浅谈正压改造在煤焦化机柜间防爆中的应用

2024-01-10詹国军格尔子聪

四川冶金 2023年6期

詹国军,格尔子聪,杨波

(1.攀钢集团西昌钢钒有限公司,四川省西昌市 615032)

攀钢西昌煤焦化于2010年建成,在建设时期生产设备是按照钢铁冶金企业相关标准进行设计并施工建设的,因此机柜间设计未考虑爆炸性气体环境;随着国家标准、规范的更新,已不满足现行标准、规范的要求,被判定为重大事故隐患。为贯彻国家现行标准、规范,提高设备本质化安全水平,解除生产安全隐患。将爆炸性环境区域非防爆机柜间进行防爆改造很有必要。

1 现状

西昌煤焦化设置在气体爆炸区域的非防爆机柜间共有6个,若将机柜间内电气更换为防爆电气或改造为防爆机柜将面临投资大、工期长和系统不能完全停产配合等诸多难题,寻求资质单位将6个机柜间改造为正压防爆型房间并最终取得防爆认证是最经济、有效的解决办法。

2 存在的问题

2.1 成为火灾爆炸事故点火源

气体爆炸区域机柜间内电气不防爆不仅是事故状态下成为火灾、爆炸事故的点火源,更是会在发生火灾、爆炸事故后造成相关电气仪表及自动化控制设施失效造成事故扩大及次生、衍生灾害发生。

2.2 不满足法规要求

气体爆炸区域电气不防爆属于重大事故隐患,安全生产法第七十条规定:“负有安全生产监督管理职责的部门依法对存在重大事故隐患的生产经营作出停产停业、停止施工、停止使用相关设施或设备的决定,生产经营单位应当依法执行,及时消除事故隐患。”重大事故隐患不及时治理,企业将面临巨大的生产经营风险。

3 机柜间正压改造措施

3.1 重点改造的机柜间

6个机柜间均位于气体爆炸区域内,机柜间内电气均为非防爆电气,需通过正压改造才能整体满足防爆要求。

表1 改造机柜间明细表

3.2 正压房间系统的主要组成部分

安全区域设备到正压房间内的顺序依次是:可燃性气体探测器→取风口-防爆风机→管道→缓冲间→差压控制器→正压房间→吹扫系统→差压控制器等组成。

1.可燃性气体探测器 2.取风口 3.防爆风机 4.管道 5.缓冲间 6.差压控制器 7.正压房间 8.吹扫系统 9.差压控制器等组成图1 正压房间系统组成图

3.3 正压房间的工作原理

在正压房间使用前,通风系统从安全区域将保护性气体通过风路管道,吹入正压房间内部,将房间内部可能存在的爆炸性气体排出,并设置压力报警器,吹扫通风满足房间换气要求后,启动房间内设备运行。在设备运行过程中,通风系统持续向正压房间内部送风保持微正压(P≥25 Pa),保证外部爆炸性气体无法进入正压房间内部[1]。

3.4 正压系统的操作顺序

(1)开启系统控制柜电源,开启危险气体检测仪;

(2)手动将风机出风孔阀门完全打开,将房间管道的进气管道阀门完全打开;

(3)通过风机控制箱,启动风机,在安全区域取风安全性气体,送入正压房间现场;

(4)启动正压控制装置、开启压差控制器电源;

(5)当通气后压力大于 50 Pa 时,吹扫蓝色灯亮,同时启动吹扫装置开始计时(红色灯亮) →进入预吹扫状态→30 min 后(绿色灯亮)给出启车信号,通风量满足房间置换要求;

(6)启动房间内电气设备。

3.5 风机具体参数

现场改造的机柜间共有6个,取风位置为4个:

(1)捣鼓焦炉鼓风机机柜间的风机设有单独的取风口,风机为一开一备;

(2)顶装焦炉鼓风机机柜间的风机设有单独的取风口,风机为一开一备;

