布袋除塵器閃爆原因分析及改進措施

童 飛

（襄陽澤東化工集團有限公司，湖北襄陽 441049）

0 引言

某合成氨廠造氣工段采用固定層間歇法制半水煤氣生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)分為6 個階段，分別為吹風(fēng)階段、回收階段、上吹制氣階段、下吹制氣階段、二次上吹階段、空氣吹凈階段。

其中吹風(fēng)階段以空氣為氣化劑，空氣自下而上通過燃料層，目的是通過C 與O2的化學(xué)反應(yīng)，放出熱量，并貯存于燃料層中，為制氣階段提供熱量。吹風(fēng)氣中含有大量CO 等氣體送入吹風(fēng)回收階段，吹風(fēng)氣會經(jīng)過燃燒爐、燃盡爐將CO 等氣體燃燒干凈，然后通過余熱鍋爐熱能回收，尾氣脫硫脫硝后放空。

吹風(fēng)氣余熱鍋爐尾氣脫硫采用干式脫硫工藝，利用小蘇打磨成粉末后通過壓縮空氣輸送到脫硫塔中，與尾氣中的二氧化硫反應(yīng)進行脫硫，后經(jīng)布袋除塵器除塵、顯熱回收后放空。吹風(fēng)氣余熱回收流程見圖1。

圖1 吹風(fēng)氣余熱回收流程

1 事故經(jīng)過

1 月17 日下午14：00 合成氨生產(chǎn)線晃電停車，吹回余熱鍋爐鼓風(fēng)機、引風(fēng)機跳停，主操及時關(guān)燃燒爐前馳放氣DN200 閥門和配風(fēng)DN600 閥門，14：20 停吹回脫銷氨水系統(tǒng)及分配柜氨水閥，關(guān)吹回二次配風(fēng)油路及引風(fēng)機蝶閥（14：44 關(guān)），吹回系統(tǒng)按照停車處理。

來電后，15：00 聯(lián)系電工鼓風(fēng)機送電，同時打開煤氣旁路，開燃燒爐前第一組升溫閥升溫，逐漸開第二組、第三組升溫，燃燒爐1：00 溫度一直控制在1000 ℃左右；15：16 開吹回引風(fēng)機，15：25 分通知自動機崗位破吹回水封，并打開二次配風(fēng)油路，逐臺送吹風(fēng)氣正常生產(chǎn)。15：41 開吹回脫硝系統(tǒng)，吹回蒸汽系統(tǒng)并入管網(wǎng)。16：11 開脫硫研磨機的小蘇打輸送風(fēng)機，16：31 依次開脫硫小蘇打研磨機分級機、粉碎機、補料閥，16：33 布袋除塵器進口管道發(fā)生爆鳴，導(dǎo)致布袋除塵器進口管道焊縫開裂（圖2），車間得知情況后迅速安排吹回停車處理。

圖2 布袋除塵器進口管道焊縫開裂

2 事故分析

事故產(chǎn)生的地方為布袋除塵器進口管道，閃爆將進口管道焊縫炸裂，只能為化學(xué)爆炸，不會是布袋除塵超壓而引起，分析發(fā)生閃爆有以下3 種情況：

第一種情況停車：事故當(dāng)日早班14：15 左右晃電前吹回一直燒馳放氣和半水煤氣（因為馳放氣量小1.08 kNm3，馳放氣緩沖罐壓力0.02 MPa），馳放氣閥門開度43%；煤氣閥門開度11.8%，晃電后吹回鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、空壓機系統(tǒng)跳停，安全聯(lián)鎖致馳放氣和煤氣自調(diào)閥關(guān)閉，關(guān)閉爐前DN200 馳放氣閥及關(guān)閉馳放氣、煤氣自調(diào)閥前后手動閥（馳放氣DN150,煤氣DN100），然后關(guān)DN600 爐前配風(fēng)閥。如果自調(diào)閥內(nèi)漏，此時煤氣壓力400 mmHg 左右,泄漏半水煤氣（其中一氧化碳含量29.2%左右，氫氣33.2%左右）會進入吹回燃燒爐、燃盡爐，而此時燃燒爐、燃盡爐無空氣進入，當(dāng)富余氧氣不夠泄漏煤氣燃燒后，就有不完全燃燒煤氣和煤氣通過煙囪抽向后續(xù)管道、脫硫塔、布袋除塵器、顯熱回收、煙囪移動，布袋除塵器進口阻力最大，進口下端是灰斗存在死角，聚集氣體、灰塵多，達到爆炸極限后，小蘇打分級、給料時摩擦、碰撞產(chǎn)生點火能量，發(fā)生爆鳴。

