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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。

一、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。

二、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。

三、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。

(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。

四、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。

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