脫硫脫硝裝置事故狀態下保障焦爐安全生產的措施

冶金焦化

2021年6月3日 13:15

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摘要

文章針對焦爐脫硫脫硝裝置在運行過程中發生故障后, 如何確保焦爐的安全生產問題進行了探討。提出了在脫硫脫硝發生故障的情況下, 保障焦爐安全生產的措施。

控制焦爐煙道氣SO2和NOx達標排放成為業內人士的共同任務。對于原有焦爐, 增設焦爐煙道氣脫硫脫硝裝置完成上述任務成為一個重要途徑。目前, 無論采取哪種脫硫脫硝工藝, 都要在煙道上開孔、增加引風機抽出煙氣后進行處理。脫硫脫硝裝置增加的引風機會對煙道吸力造成一定的影響。煙道吸力是確保焦爐安全生產的一個重要參數, 在脫硫脫硝運行過程中,勢必要確保焦爐煙道吸力的穩定。只有煙道吸力穩定, 才能保證焦爐加熱交換壓力制度的穩定,確保焦爐安全生產。同時, 如何確保脫硫脫硝事故狀態下焦爐的安全生產, 也是業界人士共同關心的一個問題。

焦爐煙道氣脫硫脫硝裝置與焦爐生產

焦爐煙道氣脫硫脫硝裝置的作用是將焦爐煙道氣中的SO2和NOx含量降至國家環保政策規定的標準后排放, 實現途徑是通過引風機將煙道氣從煙道中抽出, 經過單元設備處理后再排放。在引風機抽出煙道氣的過程中, 不僅要在煙道上開孔, 還要在引風口與煙囪之間增設切斷閥, 以利于煙氣的抽出。在抽出過程中, 要在引風口設置調節閥, 用于調節分煙道吸力, 還要增加分煙道吸力的報警與聯鎖, 以保證焦爐加熱交換系統的壓力制度。增加脫硫脫硝裝置后, 焦爐煙氣引出點和分煙道吸力需要通過計算得出。某焦爐采用焦爐煤氣加熱時的壓力設定值如下。

(1) 分煙道吸力:

正常值-231Pa;

報警值-181Pa;

聯鎖值-161Pa;

聯鎖動作:交換機關閉煤氣并通知脫硫脫硝系統。

(2) 總煙道吸力:

總煙道廢氣引出點吸力 (焦爐煤氣加熱) -257Pa (可調) ,T=200~230℃;

煙囪根部吸力-350Pa (可調) 。

處理后的煙道氣放散有兩種途徑:一是回到焦爐煙囪 (砌體) 后排放;二是直接通過新的煙囪 (鋼制) 排放。無論采用哪種排放方式, 在脫硫脫硝事故狀態下勢必對焦爐生產造成影響, 尤其是突發事故產生的影響不可估量。通過生產實踐證明, 焦爐煙囪熱備是一項保證焦爐安全生產的有效措施。

煙囪熱備的注意事項

煙囪內的熱煙氣密度小于外界大氣密度, 在大氣壓力和密度差推動下煙囪根部形成負壓,即所謂的吸力。煙囪根部的吸力通過總、分煙道進一步傳導到焦爐內部, 從而形成焦爐加熱煤氣及廢氣的流動。

煙囪熱備的目的是使煙囪根部形成正常生產時的吸力,即提前將熱煙氣供給煙囪。供給的熱煙氣可以是空氣或者其他廢氣, 其物性參數必須與焦爐正常生產時的廢氣物性參數幾乎一致。即煙囪熱備使其具備正常生產時的吸力。

目前有些焦化廠脫硫脫硝后煙氣排放采用鋼煙囪替代焦爐原有煙囪。廠內配備兩路電源供電, 脫硫脫硝風機一開一備, 來保證焦爐的穩定生產。但在全廠停電等極端事故狀況下, 鋼煙囪因吸力不足無法維持焦爐加熱交換系統的壓力制度, 極易引發焦爐重大安全事故。經歷過停電等極端事故的焦化廠, 都會恢復焦爐煙囪的熱備作用, 由此可見焦爐煙囪熱備對于焦爐安全生產的重要性, 熱備煙囪根部吸力一般控制在-350~-600Pa,方能保證該焦爐的穩定生產。

脫硫脫硝突發事故狀態下的技術措施

即使煙囪熱備具有足夠吸力, 突發事故時脫硫脫硝裝置停機和煙氣切換都不可能瞬間完成。突發事故是不可預期的, 因此, 需要考慮可行的技術措施來保證突發事故時焦爐生產的穩定性。在煙囪熱備的情況下, 可以通過如下途徑解決。

(1) 設置自動升降閘板

在煙囪和取風口之間增設閘板, 專門供脫硫脫硝裝置使用。該閘板應與脫硫脫硝裝置風機進行聯鎖控制, 并且能實現自動操作。脫硫脫硝裝置運行時, 該閘板放下, 切斷氣流通道, 煙氣由引風口引出。當脫硫脫硝裝置的風機停止運行時, 該閘板自動提起, 煙氣通過煙囪排入大氣。

經過多年脫硫脫硝生產實踐, 總煙道閘板已逐漸取代煙道翻板。因翻板轉動過程中容易受到卡阻, 在事故狀態下不能及時被打開, 給焦爐安全生產造成嚴重隱患。在故障或停電時, 設置自動升降閘板為安全生產提供重要保障。即便是舊廠改造項目, 也應增設總煙道閘板。

(2) 脫硫脫硝裝置與焦爐中控室的聯鎖

脫硫脫硝裝置作為一個獨立的單元設備, 與焦爐生產緊密相關, 所以必須與焦爐中控室建立聯系、進行通訊, 同時設置必要的聯鎖控制。例如:脫硫脫硝裝置的運行狀態應在焦爐中控室顯示。若焦爐脫硫脫硝裝置發生故障, 且煙道閘板不能及時打開, 此時應該停止加熱交換系統的煤氣供入, 并設置聯鎖控制, 如聯鎖控制不當, 將導致嚴重事故。

有效的聯鎖控制如下:脫硫脫硝故障時, 分煙道吸力不足達到聯鎖值并持續15s(10~20s可調) , 聯鎖液壓交換機關閉煤氣, 提起總煙道閘板, 關閉總煙道與脫硫脫硝系統切斷閥, 并發報警信號給脫硫脫硝系統, 此時廢氣系統的吸力通過分、總煙道翻板進行調節。此種情況下,脫硫脫硝系統被短路在焦爐系統之外, 待脫硫脫硝系統故障排除后, 再手動恢復。