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冷轧热镀锌退火炉氢气含量异常事件分析

添加时间:2016/10/31 8:23:53 浏览次数:1100

   热镀锌机组的炉子工艺段采用的卧式无氰化连续退火炉,该段由5个路段组成:预热段和无氢化炉、辐射管加热炉喷射冷却段、保温段、带热张紧辊的转向段。 
   预热段出口设明火烧嘴,用来完全燃烧未燃尽的煤气,为1个独立的燃烧控制区。NOF段设明火烧嘴,分成4个燃烧控制区;空气系数自动控制在0.9~0.98。 
废气从设在炉内带钢入口处的烟管排走,烟管内设气动压力挡板,炉子排烟温度在900℃左右,在换热器前设置了稀释风机和掺冷风控制阀,使换热器前的烟温保持在800℃以下,在热风管上设放散阀,以保持预热助燃空气的温度低于550℃。 
  热镀锌退火炉燃烧系统出现异常,需要减少供热,操作工关闭无氧化炉段的烧嘴,并对烧嘴的煤气管道开启氮气吹扫,以确保安全,同时该区的空气调节阀管到零位,以保持对烧嘴的保护性冷却,正常生产持续,期间退火炉控制系统显示保护气体成分、流量、炉内的氢含量都正常;但后来检测数据逐步降低,直至为零,现场发现烧嘴(郑州中威环保设备有限公司)火焰偏长,关闭的烧嘴区域在炉顶的空气总管在包扎薄弱处发红,一直延续到区域流量调节阀后,同时,排烟管道膨胀节发红,附近排烟管道因过度膨胀而弯曲,热换器处也异常膨胀。 
  烧嘴(13849187223)空燃比正常,开始煤气热值偏高,并与能源中心沟通,氢气消耗量超出正常的范围很多。 
为此,热镀锌开始停炉,开启事故状态的氢气吹扫,记录仪表显示保温段炉内氢气开始急剧上升,停炉吹扫后恢复,生产一切正常,退火炉各仪表显示正常。 

  通过对整个过程中的数据进行了查找、分析、并对现场情况逐一落实了解,初步分析如下: 
  1. 空气总管发红是回火引起。 
  2. 无氧化炉段氧含量异常是氢气引起的,大量的的氢气进入到烟气中,不但耗尽了炉内的氧气,同时不完全燃烧的进入烟道,炉口冷空气掺入后进一步燃烧,导致烟气及换热器系统异常。 
  3. 氢气是从非正常途径进入炉内,唯一的可能是氢气进入了氮气管道,因为退火炉监控的氢气管道流量一直都正常。 
  4. 氢气管道与氮气管道在能源中心和冷轧各有一个连接点,能源中心的连接点是在氮气净化环节,有一根氢气管进入氮气中,经低温催化燃烧但应,去除氮气中微量的氮,采用手动球阀开启,具备掺入过量氢气的可能。 
  当炉前氢气总管的氮气吹扫管上的两个手动阀全部被以外打开是事故发生的现象就都可以解释得通: 
  1. 高压的氢气与低压的吹扫用氮气管接通后,氢气进入吹扫氮气管,该氢气管在退火炉的氢气计算孔板前,因此该消耗不会在任何仪表上显示;吹扫用氮气正常情况下都是关闭的,因此,也不会干扰炉内气氛。 
  2. 当在无氧化炉段烧嘴关闭,开启吹扫氮气时就暴漏氢气代替氮气进入炉内后的异常现象,由于开启的吹扫流量不大,目的指示置换煤气,保持对烧嘴内煤气管的冷却,由于接入了高压的氢气,实际的流量要比这个值大,因管内原来有氮气,因此是开启一段时间后氢气才能进入炉内;由于空气调节阀关闭,阀后的管道压力较低,进入炉内的氢气,烟气混合物在浮力的作用下缓慢进入空气管道,并开始燃烧,由于有氮气的稀释作用,并没有引起爆炸,而只是导致空气管道发红。同时进入炉内的氢气逐步耗尽炉内的氧气,给操作工造成煤气热值偏高的假象。