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钢铁企业燃气系统冬季运行管理实践

发表时间：2021/3/8 来源：《基层建设》2020年第28期作者：刘强

[导读] 摘要：针对钢铁企业燃气系统冬季运行特性，结合往年事故案例，提出燃气系统防寒防冻管理措施，以实现燃气系统冬季安全运行。

        首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山 063200
        摘要：针对钢铁企业燃气系统冬季运行特性，结合往年事故案例，提出燃气系统防寒防冻管理措施，以实现燃气系统冬季安全运行。
        关键词：钢铁；防寒防冻；运行管理；事故案例
        Practice of gas system operation management in winter in iron and steel enterprises
        LIU Qiang
        （Shougang Jingtang Iron and Steel United Co.，Ltd.Tangshan，Hebei.063200）
        [Abstract] According to the operation characteristics of gas system in winter in iron and steel enterprises，combined with the accident cases in previous years，the management measures of cold prevention and antifreeze of gas system are proposed to realize the safe operation of gas system in winter.
        [Key words：]steel；cold and antifreeze prevention；operation management；accident cases.
        引言
        钢铁企业做好冬季运行管理是企业安全稳定运转，产品效益最大化的基础。而如何做好防寒防冻工作又是钢铁企业能源燃气系统冬季运行管理的重中之重。某钢企为做好2020-2021年度燃气防寒防冻工作，有效应对本年度 “拉尼娜现象”影响可能带来的极寒天气，切实起到“关口前移、事前管控”的效果，针对能源燃气系统介质特性，同时结合往年事故案例，详细制定能源系统冬季运行管理措施。
        1、2020年燃气系统防寒防冻工作节点安排

        2、燃气系统冬季运行管理
        2.1、燃气介质冬季运行特性
        2.1.1各燃气介质冬季运行参数
        1）高炉煤气是高炉冶炼过程中产生的副产煤气，经过干法除尘、TRT及喷水降温设施后进入煤气主管网供用户使用，冬季净煤气温度30～45℃，含饱和水30～64g/m3；
        2）转炉煤气是转炉冶炼过程中的副产煤气，经蒸发冷却器、电除尘、喷淋塔后进入回收管网，经转炉煤气柜缓存后加压供用户使用。冬季回收转炉煤气温度40～60℃，含饱和水50.6～129g/m3；
        3）焦炉煤气是焦炉冶炼过程中产生的副产煤气。经鼓风冷凝、终冷洗苯、脱硫制酸后进入煤气主管网供用户使用，冬季净煤气温度25～30℃，含饱和水22.8～30.1g/m3；
        4）天然气为外购天然气和启动燃料站外购气，经处理后仅含少量水。

        2.2燃气介质重点防控部位
        2.2.1燃气介质水分分类
        燃气介质中的水份包括饱和水和机械水，煤气的饱和水是指以水蒸气的状态存在于煤气中的那部分水，机械水是指以液滴的形态存在于煤气中的那部分水。
        2.2.2燃气系统冬季运行重点防控对象
        根据燃气介质中的含水特性，京唐公司内末端煤气用户、小流量用户、检修停机用户、节流设施等为重点防控对象。
        2.2.3重点防控用户
        焦化作业部脱硫脱硝热风炉；炼铁作业部铁包修砌间、铸铁机、制粉及烤沟、烧结机、球团脱硫；炼钢作业部烘烤器、能环部锅炉、盾石建材及食堂等。
        2.2.4重点防控设施
        U型水封、管道弯头、管道变径、流量计、蝶阀、调节阀、止回阀、流量压力表导管及其他节流元件等。

