Техника безопасности в газовом хозяйстве металлургических заводов
Вернигор П.И.
Металлургия, 1975 г.
ГАЗООПАСНЫЕ РАБОТЫ В ПРОКАТНЫХ ЦЕХАХ
1. ОБЩИЕ УСЛОВИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Современные мощные прокатные цехи оснащены большим количеством нагревательных средств, работающих на газообразном топливе и способных обеспечить нагрев огромного количества металла до температуры прокатки. Кроме нагревательных печей, в составе цехов имеется значительное количество термических и изотермических печей, предназначенных для термической обработки готовой продукции: рельсов, колес и др. Большое количество и разнообразие конструкций нагревательных печей, частые их пуски и остановки вносят особую специфику в условия безопасности в цехе.
Опасность возникновения хлопков и взрывов, естественно, возрастает с увеличением числа печей и их пуско-остановочных операций. При остановке вентиляторов, подающих воздух для горения, особенно при наличии газо-воздушных горелок у печей, создаются особые условия опасности взрывов в воздухопроводах и самих вентиляторах. Через неплотности загрузочных и выдающих окон, выдвижных подин может выбиваться пламя, т. е. продукты сгорания могут попадать в помещение цеха, что способствует повышению температуры и концентрации окиси углерода в помещении, а это в свою очередь создает особые условия для вентиляции цеха.
Обжимные цехи обладают особой специфичностью, заключающейся в огромной производительности обжимных станов и наличии соответствующих нагревательных средств, способных обеспечить нагрев до температуры прокатки большой массы металла и использующих обычно низкокалорийные доменный или смеси газов.
2. СУШКА НОВЫХ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
По окончании строительства новой или после капитального ремонта .действующей печи во избежание появления трещин и разрушения огнеупорной кладки ее предварительно сушат, сжигая небольшое количество коксового или природного газа и медленно повышая температуру (до 200—250° С) по особому графику. Конструкция горелки, порядок включения газа и последовательность сушки аналогичны описанным в гл. VIII. Способ сушки зависит от конструкции и типа печей. Так, для сушки регенераторов колодцев газ подводят через боковую стенку регенератора и сжигают над регенераторами. Разводку газопровода внутри колодца выполняют в виде гребенки. Для охлаждения дымовых шиберов и заливки затворов газовых клапанов подают воду. После этого открывают крышку колодца, а дымовые шиберы оставляют в полуоткрытом положении.
В ячейке около трубчатых горелок временной разводки коксового или природного газа разводят костер из дров и на него подают газ. Температуру регенераторов поддерживают в соответствии с графиком повышения температуры, регулируя ее количеством сжигаемого газа, для этого используют газовую задвижку, установленную на временной подводке газа. Для сушки муфельной печи также разводят костер из дров (в муфеле), сушку осуществляют при тяге дымовой трубы. Во время сушки печи при сжигании небольших количеств коксового или природного газа возникает опасность взрыва в результате отрыва факела и скопления в системе печи значительного количества газа. Во всех случаях отрыва факела для предупреждения взрыва немедленно перекрывают задвижку на подводящем газопроводе, тем самым исключают возможность накопления газа в печи. Остатки газа быстро удаляются через дымовую трубу. При несвоевременном отключении газа и прекращении горения он накапливается в печи и постепенно нагревается. Температура воспламенения и взрыва горячего газа может оказаться ниже температуры воспламенения холодного газа и взрыв наступит при относительно низкой температуре печи. Кроме того, шамотная кладка оказывает каталитическое действие на реакции горения газа и понижает температуру его воспламенения примерно до -420° С.
Для предупреждения взрывов газа наиболее надежным средством является автоматическая отсечка газа при получении импульса от фотоэлемента, следящего за наличием факела горения.
3. ПУСК ГАЗА В НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ КОЛОДЦЫ И ПЕЧИ
Пуск газа в нагревательные колодцы и печи сопряжен с опасностями, свойственными всем газоопасным работам, т.е. с возможностью взрыва газа или возможностью отравления людей окисью углерода. Поэтому все пусковые операции необходимо выполнять в соответствии с планом организации работ только после приемки по акту печи со всем относящимся к ней оборудованием, подводящими газопроводами и импульсными трубками к приборам. Планом организации работ предусматривается удаление от печей посторонних людей и выполнение работ под наблюдением и с участием- газоспасателей.
Пусковые операции организуют таким образом, чтобы исключить возможность накопления в печи или в подводящих газопроводах значительного количества газовоздушной смеси и возможность ее воспламенения. Для этого всю пусковую арматуру печи приводят в начальное положение, т.е. закрывают задвижки на подводах газа к горелкам и открывают задвижки тупиковых свечей печных газопроводов. Предварительно проверяют отсутствие вблизи печей источников огня.
Во избежание выхода газа в цех и возможного отравления людей устанавливают заглушки на подводящих газопроводах; включают воду для охлаждения элементов печи, дымовых и воздушных шиберов; открывают дымовые шиберы системы печи и проверяют наличие тяги трубы. Затем открывают загрузочные окна и в рабочем пространстве печи разводят большие костры поближе к стабилизирующим каналам горелок. Чем больше костров, тем больше образуется продуктов сгорания для вытеснения через дымовую трубу воздуха из системы печи. После этого включают пар в подводки газопроводов для продувки их от воздуха через тупиковые свечи. Продувку паром газопроводов продолжают до полного удаления из них воздуха, что подтверждается появлением пара из клапанов продувочных свечей. В необходимых случаях отбирают пробы из газопроводов для химического анализа на отсутствие кислорода.
