CN101457274B - 应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统及方法，该系统包括检测装置、安全装置和控制装置，所述检测装置包括气体检测仪和爆炸探测器，所述安全装置包括抑爆器和卸爆阀门，所述抑爆器用于阻隔所述转炉煤气管道内爆炸的发展过程，并将爆炸遏制在安全范围内，控制装置接收到检测装置的信号，根据该信号控制安全装置工作。本发明的方法，在转炉冶炼过程中，通过对CO及O2的浓度检测，预判可能发生的爆炸，发出爆炸预警警报；当发生初始爆炸时，通过在管道下游及时喷入抑爆剂，阻隔爆炸的发展过程，最终将爆炸遏制在安全范围内；同时卸除管道内的爆炸压力，确保转炉设备安全生产。

Description

应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统及方法
技术领域
本发明涉及炼钢转炉煤气及其显热安全回收技术领域。尤其涉及炼钢转炉煤气管道中初始爆炸发生后的爆炸遏制系统及方法。
背景技术
目前，在钢铁冶炼行业，针对高炉煤气和转炉煤气的回收，基本采用煤气湿法回收系统(OG法)或煤气干法回收技术(LT法)，其中OG法约占90％以上。以炼钢转炉为例，在我国现有的550多座转炉中，有50多座回收了转炉煤气，其中只有宝钢的2座250吨转炉和莱钢的3座120吨转炉使用了煤气干法回收技术(LT法)，其余几乎清一色采用OG法。无论是OG法或是LT法，它们的一个共同特点是，转炉冶炼产生的高温(1450℃)、含尘烟气经汽化烟道冷却到850-1000℃后，通过除尘器喷水冷却或蒸发冷却器雾化冷却，对烟气进行降温、调质、粗除尘，烟气温度降到100℃左右，高温烟气的热量白白流失。而对于OG法除尘，同时还会产生大量需处理的工业废水。
如果在烟气回收过程中，能使烟气排放温度在通过换热而不是通过喷水或喷雾冷却的方式从850℃降至150℃，则不仅能充分利用高温烟气的热量用于发电，提高能源回收率，同时减小了水的消耗、降低了污水排放。由于在烟气回收过程中含有大量的高温粉尘(即明火)，且转炉烟气(即煤气)是易爆炸的高危险气体，在满足一定的条件下会发生煤气爆炸，压力和燃烧速度快速提高。而一旦发生煤气爆炸，将会极大地危害转炉设备和生产人员的安全。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供在炼钢转炉煤气回收过程中，不需要喷水或喷雾进行烟气降温，能够充分回收烟气显热、提高能源回收率的的爆炸遏制系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供一种应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，该系统包括检测装置、安全装置和控制装置，所述检测装置包括气体检测仪和爆炸探测器，所述安全装置包括抑爆器和卸爆阀门，检测装置和安全装置依次设置在转炉煤气管道上，所述抑爆器用于阻隔所述转炉煤气管道内爆炸的发展过程，并将爆炸遏制在安全范围内，控制装置接收到检测装置的信号，根据该信号控制安全装置工作。
进一步，所述抑爆器由启动阀门、抑爆剂储罐、抑爆剂、抑爆剂喷口构成，所述抑爆剂喷口一端通过管道与所述抑爆剂储罐相连，抑爆剂喷口另一端与所述转炉煤气管道相连通，所述抑爆剂设置在抑爆剂储罐内，所述启动阀门设置在抑爆剂喷口与抑爆剂储罐间，控制抑爆剂储罐与转炉煤气管道关断和连通。
进一步，所述气体检测仪安装在转炉煤气管道内，可以实时检测CO及O2的在烟气中的比例。
进一步，所述爆炸探测器为光敏传感器，设置在转炉煤气管道内。
进一步，所述爆炸探测器为压力传感器，设置在转炉煤气管道内。
进一步，所述启动阀门为电雷管启动阀门。
进一步，所述抑爆器配备有1组2-4个抑爆剂喷口，所述抑爆剂喷口沿着所述转炉煤气管道圆周均匀布置。
进一步，所述气体检测仪和爆炸探测器设置在所述转炉煤气管道上游。
进一步，所述抑爆器设置在所述爆炸探测器下游，并且抑爆器与爆炸探测器的距离不大于5米。
进一步，所述转炉煤气管道上设置有多个所述抑爆器，每个抑爆器之间间距不大于5米。
进一步，所述转炉煤气管道易爆部位，即易产生回流区的部位设置有多个所述卸爆阀门，用于卸除转炉煤气管道内的爆炸压力。
提供一种应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制方法，在转炉冶炼过程中，通过对CO及O2的浓度检测，预判可能发生的爆炸，发出爆炸预警警报；当发生初始爆炸时，通过在管道下游及时喷入抑爆剂，阻隔爆炸的发展过程，最终将爆炸遏制在安全范围内；同时卸除管道内的爆炸压力，确保转炉设备安全生产。
本发明的实施效果是：由于采用了爆炸遏制系统及方法，在转炉煤气回收过程中，可以不用喷水或喷雾降温，既减少水的消耗、降低污水排放量，又能够最大限度地同时回收煤气显热，减少能源消耗，并确保煤气及其显热的安全回收。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为爆炸遏制示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例提供了一种应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，该系统包括：在转炉煤气管道1的壁面上，依次安装有气体检测仪2、爆炸探测器3、抑爆器4，卸爆阀门5，气体检测仪2和爆炸探测器3安装在转炉煤气管道1上游，气体检测仪2用于实时检测CO及O2的在烟气中的比例，爆炸探测器3用于监测转炉煤气管道1内的压力，其中爆炸探测器3为为光敏传感器和/或压力传感器，抑爆器4由抑爆剂喷口41、启动阀门42、抑爆剂管道43、抑爆剂储罐44和抑爆剂45构成，抑爆剂喷口41一端通过抑爆剂管道43与抑爆剂储罐44相连，抑爆剂喷口41另一端与转炉煤气管道1相连通，抑爆剂45设置在抑爆剂储罐44内，启动阀门42设置在抑爆剂喷口41与抑爆剂储罐44间，控制抑爆剂储罐44与转炉煤气管道1关断和连通，抑爆器4上设置有1组2-4个抑爆剂喷口41，抑爆剂喷口41沿转炉煤气管道1圆周方向均匀设置，抑爆器4设置在爆炸探测器3下游，为了保证安全，抑爆器4与爆炸探测器3之间的距离不大于5米，转炉煤气管道1内发生爆炸时其爆炸的压力很大，转炉煤气管道1上可以设置多个抑爆器4，并令每一抑爆器4之间的距离不大于5米，能够有效阻隔爆炸压力；转炉煤气管道1易爆部位，即易产生回流区的部位设置有多个卸爆阀门5，用于卸除转炉煤气管道1内的爆炸压力，控制计算机6根据气体检测仪2和爆炸探测器3所采集的信号，控制抑爆器4和卸爆阀门5工作。
应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制方法，在转炉冶炼过程中，通过对CO及O2的浓度检测，预判可能发生的爆炸，发出爆炸预警警报；在一旦发生初始爆炸的情况下，由于管道中煤气的爆炸是一个速度和压力不断发展的过程，火焰速度和压力不断升高，最终到达一准稳态，此时通过在管道下游及时喷入抑爆剂，就能阻隔爆炸的发展过程，降低爆炸压力，最终将爆炸遏制在安全范围内(见图2)；同时启动卸爆阀门，确保转炉设备安全生产。
本发明系统的工作过程为：转炉烟气进入煤气管道1后，气体检测仪2实时测出烟气中的CO和O2含量，当O2的浓度大于2％且CO和O2的比例在爆炸极限范围内，控制计算机6发出爆炸预警警报，同时切断氧枪，停止喷氧气，通过爆炸探测器3监测煤气管道1内的压力，在正常情况下，煤气管道1内为微负压，如果此时压力大于第一设定值(如5000Pa)时，通过控制计算机6自动开启卸爆阀门5，释放气体压力，防止对设备造成危害；如果爆炸探测器3监测压力大于第二设定值(如0.1MPa)时，或者监测到光信号，表明煤气管道1内已经发生了初始爆炸，通过控制计算机6开启抑爆器4的启动阀门42，储罐44内的抑爆剂45经过抑爆剂管道43由喷口41高速喷射进煤气管道1内，形成一道道隔爆膜，阻隔爆炸的发展，确保设备安全。