        2.3燃气管道及附属设施保温、巡检要求
        2.3.1燃气管道及附属设施保温要求
        管径低于DN300（含DN300）焦炉煤气管道须保温；室外、非封闭式厂房、全封闭厂房外墙2米内等区域管径低于DN300（含DN300）高转煤气管道采暖季须保温；室外、非封闭式厂房、全封闭厂房外墙2米内等区域燃气重点防控设施采暖季期间须采取伴热加保温措施。燃气设施防寒防冻措施应采用电伴热带保温，不能及时完成电伴热时可临时采用蒸汽伴热，伴热须做好保温措施。蒸汽伴热注意检查疏水设施，同时防止过度加热和蒸汽介质浪费；采用电伴热带设施需使用符合规范要求的防爆接线盒、防爆尾端等，采暖季应及时投入电伴热，不得随意停用电伴热，须临时停用燃气设施电伴热须制定好方案、做好临时防寒防冻措施。
        2.3.2采暖季定期巡检要求
        进入采暖季定期巡检时应对重点防控设施进行检查，做好记录，对室外（含厂房外墙2米内）燃气阀门前后管道检查是否有结冰积杂质现象（可用铜质工具轻敲管道底部，声音沉闷不清脆代表管道可能有结冰积杂质），极寒天气时（日最低气温低于-10℃）应加强重点防控设施进行检查，检查应保证每班不低于一次，发现管道结冰及时采取通蒸汽等措施处理。燃气管道弯头有条件进行检查按燃气阀门方式进行检查并做好记录。根据煤气排水器设置的位置采取防冻措施，定期检查排水器溢流及下降管是否堵塞，保证煤气冷凝水及时排出，煤气排水器伴热温度控制适当，不得过低，同时防止温度过高造成排水器亏水；燃气管道流量压力表等仪表导压管应有泄水，采暖季燃气管道流量压力表等仪表导压管每日泄水不低于一次，极寒天气时（日最低气温低于-10℃）每班不低于一次。
        2.4燃气系统发生冻结后处置注意事项
        （1）燃气设施发生冻结现象时宜采用蒸汽或电伴热带伴热进行解冻。重点防控用户应保证重点防控设施附近有蒸汽管道接头，并与煤气管道接头配套，采暖季备足吹扫用蒸汽胶皮管，12月份至次年2月份期间吹扫用蒸汽胶皮管在蒸汽管道接头附近放置好，具备随时接用条件，以提高应急处置速度。
        （2）禁止采用明火或电阻丝等手段直接加热燃气设施，避免产生煤气泄漏引发着火或爆炸事故。
        （3）对燃气设施进行加热解冻时，应设专人防护，做好巡检工作，防止由于热应力引起的焊缝、法兰等破裂。

        3燃气系统典型案例解析
        3.1案例一：
        （1）事件经过：某年1月13日4：20—10：20处理3#脱碳炉在公司煤气及其紧张的情况下，无法回收转炉煤气。
        （2）事件原因：煤气压力一次取样管未做保温造成冻结，造成连锁停止回收。
        （3）案例解析：根据燃气介质中的含水特性，小直径煤气管表面积大，散热快，故水分析出快，V锥流量计、孔板流量计等计量表计为重点防寒防冻的防控对象，该案例为典型未按制度执行导致的生产事故。

        炼钢转炉煤气取样管内置保温
        3.2案例二
        （1）事件经过：某年1月11日2#烧结机因入口管道阀门冻结，9：34-14：09停机。
        （2）事件原因：管道阀门未做保温造成冻结，导致煤气压力低。
        （3）案例解析：煤气流量愈大，冷凝水析出量就越大；煤气温度越高，煤气绝对湿度越大，冷凝液排量越大。煤气管道始端排水量多，末端排水量少；烧结属于煤气管道始端用户，因管道阀门未做保温且导致冻结。根据《供用燃气管理标准》2.8.7规定“室外、非封闭式厂房等区域燃气重点防控设施采暖期间需采取伴热加保温措施”。该案例是另一起典型未按制度执行导致的生产事故。

烧结入口阀门、管道未整改前

        烧结入口阀门、管道整改后
        烧结入口阀门、管道整改后
        3.3案列三
        （1）事件经过：某年1月22日6：47能源部煤气加压站DN800焦气加压机跳闸，原因为脱硫塔内部有冻结现象，通蒸汽加热，10：40恢复正常送气，期间影响冷轧、镀锡、彩涂用焦气产线。（2）案例解析：《供用燃气管理标准》2.8.11规定“具有下列情况之一者，视工艺要求可向燃气设施内通入蒸汽：需在短时间化解燃气设施内的结冰者；需要用蒸汽扫除焦油、萘等沉积物者”。现精制脱硫塔已增加保温防护，同时采取通再生焦炉煤气（经换热后温度较高）的方法提升入塔煤气温度，经验证防寒防冻效果良好。