(3)捣鼓焦炉交换机机柜间和电气室的风机设有单独的取风口,风机为一开一备,一台风机分别给两个房间进行送风;

(4)顶装焦炉交换机机柜间和电气室的风机设有单独的取风口,风机为一开一备,一台风机分别给两个房间进行送风。

表2 风机数量及核心参数表

3.6 吹扫装置操控及注意事项说明

3.6.1 吹扫准备

改造已将自动吹扫装置测压管与正压房间内连为一体,正压房间的密封、吹扫装置的调试也已经准备完毕,用户每次启动前,需按照要求预吹扫30分钟后,再启动正压房间。装置的控制操作为现场控制操作。

3.6.2 吹扫装置系统组成

吹扫装置由防爆风机、管道、旁路控制阀、压力检测元件及系统控制器等元器件组成。

3.6.3 现场运行流程

改造已将自动吹扫装置测压管与正压房间连为一体,启动风机前正压房间的密封、吹扫装置的调试也已经准备完毕。手动将风机出风孔阀门完全打开,将房间管道的进气管道阀门完全打开,然后通过风机控制箱,启动风机。吹扫装置设置报警值为50 Pa,当通气后压力大于 50 Pa 时,吹扫蓝色灯亮,同时启动吹扫装置开始计时(红色灯亮)→进入预吹扫状态→30 min 后(绿色灯亮)给出启车信号,电机机腔内压力低于最低压力50 Pa时(最低压力指示灯变为黄色灯)。

启动电机条件为黄色 SV 不亮、绿色 Encl 指示灯亮起。

3.7 增设可燃气体检测器

可燃气体检测仪用于检测现场环境中可燃气体含量,采用专利设计的传感器元件,可以有效降低多重背景气体的交叉干扰,提高响应速度,并有效减少环境温度和湿度变化带来的影响。探测器的设计基于国际先进标准,具备极佳的抗电磁干扰能力,赋予了产品极高的可靠性。可燃气体探测器进行了全面的隔爆认证,确保产品在危险1区和2区安全使用;带声光报警器整体防护等级达到IP65,使用环境温度-40～+70 ℃。本系统可燃气报警仪主要检测气体为可燃气,设置报警联锁值为20%LEL。

3.8 日常维护及安全操作注意事项

(1)取风处危险气体检测仪报警时,禁止启动系统。

(2)在最初启动房间内的电气元件或停止使用后再次启动前,首先开启通风风机,以及风阀,对房间进行吹扫,吹扫时间不宜少于 30 分钟,并且确认现场差压控制器不报警可进行通电。

(3)为防止外界杂物通过通风管道进入房间,在风机进风口处设置了一层不锈钢网状过滤网,防止外界杂物进入房间。在使用过程中应注意过滤网的清理工作,根据外界环境的清洁程度,定期对过滤网进行清理。清理方法为,关闭风机,打开网状固定螺丝,将过滤网取出,不锈钢网可以用清水冲洗,冲洗干净后用抹布擦干即可再次使用,当发现不锈钢网有破损情况,请及时进行更换。

(4)检修或巡检期间,需要进入正压房间时,首先确认正压吹扫装置是否进行报警,在报警时切勿进入房间,确认安全后方可进入。进入房间时首先进入缓冲间,人员进入缓冲间后关闭第一道门,然后差压控制器不报警,打开第二道气密门进入房间。

(5)所有正压房间系统运行时,除缓冲间外所有通道均需禁止使用,严禁人员从缓冲间以外通道进入房间。

(6)正压房间内的所有窗户禁止打开。

(7)在使用过程中如发现正压控制检测装置故障时,应急处置流程为:给出报警信号 —— 马上操作,恢复正压 —— 如果在延长的时间内不能恢复正压或可燃气体浓度上升到危险程度时,依次切断电源。

(8)在正压房间所有门外面应清楚标记注意事项:——“警告-正压房间-关闭该门”——房间内贴有“禁止打开”标语的门,禁止无关人员进行操作。