ICS 13.230 C 67
GB 16543—2008
代替 GB 16543—1996
Safety regulations for explosion prevention and protection on bituminous coal injection system into blast furnace
2008-04-22 发布
2008-11-01 实施
本标准除4. 11,5.1.1,5.1. 2、5.1.11.5. 4.8,5.1.14以外,其余均为强制性条款。
本标准代替GB 16543-1996«高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程》。
本标准与GB 16543-1996相比,主要差异如下:
——修改了原标准中的不规范格式(第2章标题“引用标准”修改为“规范性引用文件”;第3章标题
“定义”修改为“术语和定义”);
—增加了“多管路喷吹工艺”、“混合煤”、“惰性气体”、“原煤贮运系统”和“泄爆导管”等术语和 定义;
-一一增加了检修安全责任人(见4.1);
——增加了设计、生产过程中,应控制的危险因素[见4. 3a)、1)、m)、n)];
——对高炉喷吹烟煤系统的设计部门提出了更详细、具体的要求(见4.6);
——细化了高炉喷吹烟煤系统操作人员的安全培训(见4. 9);
——增加了对“混合煤喷吹”和“烟煤质粒煤喷吹”的安全要求(见4.10.4.11);
——增加了对高炉喷烟煤工程试车前的安全验收要求(见4.12);
--增加了制定事故应急救援预案方面的要求(见4. 13);
--修改了对输煤、喷煤管道内流速的要求(见5. 3. 4);
——增加了原煤贮存系统加喷水装置的要求(见5. 6. 7);
——增加了针对煤粉仓、磨煤机着火时应采取的安全措施(见7. 5. 7、7. 5. 8)。
本标准由中钢集团武汉安全环保研究院提出,
本标准由全国安全生产标准化技术委员会粉尘防爆分技术委员会(TC 288/SC 5)归口。
本标准负责起草单位:中钢集团武汉安全环保研究院。
本标准参加起草单位:中冶华天工程技术有限公司、鞍山钢铁(集团)公司、武汉钢铁(集团)公司、中 国冶金设备南京有限公司。
本标准主要起草人:李晓飞、赵丹力、汤清华、林顺清、韩忠礼、朱炳安、杜刚、张桂华、胡涛、陈义、 朱春梅。
本标准于1996年9月首次发布。
1范围
本标准规定了炼铁厂高炉喷吹烟煤系统中煤粉爆炸预防与防护措施的基本要求。
本标准适用于炼铁厂高炉喷吹烟煤以及烟煤与无烟煤混合喷吹系统的新建、扩建和改造工程项目 的设计、施工与验收,以及操作、维护、检修及管理。无烟煤喷吹系统可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 15605粉尘爆炸泄压指南
GB 50016—2006建筑设计防火规范
GB 50058—1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
国家质量监督检验检疫总局压力容器安全技术监察规程
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3. 1
烟煤粉 pulverized bituminous coal
干燥无灰基挥发分含量高于1。% ,能在气流中悬浮的煤颗粒的集合体(简称煤粉)。
3.2
高炉喷煤系统 the system of bituminoɑs coal injection into blast furnace