Claims (10)

1.一种应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其特征在于：包括检测装置、安全装置和控制装置，所述检测装置包括气体检测仪和爆炸探测器，所述安全装置包括抑爆器和卸爆阀门，检测装置和安全装置依次设置在转炉煤气管道上，所述抑爆器用于阻隔所述转炉煤气管道内爆炸的发展过程，并将爆炸遏制在安全范围内，控制装置接收到检测装置的信号，根据该信号控制安全装置工作。
2.根据权利要求1所述的应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其特征在于：所述抑爆器由启动阀门、抑爆剂储罐、抑爆剂、抑爆剂喷口构成，所述抑爆剂喷口一端通过管道与所述抑爆剂储罐相连抑爆剂喷口另一端与所述转炉煤气管道相连通，所述抑爆剂设置在抑爆剂储罐内，所述启动阀门设置在抑爆剂喷口与抑爆剂储罐间，控制抑爆剂储罐与转炉煤气管道关断和连通。
3.根据权利要求1所述的应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其特征在于：所述气体检测仪安装在转炉煤气管道内，可以实时检测CO及O2的在烟气中的比例。
4.根据权利要求1所述的应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其特征在于：所述爆炸探测器为光敏传感器和/或压力传感器，设置在转炉煤气管道内。
5.根据权利要求2所述的应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其特征在于：所述启动阀门为电雷管启动阀门。
6.根据权利要求1所述的应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其特征在于：所述抑爆器配备有1组2-4个抑爆剂喷口，该抑爆剂喷口沿着转炉煤气管道圆周均匀布置。
7.根据权利要求1所述的应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其特征在于：所述气体检测仪和爆炸探测器设置在所述转炉煤气管道上游。
8.根据权利要求2所述的应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其 特征在于：所述抑爆器设置在所述爆炸探测器下游，并且抑爆器与爆炸探测器的距离不大于5米。
9.根据权利要求2所述的应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其特征在于：所述转炉煤气管道上设置有多个所述抑爆器，每个抑爆器之间间距不大于5米。
10.根据权利要求1所述的应用于炼钢转炉煤气回收的爆炸遏制系统，其特征在于：所述转炉煤气管道易爆部位，即易产生回流区的部位设置有多个所述卸爆阀门，用于卸除转炉煤气管道内的爆炸压力。 
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