fā)生爆炸。程度輕的使內(nèi)部溫度急升（＞900℃）燒壞設(shè)備。程度重的導(dǎo)致發(fā)生爆炸，損壞設(shè)備。造成工業(yè)建筑坍塌，人員傷亡。
根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，煤粉制備，輸送與噴吹過程中可能產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息。建筑物坍塌等事故。在密閉生產(chǎn)設(shè)備中發(fā)生的煤粉爆炸事故可能發(fā)展成為系統(tǒng)爆炸。摧毀整個煤粉噴吹系統(tǒng)，甚至危害高爐。拋射到密閉生產(chǎn)設(shè)備以外的煤粉可能導(dǎo)致二次粉塵爆炸和次生火災(zāi)，擴大事故危害。
2 生產(chǎn)過程
2.1 生產(chǎn)工藝
主區(qū)煉鐵廠采用單體罐交替噴吹工藝。磨機使用沈陽重型機械集團生產(chǎn)的MPF 212 H輥盤式磨煤機，每小時磨煤量55噸/小時左右。干法除塵受粉器，閉路自循環(huán)系統(tǒng)，單罐容積11m³，共有6個噴吹罐，供三座高爐生產(chǎn)。應(yīng)用罐底氮氣流化、補壓，壓縮空氣補氣，流化板隔離，經(jīng)噴吹管道送到高爐風口平臺煤粉分配器，過各個支管噴入高爐風口。
2.2 過程控制
2014年下半年在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)5#罐椎體中部有局部溫度升高現(xiàn)象，經(jīng)過觀察，溫度持續(xù)上升。已超過40℃以上（正常在30℃左右）。為保證生產(chǎn)安全。采取降溫措施，方法（一），用壓縮空氣吹到局部溫度升高部位，冷卻罐體外部，來降低溫度，在初期還可以控制溫度上升。維持一段時間生產(chǎn)后，溫度再有升高，發(fā)現(xiàn)罐體往上約1.6米椎體中部約有300* 400mm面積（見圖1）。出現(xiàn)發(fā)紅，溫度約有600℃左右。內(nèi)部如遇氧含量升高極易燃爆。嚴重影響生產(chǎn)安全，當時立即采取措施。（方法二），在椎體發(fā)紅部位外部噴水冷卻，可是錐體發(fā)紅部位溫度時有上升、下降波動，不穩(wěn)定。仍然對生產(chǎn)安全存在重大安全隱患。一旦煤粉溫度繼續(xù)上升，遇到氧氣極易造成爆炸事故。
圖1 發(fā)紅部位
2.3 分析原因，排除隱患
噴吹5#罐椎體中部，不間斷出現(xiàn)局部溫度升高波動、不穩(wěn)定，甚至發(fā)紅，存在重大安全隱患。積極組織相關(guān)人員研究解決方案，應(yīng)用流體力學(xué)原理和噴吹煤粉具有自燃的特殊性。認真分析得出：載體的流動速度受外力的作用方向的改變而改變。由此可見：噴吹5#罐椎體中部局部溫度升高發(fā)紅，是因為噴吹煤粉在噴吹罐內(nèi)，由于罐底不能均勻流化，罐內(nèi)煤粉走煤時，有局部煤粉滯留，引發(fā)煤粉自燃，使罐體溫度升高發(fā)紅。
為此：改變噴吹罐底流化入口角度，改善罐底流化效果，由原來的流化管位置（見圖2），調(diào)整其流化管入口角度（見圖3），使其在噴吹罐底，氮氣進入罐內(nèi)分散均勻，均勻流化。煤粉運動順暢，避免煤粉滯留現(xiàn)象，消除其安全隱患
圖2 改造前
圖3 改造后
2.4 改善效果
自2015年改變5#噴吹罐底流化入口角度以來，至今經(jīng)過長周期的跟蹤觀察，5#噴吹罐椎體中部沒有再次發(fā)現(xiàn)有溫度升高發(fā)紅現(xiàn)象。運行情況正常。徹底消除了因煤粉自燃燒紅噴吹罐體的重大安全隱患。為安全生產(chǎn)提供保障，為企業(yè)健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
3 結(jié)語
（1）、安全工作不能放松，勤排查，勤分析，早解決，把事故消除在萌芽狀態(tài)。
（2）、加強設(shè)備制作精度，嚴格控制施工質(zhì)量。
（3）、對特殊設(shè)備，加大監(jiān)管力度，出現(xiàn)問題，積極組織相關(guān)人員分析原因，應(yīng)用科學(xué)知識，技術(shù)改造，消除安全隱患。
此次罐體局部溫度升高發(fā)紅的現(xiàn)象，雖然不多見。但存在重大安全隱患，其危害十分嚴重，值得總結(jié)學(xué)習(xí)。
參考文獻
[1] 許滿興：《低燃料比高爐煉鐵的實施舉措》