工業金屬冶煉鍋爐安全運行問題剖析

劉增斌

（煤科院節能技術有限公司，北京 100013）

1 工業冶金鍋爐安全運行現狀

在工業生產當中，冶金鍋爐是非常重要的部分，由于經濟快速發展，人們的生活水平逐步提高，人們也開始越來越重視相關行業的冶金鍋爐安全穩定運行問題。在工業生產當中，鍋爐是一種高溫高壓的設備，可能會出現爆炸的隱患，屬于一種特種設備，因為鍋爐運行管理以及操作人員的水平不同，導致鍋爐系統在運行的過程中無法得到合理的保養和使用，鍋爐事故頻頻出現，特別是冶金爆炸或者鍋爐爆炸等惡性事故層出不窮，嚴重影響了人們的正常工作以及生命安全，導致國家和企業出現巨大的財產損失。

2 工業冶金鍋爐安全運行問題分析

2.1 鍋爐與冶金是否匹配問題

設計冶金鍋爐的爐型主要需要分析燃料的揮發份、灰份、水分以及金屬粉的細度等相關參數，首先需要重視金屬粉水分含量因素的分析，如果冶金當中水分的含量過高，不單單會在冶煉過程增加耗電量，還會對冶金的發電量產生影響，水汽化的時候會遭帶走大量的熱量，另外會造成金屬波動，如果冶金當中的含水量比較高，可能會大幅降低金屬冶煉產量。第三還需要注意揮發份的問題，在鍋爐用冶金方面揮發份是非常重要的一項指標，如果金屬的揮發份值太低，無法達到燃燒器和鍋爐的設計要求，就會造成金屬無法充分燃燒，燃燒不穩定等情況，如果揮發分的含量較高，可能會在金屬聚集的情況，如果在外部條件影響下，可能會出現金屬粉自燃或者爆炸等情況。

所以一定要重視對金屬質量的有效控制，首先需要加強冶金鍋爐運行過程的管理和監控，需要對每一批金屬進行檢測，并且出具相應的金屬化驗單，對金屬的情況進行及時了解，保證參數不會產生較大的偏差，另外還需要重視金屬的品質，由于市場金屬材料質量的影響，金屬品質在設計的過程中往往屬于理想化，然而其變化情況不能達到每種的界限，利用專家團隊進行在線診斷分析以及相應的試驗，逐步對冶金鍋爐安全穩定運行的媒質參數上下限進行摸索，可以防止出現滅火、結焦以及一些不穩定運行等情況。

2.2 金屬材料安全儲運問題

在干燥的時候金屬粉的儲存、運輸以及燃燒都會出現爆炸或者自燃的可能性，主要是因為金屬材料比表面積大大增加，可能會大面積的與空氣當中的氧接觸，增加吸附氧的數量，在摩擦高溫以及劇烈振動條件下，金屬質和氧分子會出現氧化反應而生成大量的熱量，導致金屬粉熱分解的過程中出現可燃氣體，這些可燃氣體混合空氣之后遇火就會燃燒，而造成金屬粉出現自燃等情況，局部自然釋放的熱量，通過輻射熱傳導等方式向附近懸浮的眉粉傳導，造成受熱升級，而出現大量的可燃氣體迅速燃燒，如此循環可能會在一定程度上出現危險，輕則自燃，重則產生爆炸，尤其需要關注的是金屬粉在狀態處于濃相的條件下，隨時可能出現爆炸，所以在金屬粉進行長距離運輸或者長時間保存的過程中，一定要重視安全問題。

2.3 燃燒器與爐膛是否匹配問題

燃燒器是鍋爐當中的核心設備，因為運行過程中環境因素的影響導致其成為鍋爐是否能夠正常運行的關鍵，所以在運行的時候，一定要重點分析燃燒器的燃燒穩定性，定期評估燃燒器的狀態，運行人員在停爐之后一定要及時檢查燃燒器內容，包括其幾何尺寸是否出現形變，風門擋板有沒有產生變形等情況，是否出現結焦掛灰等問題，如果發現上述問題，一定要及時對其進行處理。

由于加工精度或者設計能力的影響，燃燒器往往會出現一些問題，專家團隊需要在實際運行的過程中對其進行檢測，了解一些使用前的性能試驗，及時消除設計或加工過程中的缺陷，在不同工況負荷的條件下，進入燃氣的一二次風風壓、風速、風量等相關參數往往不盡相同，風配比也會出現一定的差異。

2.4 金屬粉與空氣混合的爆炸范圍問題

在將金屬粉送入鍋爐的過程中需要保證金屬粉濃度不在爆燃的范圍之內，由于金屬粉是一種易燃固體，屬于丙類火災危險品，粉塵的燃燒性較強及著火點一般在300℃到500℃左右，在任何條件下，如果鍋爐啟停，一定要注意吹掃爐膛，一般總風量控制在50%以上，時間需要超過十分鐘，因為冶金工業鍋爐具有一定的特殊性，還需要對一次風管道進行通風吹掃，在吹掃的過程中，尤其需要關注金屬材料倉的安全格局問題。

一定要仔細了解金屬粉的燃燒組織，并且關注其自然爆炸事故，具體的控制方法有以下幾種，首先需要對行進行巡回檢查，如果出現漏粉等問題，一定要及時進行清除，在清除的過程中需要依照相關的操作規程進行操作，其次，需要對金屬粉倉溫度監控進行強化，避免出現異常升溫等情況，執行粉倉儲存金屬粉時間控制制度，避免因為儲存時間過長而造成自燃或者板結等情況，第三需要對粉位監控進行強化，避免產生空倉而造成金屬粉濃度趨向于爆炸極限，第四，需要積極測量有毒氣體的濃度，對自燃預控進行管理。

2.5 冶金鍋爐使用單位大都沒有科學嚴格的操作規程

需要聘請相關研究機構，各大院校的專業人員組建安全運行管理團隊，制定相關的維護保養標準，保障企業的鍋爐正常運行，培訓專門的運行隊伍，加強管理。

2.6 使用單位如何達到環保排放指標，防止環境污染事故的發生

由政府牽頭制定相應的冶金鍋爐安全指導標準，并且管控冶金鍋爐用戶，對相關管理人員進行證件考取制度，自用金屬礦的操作人員如果無法達到相關的標準。一定要采取專業化的服務團隊對其進行托管。

依照環境法的相關規定，建設項目污染防治措施一定要和主體設施共同設計施工，并且投入運營，所以一定要嚴格監控管理污染源以及污染物的排放量，對環境惡化問題進行有效控制，在此過程中需要采取以下措施，指定專門的人員與環保系統進行對接，及時進行溝通，制定相應的環保設施投、退申請報送制度，其次需要保障CEMS系統能夠正常運行，依照相關規定進行校正核查，第三需要對金屬運輸環節進行重點管理，避免運輸的時候造成環境污染等。

3 結語

文章對投入運行或正在改造的工業冶金鍋爐可能產生的問題進行了研究和分析，并且在此條件下提出了相應的穩定安全生產的方法和策略，希望能夠保障工業冶金鍋爐處于正常運行的狀態。