从原煤进入炼铁厂后的原煤储运、煤的干燥、煤粉制备、煤粉运输,煤粉喷入高炉整个生产工艺 过程。
3.3
煤粉制备系统 the system of pulverized coal preparation
从原煤仓、加热炉及其供气系统开始至煤粉仓为止的将原煤千燥磨制成煤粉并进行收集和储存的 系统(简称制粉系统)。
3.4
煤粉输送系统 the system of pulverized coal conveying
从制粉系统煤粉仓之后的仓式泵开始至喷吹系统之前的布袋收粉器为止的系统(简称输粉系统)。
3.5
煤粉喷吹系统 the system of pɑlverized coal injection
从喷吹罐开始至喷枪为止的将煤粉随载送介质喷入高炉的系统(简称喷吹系统)。
3.6
干燥介质 drying medinm
制粉系统中同时用作干燥和载送煤粉的具有一定温度的惜化气体。
3. 7
载送介质 tarrying rmdiiim
演粉、啧吹系统中用什载送煤.粉的气体。
3. 8
煤粉仓 pulverized coal collection bin
用.「任常地卜,料存煤粉的容器一
3 9
储煤皤 pulverized coal storing lank
,3喚吹系洗中泪以在常压卜接受来启煤粉仓的心煤树并伽"条件下将收入毗薩内的压力 t! 6ir j
3 10
咬吹躍 eoai inje^niig tank
匸作压力高F"热凤鴨力的川于二队煤粉的压力窄鴛”
3. 11
涅合器mi心
HI J z t.粉混昏和"L的发土
3. 12
流化滂 fl u s d ist^r
使-器内谋粉流如化的装置-
3. 13
单管路I®吹工芝 fnj*?ciijiR hy single pipe
顾M罐出口只女-条(或曲条)欧吹壬,尽气宣打M:「汐""匸祷的岐吹普一
3. 14
阀门或全位•置:Ifit! s:ife position nf v jl>e
在阀门i叩功止系",温•升界島策,枳粉利热同澳篁虫位豈。
3. 15
多管路喷吹工艺iSjiXtmg by pipes
啧吹標n接与同风![数巨相尊眨文管和连技旺莫次匸艺,
3. 16
混盲媒 the mixture of di Heron t < oals
将卜同神类的煤(如烟煤和九烟煤海行活卷迭配,混長
3. 17
粒煤 coal granule
通常'指粒径在0. 2 mm〜? mm问的颗粒細》
3. 18
帽化气体 men ^ases
小眄燃的代体,如氮气、1氧化碳气体等。
3. 19
原煤贮认系统 the sjstem for depositing and iraɪisporting coal
将原•煤由储煤场运输到原煤仓的运輸没為,包括储煤场与原煤仓组成的系统“
3.20
泄爆理管 venung lube
将巾泄諜n推岀的高温、高片燃烧物和主燃烧物引手到安令区域的宵r o
4 总剧
4. 1高炉喷吹烟煤系统的设计、施丁、生产利检修的第• -负责人,应熟知该系统的功能和泄漏、火灾、爆 炸的危阶件并札其职责年倒内对保讯诙菜统安全运行负击。
4.2高炉喷煤亵统应0有卜列功能;
&)规模和布局,满虽一高炉或高炉密1的娈求。
b)征捋原煤加「成煤粉,并能按设订的流量连絞将煤粉输送至燃粉5吹■、高炉。
2 徳长期■续正常还,,并1吏意外的紧急停罕碱少到最低限度.
d)配有满足安全耍求的器夷、控制设备和装宜,保证系统弟:11:常云:.彳i和車复地安全启动.或停车".
4 3位辻、生产过程中,应挥削卜冽危险因亲.
