210t转炉一次除尘风机爆炸原因及对策

210t转炉一次除尘风机爆炸原因及对策
胡俊勇;邓惠荣
【摘要】@@ 1 事故经过rn2010年7月23日23:12左右,炼钢厂1#转炉风机由500 r/min升至1 100 r/min,准备冶炼.23:19左右,炉前开始下氧枪吹炼,供O2压力1.1 Mpa,流量25 000 m3/h,机前压力-14 kPa,风机其他运行正常,吹炼至23:21时,操作工从电脑画面上突然发现,风机电流从167.2 A变为232.5
A,CO:17.8%→16.1%→14.3%,O2:3.2%→10%(满量程),机前吸力由15.1 kPa上升至17.9 kPa,入口温度:65℃.
【期刊名称】《工业安全与环保》
【年(卷),期】2011(037)003
【总页数】1页(P64)
【作者】胡俊勇;邓惠荣
【作者单位】新余钢铁集团公司安环处,江西新余,338000;新余钢铁集团公司安环处,江西新余,338000
【正文语种】中文
2010年7月23日23：12左右,炼钢厂1#转炉风机由500 r/min升至1 100
r/min,准备冶炼。

23：19左右,炉前开始下氧枪吹炼,供O2压力1.1 MPa,流量25 000 m3/h,机前压力-14 kPa,风机其他运行正常,吹炼至23：21时,操作工从电脑画面上突然发现,风机电流从167.2 A变为232.5 A,CO：17.8% →16.1%
→14.3%,O2：3.2%→10%（满量程）,机前吸力由15.1 kPa上升至17.9 kPa,入
口温度：65℃。

值班工长立即用对讲机通知炉前紧急提枪停止吹炼,降低风机转速由1 100 r/min 设定下降为500 r/min操作。

同时到机房察看情况,发现机前管道防爆阀处有呼呼气流声,判断防爆膜已破裂。

此时机后及机房传来3声爆炸声,并且发现风机房西侧燃起大火,动力电源、信号完全消失,于是组织操作人员撤离操作室,并用对讲机向厂调、煤气调度、12万m3气柜、总调报告,并申请应急操作。

值班工长与当班班长对1#“U”型水封注水,关闭出口DN2800蝶阀等。

此次爆炸,造成1#风机前、后管道破裂,防爆阀打开,风机机盖变形,水封逆止阀东侧端板崩破,轴下端板坠落至地面,动力电缆、控制电缆过火,炼钢厂停产43 h的事故。

（事后查看机前防爆阀,发现防爆膜已吸入机后煤气管道中。

）
经数据查询和咨询专家,发现这是炼钢行业前所未有的事故类型。

3.1 直接原因
（1）因1#风机机前防爆阀防爆片突然破裂,被吸入风机管内,造成大量空气吸入一次除尘管道内,与管道内煤气形成混合性爆炸气体,当时CO体积分数为17.8%,O2体积分数＞10%,而转炉煤气爆炸极限为12.4%～74%,遇放散塔明火引发爆炸。

（2）风机紧急降速,当气体扩散速度小于转炉煤气燃烧速度时,会引发回火爆炸,导致水封逆止阀东侧端盖破坏。

（3）因水封逆止阀破坏,总管煤气倒流又造成火灾,导致电缆过火。

3.2 间接原因
（1）防爆膜在运行过程中突然破裂。

机前防爆膜采用铝质0.85 mm厚的铝片,防爆膜有效通径为DN1 000 mm。

本系统煤气风机房起爆压力设计为0.05 MPa,通径：1 000 mm。

铝质材料剪切强度为600 kg/cm2。

按《氧气转炉烟气净化及回收设计参数资料》计算值选材0.5 mm铝材即可。

但
在转炉一次除尘中,由于安装、更换过程中易划伤,而且机前负压系统受震动、温度
影响,工厂设计选材一般2倍的系数。

防止在未爆炸前防爆片的划槽地方已经漏气,反而造成操作的不安全。

按说0.85 mm能满足在目前工艺的要求,那为什么会被吸入风机内呢?由于防爆膜
残片被风机叶轮完全破坏,难以查出如何破的当时状态,但可以分析有几种可能：①
安装过程中,未仔细检查铝片是否有缺陷,如：凹坑、划伤、夹层、裂缝等材料因素,经过长期使用,由于负压、温度的变化,造成瞬时破坏。

②铝片在安装过程中,被机具划伤,造成有效厚度近于计算度值,长时间使用后,不能有效抗压。

③由于震动,即风机本体运行时产生的震动及管系固有震动频率,造成防爆片因震动造成疲劳损伤,使铝
片破坏。

（2）系统设计存在的隐患。

①风机运行设计中设定了多个自动停机保护联锁,而与放散塔灭火、自动吹扫系统又没有进行紧急停机保护,存在着回火爆炸缺陷;②机前
防爆阀采用敞开式而非弹压式防爆阀,导致防爆片突然破裂,因没有回位盖造成大量
空气吸入管内,与煤气混合后达到爆炸极限范围内;③点火放散塔设计防回火保护中,是以放散塔上段一个温度电热电偶为监测信号,再通过PLC控制形成联锁与蒸汽吹扫,以便达到防止回火效果。

而实际运行过程中,回火速度非常快,蒸汽阀门的操作执行速度不可能快于回火速度,这是设计中存在的一项隐患。

（1）机前、机后的防爆阀必须要采用弹压式防爆阀,且机前防爆阀必须是背压特性,当防爆膜破裂时,阀盖可迅速复位,防止大量空气进入管道。

（2）更换防爆片时,必须按 G B 567-1999要求做爆破试验,且在安装前,认真检查
材料的表面,选择无气孔、裂缝、夹层、划伤等缺陷材料。

安装时,一定要防止划伤。

（3）风机、电机、液压系统、耦合器或变频系统,当设定紧急停机前各参数的报警条件时,应与放散塔自动蒸汽或氮气吹刷系统、点火系统形成联锁保护,长明火熄灭,蒸汽或氮气吹扫打开,防止回火。

（4）增加低流量检测系统,当放散塔煤气流速小于煤气燃烧速度时,点火系统应有自动灭火保护功能或补充蒸汽。

（5）当一次除尘系统CO气体达到爆炸极限范围内时,严禁采用突然大幅度降速操作,防止因失压回火爆炸。