我公司在2004年將700t/d預(yù)分解窯生產(chǎn)線改造為1000t/d。改造后,在窯尾75㎡極板式電除塵器前增加了一個電場(原三個電場增至四個)。然而,改造后電除塵器發(fā)生了爆炸。本文對該電除塵器爆炸原因進(jìn)行分析,并提出防范措施。
1 燃爆情況
2004年11月15日窯內(nèi)結(jié)球,料球卡在篦冷機(jī)配置的破碎機(jī)進(jìn)料口,8:40止料處理,14:45點窯升溫,16:36投料生產(chǎn)。投料后,分解爐溫度低,中控操作員試圖通過加大分解爐喂煤量來提高爐溫。但分解爐的喂煤量在接近zui大值運行,仍達(dá)不到工藝要求的880℃的控制溫度。此時由于生產(chǎn)工藝不正常,導(dǎo)致投料量偏小,窯尾電除塵器入口溫度超高,19:10時,為降低電除塵器入口溫度,崗位工人打開電除塵器入口的一處冷風(fēng)閥降溫,導(dǎo)致大量空氣進(jìn)入,發(fā)生了燃爆。停窯時對電除塵器進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)一、二電場頂部的極板、支架嚴(yán)重變形,三、四電場部分極板變形。
2 原因分析
1)改造后,分解爐的燃燒狀況不好,主要表現(xiàn)在喂煤量增加后爐溫升溫速度慢。特別是事故發(fā)生后,查看中控室微機(jī)儲存的溫度曲線數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)從16:36重新投料生產(chǎn)至燃爆發(fā)生時,C4、C5及分解爐出口的溫度差逐漸變小,燃爆發(fā)生時,3條線基本重合。出現(xiàn)這種情況的原因是:大量的煤粉在分解爐燃燒不充分,并在C5、C4繼續(xù)燃燒,產(chǎn)生大量的CO和沒有燃盡的煤粉隨廢氣被帶入了窯尾電除塵器。燃爆發(fā)生當(dāng)天,C4、C5和分解爐出口等處的溫度曲線見圖1。
2)重新投料過程中,由于烘窯時間短,分解爐的實際溫度偏低,投料后分解爐溫度逐漸呈下降趨勢。中控操作員誤以為是加煤量不足,沒有減料來提高分解爐溫度,而是通過加煤來提高分解爐溫度,結(jié)果導(dǎo)致窯前加煤與分解爐加煤的比例失調(diào),分解爐供煤量過大而燃燒不*,部分沒有燃盡的煤粉隨窯尾氣體由增濕塔增濕后,產(chǎn)生水煤氣,被抽入75㎡電除塵器內(nèi),聚集達(dá)到了爆炸極限。燃爆發(fā)生時回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)見表1。
表1 燃爆發(fā)生時段回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)
時間 | 溫度/℃ | 供煤電動機(jī)轉(zhuǎn)速 /(r/min) |
窯尾 | 分解爐 出口 | C5 出口 | C4 出口 | C1 出口 | 75㎡ 電除塵器入口 | 窯頭 | 分解爐 |
18:30 | 1017 | 864 | 834 | 811 | 343 | 134 | 428 | 372 |
18:35 | 1005 | 850 | 813 | 782 | 320 | 131 | 428 | 373 |
18:40 | 967 | 834 | 806 | 765 | 303 | 126 | 428 | 491 |
18:45 | 926 | 823 | 804 | 767 | 303 | 124 | 428 | 490 |
18:50 | 938 | 813 | 804 | 795 | 353 | 130 | 416 | 491 |
18:55 | 943 | 809 | 802 | 799 | 354 | 134 | 417 | 563 |
19:00 | 915 | 804 | 801 | 805 | 356 | 133 | 417 | 510 |
19:05 | 928 | 807 | 806 | 806 | 377 | 138 | 418 | 589 |
19:10 | 938 | 807 | 808 | 804 | 399 | 123 | 417 | 590 |
19:15 | 928 | 802 | 799 | 797 | 407 | 126 | 418 | 602 |
19:30 | 858 | 792 | 788 | 792 | 410 | 141 | 396 | 393 |
3)崗位工在操作中打開了窯尾電除塵器入口處的冷風(fēng)閥,使除塵器內(nèi)漏入大量的風(fēng),含氧量增高,為燃爆提供了充足氧氣。
4)設(shè)計75㎡電除塵器頂部的防爆閥時,采用5mm鋼板覆蓋,并用沙土密封。燃爆發(fā)生后,由于鋼板和沙土的重力過大,防爆閥沒有打開,電除塵器內(nèi)部能量聚集過大而不能*卸壓,使燃爆后損失擴(kuò)大,極板、極線損壞嚴(yán)重。
5)CO分析儀損壞,不能正常顯示,沒有對電場內(nèi)部CO濃度進(jìn)行監(jiān)控,不能起報警作用。
3 防范措施
1)為了改善分解爐的燃燒狀況,改進(jìn)和調(diào)整了分解爐燃燒器:①為提高煤粉在分解爐內(nèi)的分散度,將分解爐的原2只燃燒器增加為3只;②為改變煤粉在分解爐內(nèi)的運動軌跡,延長煤粉在分解爐內(nèi)的滯留時間③原燃燒器為Φ89mm的不銹鋼空心管,為提高其燃燒效率,提高風(fēng)煤混合程度,在燃燒器空心管內(nèi)部加焊4個30°的旋向葉片。
2)在點火烘窯期間防止喂煤過量而出現(xiàn)煙囪冒黑煙的現(xiàn)象,以保證電除塵器的安全運行。操作上要求中控操作員在點火期間,嚴(yán)格控制分解爐的加煤量,加煤單管電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制在200r/min,以達(dá)到煤粉充分燃燒、穩(wěn)步增加的目的,直到正常生產(chǎn)。
3)中控操作員要與電除塵器崗位工經(jīng)常保持密切的。點火后必須等待回轉(zhuǎn)窯燃料燃燒正常后方可送電,以防止燃料不*燃燒而引起的電除塵器爆炸。
4)改造窯尾電除塵器防爆裝置,去除原有防爆的5mm鋼板,采用0.3~0.5mm防爆鋁板封蓋,鉚釘固定,下面涂密封膠密封,同時加強(qiáng)電除塵器各部分的漏風(fēng)處理。
5)完善控制設(shè)備,安排專人對CO分析儀進(jìn)行維護(hù),監(jiān)控電場內(nèi)部CO濃度,對CO分析儀定期標(biāo)定。
4 效果
改善了分解爐的燃燒狀況,分解爐出口、C4、C5出口的溫度分別穩(wěn)定在(880±20)℃。再沒有發(fā)生窯尾電除塵器燃爆現(xiàn)象,解決了設(shè)備安全運行問題。