第二種情況開車：15：25 吹回開車送吹風(fēng)氣后，煤氣爐于手動上加提溫三次氣體送吹風(fēng)氣燃燒，手動上加提溫送吹回時無相應(yīng)自動配二次風(fēng)助燃，引起吹回燃燒爐、燃盡爐燃燒不完全的氣體帶到后管道、脫硫塔、布袋除塵器、顯熱、煙囪。由于布袋除塵器布袋使用后期阻力達到壓差1300 Pa 左右，布袋除塵器進口處由于壓差大聚集不完全燃燒氣體多，進口下端是灰斗存在死角，16：11 開吹回脫硫研磨機小蘇打輸送風(fēng)機，16:31 開脫硫小蘇打研磨機分級機、粉碎機、給料閥。進風(fēng)有氧，進料有碰撞摩擦點火，引起布袋除塵器進口管道爆裂。

第三種情況：停車時封吹回U 形水封10 min 左右，此時吹回總管開蒸汽置換DN50，開放空閥DN100，吹回總管內(nèi)可燃?xì)怏w也可能送到吹回燃燒爐、燃盡爐及后工段，在布袋除塵器進口及灰斗下部死角聚集，達到極限，在小蘇打風(fēng)、送料時爆鳴。

經(jīng)過對以上3 種情況的分析，因吹回已開車1 h 有余，第一、三種情況可能性較小，更符合第二種情況。

經(jīng)查實15：25 吹回開車送吹風(fēng)氣后，煤氣爐3 次提溫時間節(jié)點與16：31 開脫硫小蘇打研磨機分級機、粉碎機、給料閥時間吻合，煤氣爐提溫時由于無自動二次風(fēng)助燃導(dǎo)致未燃燒氣體穿透燃燒吹回燃燒爐，在添加碳酸氫鈉時進風(fēng)有氧，進料時碰撞摩擦點火，引起布袋除塵器進口管道爆裂是發(fā)生事故的直接原因。并針對工況條件參數(shù)數(shù)據(jù)評判，本次事故排除了因粉塵、氨空混合所引起的爆鳴。

3 防范措施

3.1 充分辨識風(fēng)險因素，完善操作規(guī)程

針對此起事故，車間在吹回發(fā)生工藝條件變化后要對既往操作模式存在的風(fēng)險重新排查，不論在送吹回開停車過程中還是單爐投入生產(chǎn)運行前提溫階段（因無相應(yīng)對吹回自動配二次風(fēng)），要求短時必須從煤氣爐本體放空，并將此要求補充完善于安全操作規(guī)程。

3.2 增加尾氣人工分析，確保正常再開脫硫

車間在出現(xiàn)晃停電或開停車過程中，因存在燃燒爐溫度波動，或配風(fēng)比例失調(diào)的現(xiàn)象，尾氣脫硫碳酸氫鈉的添加，必須待滿量運行正常后才能進行投運，且在設(shè)施投運前增加1 次人工氣體成分全分析。

3.3 加強班組學(xué)習(xí)，強化協(xié)調(diào)工作

通過此起事故，要認(rèn)真組織車間各班組學(xué)習(xí)，在今后的工作中各崗位要加強協(xié)調(diào)，后工序要及時跟上并作相應(yīng)的調(diào)整。

3.4 設(shè)備進行改進，達到本質(zhì)安全

經(jīng)過此次事故，車間要在安全管理上舉一反三，排查其他出現(xiàn)爆鳴事故的風(fēng)險：①對吹回停車期間馳放氣調(diào)節(jié)閥、煤氣調(diào)節(jié)閥是否泄漏有防范措施，及時聯(lián)系修復(fù)或更換并在爐前馳放氣總管上加裝緊急切斷閥1 只；②吹回停車時吹回總管置換放空閥DN100 先打開，并及時封住U 形水封，后開蒸汽置換閥置換。防止不合格氣體進入吹回系統(tǒng)；③吹回布袋除塵器進口管道安裝2 個防爆膜DN500（圖3），增加布袋除塵器底部死角通風(fēng)閥DN100 4 只球閥（每個灰斗2 個）（圖4）。停車后打開，開車引風(fēng)機開啟正常后10 min 關(guān)閉。

圖3 進口管道增加DN500 防爆膜

圖4 布袋除塵器灰斗通風(fēng)閥