Продувка газопроводов холодным газом на свечи допускается как исключение, при невозможности продувки их паром, например, при нетеплоизолированных газопроводах диаметром не менее 800 мм.
После продувки вынимают заглушки на подводящих газопроводах в соответствии с планом организации работ. Затем открывают общую печную газовую задвижку, включают вентилятор и подают воздух к газо-воздуш-ным горелкам; если газопроводы были подвергнуты тщательной продувке паром, то газ подают к горелкам, осторожно открывая задвижки, чтобы небольшое количество попало на костер.
При отсутствии или недостатке пара газопровод освобождают от воздуха при закрытых горелках газом, продуваемым через тупиковые свечи в соответствии с местной инструкцией. Продолжительность продувки газопроводов газом в зависимости от его давления, площади сечения свечи и объема газопровода определяют по формулам (50) и (55).
Перед подачей газа в горелки рекомендуется при пуске новых печей, а также после их реконструкции отбирать из газопровода пробы газа для анализа на отсутствие в нем кислорода. При продувке газом газопровода следят за тем, чтобы вблизи отсутствовали источники огня.
Для прогревания регенераторов до 800° С также пользуются костром из дров.
Таким образом, основными условиями предупреждения взрывов при подаче газа в печь являются следующие:
1) топка, камера печи и дымоходы должны быть тщательно проветрены под действием тяги трубы;
2) в печи и колодцы с принудительной подачей воздуха нужно в первую очередь подать воздух, а затем газ;
3) давление газа в подводящих газопроводах поддерживается нормальным для данного типа печей (не менее 50 мм вод. ст.);
4) при наличии регенераторов их насадки необходимо предварительно хорошо прогреть до 800° С, используя костер из дров;
5) пуск газа через горелки в печь или через регенератор в колодец необходимо осуществлять постепенно; сначала подают небольшое количество газа; по мере спокойного, устойчивого его загорания подачу газа увеличивают;
6) первоначальное загорание газа должно осуществляться от костра из дров, предварительно разведенного в печи. При тщательной предварительной продувке газопроводов и хорошо горящем костре, пламя которого омывает камеры горелок, газ обычно загорается спокойно, без хлопков;
7) если газ не загорится или, воспламенившись, сразу погаснет, то подачу его в горелки или регенераторы нужно прекратить, закрыв газовые задвижки, а печь и всю ее систему тщательно проветрить, используя для этого тягу дымовой трубы.
Все пусковые операции, связанные с подачей газа в печь или колодцы; выполняют, как правило, два нагревальщика (не менее) под руководством ответственного лица и наблюдением газоспасательной станции. Во избежание отравления людей и взрыва газа большое значение имеет наблюдение за непрерывностью горения газа и отсутствием отрывов факела в первые часы и сутки после пуска газа.
В течение первых суток после подачи газа в печь или колодцы устанавливают обязательное дежурство у печи газоспасателей с газозащитной аппаратурой. Для предупреждения угораний рекомендуется в течение первых суток после пуска печей следить за отсутствием утечек газа во всех узлах системы с отбором проб воздуха на анализ не реже чем через каждые два часа.
Помимо общих требований безопасности, которые необходимо соблюдать при пуске нагревательных печей различных типов и назначений, для каждого вида печей существуют специфические требования безопасности во время пуска газа, связанные с конструктивными особенностями того или иного типа печей и горелок и все это учитывается при составлении плана организации пусковых операций.
На печах, где применяют для сжигания газа горелки с принудительной подачей дутья, воздухопроводы должны быть оборудованы автоматическими устройствами, прекращающими подачу воздуха в случае падения давления газа и прекращения его поступления. Вместо указанных устройств на воздухопроводах могут быть установлены автоматически действующие обратные клапаны.
Если применяют горелки с принудительной подачей дутья, то во избежание попадания газа в воздухопровод и вентилятор при внезапной их остановке должны быть приняты следующие меры, позволяющие избежать взрыва:
а) на воздухопроводах перед каждой печью должны быть установлены автоматически действующие обратные клапаны; для этой же цели рекомендуется применять устройства автоматической отсечки газа;
б) необходимо обеспечить непрерывность работы вентиляторов даже в том случае, если прекратится подача дутья; кроме того, вентиляторы должны быть оборудованы светозвуковой сигнализацией, автоматически оповещающей о внезапной их остановке;
в) в тупиках воздухопроводов каждой печи необходимо предусмотреть свечи, выведенные наружу здания, через которые должны продуваться воздухопроводы каждый раз после остановки вентилятора",
г) для возможности отключения дутья около каждой горелки должны быть установлены задвижки, а на разводящем коллекторе воздухопровода должна быть установлена общая быстродействующая задвижка;
д) после каждой остановки вентилятор можно включать лишь при закрытых задвижках на подводах дутья к горелкам.