,i)原煤储哲场.•储艸.県煤£:内垸煤白燃,向暦煤机输人已燃原,。
L)原煤约料而畅或中;M、广攵系统由温疚骤升。
3 天茨发/「煤給自濕,
炭粉容器-3访内f丄L1邑
带负荷的磨煤机跳:矿
加热炉供风混仔过掲,
漏人元惰化'3勺m答貝管-;直内;
热空气或M燃气逆渝,、& <;.' -fc»
d)条裝度煤栾辞吋释放岀可燃气体-在谤备祁管晅中形戒更易爆炸的杂混物某此可燃气形成 的游袞葵祀任进煤粉自蜡
<)生产月谋种七没计煤神有展争旻别,
U煤粉处埋系统的火灾可能引谜爆诈或"可聴语发火莢-
只.)人员過入有情化七体的*這m没,内■亦上窑U =
h)未纤培训成培训A込标a梦.使设备维护不到位或巍作不当“
D 以气加序游煤松设备中浙犀炸打更禽,发生自燃机司.湖更地.,
J)氣煤枪供应系统没有可柔*
k)氧煤瞳吹'南电%管网、氧楝植:内有湘云和杂质,
D 啧吹气压力低于击炉热盂色力。
rn)宗统没.备、管网及弟结构未全部、可專接地*或接地电阳刘大,
t.)生产过程中气莓压匕低『喷吹罐压力"
4. 4髙炉咬媒系统的设计顶.责人应对条统的明能和防火防爆措施及其配豈负技木責任。
4. b高炉喷煤系统的旅工负赍人应按设计组织施工,对「杖质破未达到设计要求所导致的.后果和未经 说计单位同慮所做的施丄变更的后果鱼贵.,
4. 6设计単位和丄艺设计人员应只有国家相关部门核发的设i■卜资格证书。喷煤系统的设计部门疝提 供许细對设计说明吝或安全作业指导书,且中应包括喷吹煤粉的.成蛍指标及安全或求.
4.7冠炉喷煤系统的设辻应经有关部门审批,批朮人对系统的防火防爆设订.安全魚*批賣仟,
4.8新建、改建、扩建高炉喷煤系统的建设.设计和te r -方应遵守本规程进行布关防火防爆方而的 协■调>
4.9対高炉喷煤系统的所有繰作人员应实行生产操作和団火防爆培训.与核、发郁、特讪上岗、过失记 录的制度*対高炉喷煤糸统断右操作人员的防火防爆专门培训时间每年不应少T 16 h,,
新工人进入高炉喷煤系统的生产岗位前.应接受防火防爆知识的专门培训,经考核合格方叫卜闫 「化
脱离咼炉啧煤.杂统1-仲噌位个月以上車新1二岗的人员,Jm宰先艺彳T相应的阮火防爆去f j培训,并
经考核合格方可上岗。
外来参观或学习的人员,应接受必要的防火防爆安全教育,并应由专人带领。
4. 10混合煤喷吹应采取与烟煤喷吹相同的安全措施。
4. 11烟煤质粒煤喷吹可参照烟煤喷吹设置安全措施。
4. 12高炉喷烟煤工程试车前,应经国家相关部门(地方消防部门)的安全验收,该部门对系统的防火防 爆负验收责任。
4. 13高炉喷煤系统应制定相应的事故应急救援预案。
5设计
5. 1 一般规定
5.1.1制粉系统宜釆用只设一台风机和一级布袋收粉器的全负压制粉工艺。喷吹系统宜釆用单管路 喷吹工艺。宜釆用制粉和喷吹直接衔接的系统,其间不宜设输粉系统。
5. 1.2宜选用漏风率低的中速磨煤机、气密性好的给煤机和高效的收粉设备和附件。
5. 1.3煤粉仓、仓式泵、储煤罐、喷吹罐等罐体以及收粉设备灰斗壁,落粉管路等内壁应光滑,下料锥体 壁与水平面夹角不应小于70°或采用惰化气体流化器。
5. 1.4仓式泵、储煤罐、喷吹罐、贮气罐、分气包等压力容器的设计、制造及安装应遵守国家质量监督检 验检疫总局颁发的《压力容器安全技术监察规程》。
5. 1.5布袋收粉器应采用抗静电滤袋。
5.1.6原煤仓前的皮带机上应设置原煤除铁设施和金属探测器。
5.1.7供给高炉喷煤系统的各种压缩气体应经脱油、干燥处理。
