钢铁冶炼煤气干法除尘器泄压安全装置的选型与应用
摘要：高炉煤气全干法布袋除尘和转炉煤气电除尘是钢铁行业重要的综合节能环保技术之一。随着煤气干法除尘技术的普及应用，除尘器筒体压力异常泄放事件也呈上升趋势。本文主要介绍了钢铁冶炼工序中高炉和转炉煤气干法除尘器泄压安全装置的选型与应用。
关键词：钢铁冶炼；煤气；干法除尘；泄压装置；选型应用
引言
高炉煤气和转炉煤气是钢铁冶炼过程的副产品，也是重要的二次能源。高炉、转炉煤气必须经过净化后才能利用。在煤气净化过程中，干法除尘筒体泄压装置的选型与应用是钢铁冶炼生产安全的重要保障。
1.钢铁冶炼主工序干法除尘筒体的泄放现象
1.1高炉煤气全干法布袋除尘器泄放现象的发生
由于高炉原料、操作、顶压控制、仪控系统故障或TRT设备快速切断装置误动作等原因，有时会造成干法除尘筒体压力瞬时异常升高，引起筒体泄压装置动作。另外，若设施异常使空气或氧气进入筒体，与煤气混合达到爆炸极限范围，气体输送过程异物摩擦等产生明火会导致爆燃。但这种极端情况发生的概率极小，仅仅在理论上作可能性推测。
1.2转炉煤气电除尘器泄爆现象的发生
转炉煤气电除尘工艺，是利用电除尘器内部电场高压放电进行集尘。如果炼钢冶炼吹氧量控制不当、降罩操作不当、仪控系统故障、集气管路或者电除尘器壳体密封性不良等原因，使氧气进入电除尘器内，形成爆炸性混合气体，电除尘电场有时火花放电就会引发混合气爆炸，致使筒体泄爆。这不仅影响正常生产，还可能造成安全事故。
下面，对高炉和转炉煤气除尘筒体几种压力释放装置及使用情况进行介绍。
2.压力释放装置的定义及种类
压力释放装置是一种用来在压力容器处于紧急或异常状况时防止其内部介质压力升高到超过预定最高压力的装置。分为重闭式和非重闭式压力释放装置。根据作动形式和结果，也习惯将其分为“阀型”和“断裂型”。重闭式压力释放装置是一种在动作后再行关闭的压力释放装置，分为：安全阀、直接载荷式安全阀、带动力辅助装置的安全阀、带补充载荷的安全阀、先导式安全阀、真空安全阀。非重闭式压力释放装置是一种在动作后保持开启的压力释放装置，分为：爆破片装置、折断销装置、弯折销装置、剪切销装置。
3.高炉全干法布袋除尘筒体泄压安全装置
3.1爆破片装置
一般称为泄爆膜、爆破片、防爆片、防爆膜、防爆板等，是一种断裂型一次性的安全泄压装置。分为正拱形、反拱形、平板型三种形式，常用塑性金属或者石墨制造。
3.1.1优越性：爆破片安全装置由爆破片和夹持器组成。密封严密，无泄漏，规格型号多，适应性强，破裂速度高，惯性小，反应迅速。具有结构简单、泄放能力强、便于维护和更换。
3.1.2存在不足：不能重复使用，易疲劳损坏。爆破值不能自身调试确定。由于存在加工误差，膜片厚薄及压力不易掌握，只能采取抽样和爆破实验来确定一个批次膜片的工作压力范围，而非定值。泄爆膜上部一般装有阀盖板，泄爆膜破裂、打飞阀盖板、煤气外泄等，会影响区域内人员的安全。泄爆膜爆破时，筒体内高炉煤气与外界大气直接联通，必须立刻调整生产运行模式，对生产造成一定影响。
3.1.3应用注意事项：需定期对爆破膜片和夹持器进行检查。爆破片及阀盖外部应设置防护网罩，防止泄爆膜碎片或阀盖飞出造成人员伤害。
3.2直接载荷式安全阀
一种仅靠直接的机械加载装置如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服由阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀。有的企业在高炉全干法布袋除尘筒体顶部安装弹簧直接载荷式安全阀（也称弹簧自闭式安全阀），取代泄爆膜。
3.2.1优越性：只泄放超压部分介质，泄压后能自动回座关闭。开启压力可调节，可重复动作，促进生产的连续稳定。
3.2.2存在不足：密封性较差，阀瓣与阀座受频繁启闭、腐蚀、煤气中颗粒磨损的影响易发生泄漏。材料锈蚀易造成阀瓣与阀座黏结。由于弹簧惯性及结构因素，阀瓣开启有滞后现象，不能满足快速泄压要求。弹簧容易锈蚀老化，影响动作准确性。
3.2.3应用注意事项：应由具备资质的机构定期校验。由取得相应资质的人员和单位加强在线检验维保，应无频跳、振颤、卡阻等情况。设置位置及导出管应便于点检、保养、维修，并能保证安全。
4.转炉电除尘筒体泄爆安全装置
4.1弹簧自闭式泄爆阀
属于直接载荷式安全阀的一种。泄爆阀主要应用在转炉电除尘筒体，筒体在负压下运行。泄爆阀一般安装在进、出口位置。泄爆阀弹簧分为三级，一级弹簧预压紧于阀盖，高强度螺母可调节一级弹簧的预紧力，确定泄爆阀的开启压力。二级、三级弹簧起缓冲作用，并具备导向轴，确保动作轨迹可控。
4.1.1优越性：泄爆面积大，泄压效果好，可迅速泄放内部爆燃压力。
4.1.2存在不足：制作成本较高。受密封件为硅橡胶材质的限制，此阀一般应用于低于250℃工况，由于密封结合面锈蚀损坏会出现密封不严的情况。腐蚀性介质会对密封效果产生副作用，弹簧部件等受到制造材料的限制，此类阀一般可满足5-25KPa的开启压力，工作压力低于20KPa。安装尺寸和重量相对较大，结构相对复杂，适用范围窄。一般情况运行可靠，个别时候存在泄爆后不复位的情况。
4.1.3应用注意事项：泄爆阀露天设置易受酸性雨水或其他介质侵蚀，应加强维保。泄爆后应立即检查，确保回座密封性。泄爆方向应与周边通道有效隔离，并明确有关安全通行规定。
5.结语
高炉及转炉除尘器筒体释压安全装置应结合实际需要及有关标准来选型和设置，并严格按照有关规范进行检查、维护、校验和管理，为钢铁冶炼生产提供安全保障。
参考文献：
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