Взрывы газов в межконусном пространстве
При остановках доменных печей создаются условия для образования и взрыва газо-воздушной смеси в межконусном пространстве засыпного аппарата.
Здесь так же, как и в пылеуловителях, вследствие естественной тяги, создаваемой газоотводами печи, наступает разрежение и через неплотности в местах прилегания конуса к кромке чаши и открытую загрузочную воронку воздух проникает в межконусное пространство и смешивается с газом, выходящим из печи.
Воспламенение взрывоопасной смеси происходит от искр, вырывающихся из раскаленных шихтовых материалов, находящихся в печи.
Взрывы эти возможны только при остановках доменных печей, они исключаются при соблюдении следующих мер предосторожности:
1) при кратковременных остановках (не больше двух часов) необходимо подавать пар в межконусное пространство и в течение всего времени остановки дутья поддерживать в нем давление выше атмосферного;
2) при продолжительных остановках дутья (более двух часов) необходимо открыть люки газового затвора и конуса, поджечь газ на поверхности шихты в печи и установить строгий контроль за его горением.
Для этого на шихтовых материалах под колошником разводят костер из дров или загружают раскаленный кокс. Воздух для горения дров или кокса поступает через открытые люки на газоотводах.
Взрывы в воздухонагревателях
Нагрев дутья, подаваемого в доменную печь, производится в специальных аппаратах—воздухонагревателях.
Воздухонагреватель со всей коммуникацией газопроводов, воздухопроводов и клапанов приводится на рис. 9.
Рис. 9. Схема газо- и воздухопроводов воздухонагревателя
По газопроводу 2 чистый газ поступает через дроссельный и предохранительный клапаны 5 в газовую горелку. 7. Здесь газ смешивается с воздухом, подаваемым вентилятором 6 и воспламеняется; раскаленные продукты горения поступают в камеру горения 16 воздухонагревателя, поднимаются вверх и через подкупольное пространство 15 входят в насадку 14, которой отдают свое тепло. Пройдя поднасадочное пространство 10, охлажденные газы (продукты горения) через дымовой клапан 11 поступают в боров и дымовую трубу.
Воздух (дутье), подлежащий нагреву в воздухонагревателе, подается по воздухопроводу 13, идущему от воздуходувной машины; через клапан холодного дутья 12 воздух поступает в поднасадочное пространство 10, поднимается вверх по насадке 14, нагревается в ней и через подкупольное пространство 15 выходит в камеру горения 16 и далее через клапан горячего дутья 9 входит в воздухопровод горячего дутья 4 и в кольцевой трубопровод; через фурмы дутье вводится ,в горн доменной печи 1.
В период работы воздухонагревателя «на дутье» газовая горелка отключается от него отсечным клапаном 8 в современных устройствах или соединительным патрубком и крышкой в старых конструкциях. Смесительный клапан 3, через который холодный воздух из воздухопровода 13 поступает в воздухопровод горячего дутья 4, служит для регулирования температуры дутья, подаваемого в доменную лечь.
На современной доменной печи большой мощности сооружают четыре воздухонагревателя. Каждый воздухонагреватель стоит «на дутье» около 45 мин.; за это время его насадка сильно охлаждается, после чего его переводят «на газ» (нагрев насадок), а нагрев дутья переносят на следующий, подготовленный воздухонагреватель. Перевод воздухонагревателей на «дутье» и на «газ» производят по графику.
Взрывы и хлопки в воздухонагревателях происходят сравнительно часто, они возникают главным образом в зоне горелок во время зажигания газа.
Взрывы также происходят и при переключениях воздухонагревателей «на газ» и даже во время перевода их «на дутье». Причиной таких взрывов является образование взрывоопасных газо-воздушных смесей вследствие нарушения правил и инструкций по зажиганию газа в горелках или при переводах воздухонагревателей «на дутье».
Рассмотрим пример такого взрыва, происшедшего на доменной печи объемом 1386 м3.
На одном металлургическом заводе при переводе воздухонагревателя «на дутье» в нижней части насадки произошел взрыв, которым были повреждены насадка и металлический кожух. Воздухонагреватель потерял устойчивость и наклонился в сторону бункерной эстакады.
Причины этого взрыва представляют большой интерес. Чтобы разобраться в них, рассмотрим порядок перевода воздухонагревателей е «газа» на «дутье».
Для снятия воздухонагревателя с «газа» необходимо выполнить следующие операции (рис. 10):
1) закрыть газовый дроссельный клапан 2 на подводящем газопроводе чистого доменного газа 1;
2) закрыть газоотсекающий клапан 3, отделяющий газовую горелку от газовой сети (в конструкциях, где такой клапан сохранился);
3) выключить вентилятор 6 горелки 5;
4) закрыть отсечной клапан 4, отделяющий горелку от воздухонагревателя;
5) закрыть дымовой клапан.
Рис. 10. Газовая горелка
Для перевода воздухонагревателя на дутье необходимо последовательно открыть перепускной клапан, клапан холодного дутья и клапан горячего дутья.
Операция по переводу воздухонагревателей с «газа» па «дутье» производится по инструкции, гарантирующей от возникновения взрывов. Если взрыв все же произошел при постановке воздухонагревателя на «дутье» и, значит, в насадках оказался газ, то, очевидно, были нарушены правила инструкции, установленные для перекрытия газа и воздуха, поступающих в горелку. При этом возможны два случая:
1) мотор вентилятора остановлен раньше, чем были закрыты дроссельный и газоотсекающий клапан, отделяющие горелку от газопровода, и газ проник в насадку;
2) порядок снятия воздухонагревателя с газа не был нарушен, но газовый дроссельный и газоотсекающий клапаны, отделяющие горелку от газопровода, не были плотно закрыты; после остановки вентилятора прошло много времени, в течение которого насадка воздухонагревателя была заполнена газом. Так или иначе насадка оказалась заполненной газом.
Как было указано выше, холодное дутье подводится в воздухонагреватель через поднасадочную камеру, где температура сравнительно невысока — 350—400° С. При такой температуре встреча газа с холодным воздухом (дутьем) не приводит к воспламенению газа, но вызывает образование газо-воздушной взрывоопасной смеси.
Такая смесь образовалась в поднасадочном пространстве воздухонагревателя и в рассматриваемом случае. Под давлением поступающего холодного дутья она перешла в ячейки насадки и начала подниматься вверх в подкупольное пространство. По мере подъема смесь нагревалась, достигла температуры самовоспламенения, и произошел взрыв.
Авария произошла исключительно по вине старшего газовщика, который небрежно выполнял операцию снятия воздухонагревателя с «газа». Такие операции на каждой доменной печи и на каждом воздухонагревателе производятся ежедневно много раз и взрывов не происходит. На заводах существуют достаточно полно разработанные инструкции, и точное выполнение их гарантирует от возникновения взрывов и аварий. Полную гарантию безопасности переключения воздухонагревателей на «газ» и на «дутье» дает применение автоматики, которая в настоящее время находит все более широкое распространение в воздухонагревательном хозяйстве доменных цехов.