5. 1.8未设可靠的机械通风的非开敞式煤粉制备厂房,应按GB 50058—1992规定的10区进行电气 安全设计;下述情况之一者,可按11区进行电气安全设计:
——煤粉制备厂房为开敞式建筑;
——煤粉制备厂房为半开敞式建筑,能进行充分自然通风;
-一煤粉制备厂房内设有可靠的机械通风。
5. 1.9系统的供电应按两路独立电源设计。
5. 1. 10所有设备、容器、管道均应设防静电接地,法兰之间应用导线跨接,并进行防静电设计校核。 5.1.11宜设置移动式或固定式真空吸尘机组,不应用压缩空气清扫厂房和设备表面。
5. 1.12原煤仓的形状和表面应利于煤流排出,不易积煤。下料锥体壁与水平面夹角不应小于65°;当 釆用非圆截面时,相邻两壁间交线与水平面夹角不小于60°,且壁面与水平面夹角不小于65°;对于褐煤 及黏性大或易燃的烟煤,相邻两壁交线与水平面夹角不应小于65°,且壁面与水平面夹角不小于70°。 相邻壁面交角内侧,应做成圆弧形。
5. 1. 13磨煤机入口应设兑冷阀,吸取空气或风机出口等处排出的气体。当吸气口是敞开式时,应将吸 气口放置在室外,有明显标识,并以煤气放散口对待。宜使用封闭管路吸取主排风机出口排出的气体。
5. 1. 14磨煤机入口温度应比设计煤种中最低燃点低50°C以上,磨煤机出口温度应比磨煤机后收粉设 备中耐温最低者低20°C以上,比出口露点高1OP以上,且不低于60P,对于褐煤不高于9O°C,对于烟煤 不高于120C。
5. 1. 15系统可以不测一氧化碳含量,但布袋与粉仓应加强温度监测。在距拐角1 m〜5 m处应设置 热电偶,其插入深度距仓壁不小于1 m,热电偶应设有保护结构避免折断。相邻测点间水平垂直间距不 应大于4 m。
5.2厂房
5. 2. 1应按GB 50016—2006规定的乙类火灾危险建筑进行设计。
5.2.2应设消防水管路系统,厂房周围应设消防车通道,主要火灾危险场所应设与消防站直通的报警 设施。
5.2.3应通风良好,地板及内墙面应平整、光滑(刷油漆或粘瓷砖等),并设冲水清洗及排水设施。污水 必须进行净化处理后才能外排。应尽量避免可能积粉的部位。难以避免的部位应便于清扫。
5.3管道
5.3.1煤粉管道应减少法兰联接,内壁应光滑。
5- 3. 2制粉管道布置应避免产生积存煤粉的死角,与水平面夹角不应小于45°。当必须布置水平管道 时,额定负荷工况设计流速应不小于25 m/s。
5.3.3磨煤机出口以后的煤粉管道中的最小负荷工况设计流速应不小于15 m/s0
5.3.4输煤、喷煤管道内流速应满足设计参数。
5.4情化
5.4.1制粉系统应釆用惰化气体作为干燥介质,负压系统磨煤机入口氧含量小于或等于8%,末端出 口氧含量小于或等于12%,煤粉仓内氧含量小于或等于12%。
5.4.2用压缩空气作为输粉和喷吹的载送介质时,在紧急情况下应能立即转为氮气。
5.4.3制粉系统和喷吹系统的煤粉仓应设有氮气连续惰化装置。
5. 4. 4输粉、喷吹系统中的仓式泵、储煤罐、喷吹罐等压力容器的加压和流化介质应釆用氮气或其他惰 化气体。
5.4.5仓式泵、储煤罐、喷吹罐、煤粉仓等设备或装置应设有应急接通压缩空气管道,阀门宜配活接头, 并能与氮气管路互换。
5.4.6布袋收粉器及喷煤系统的煤粉仓应设有充氮装置。
5.4.7氮气罐及氮气分配气包应设置在室外。当喷煤厂房为(半)敞开式时,氮气罐及氮气分配气包允 许设置在厂房内,并尽可能布置在通风良好的位置。
5. 4. 8煤粉仓宜处于微正压或微负压,使用氮气连续惰化,置换可燃气。
5.5泄爆
5.5. 1除压力容器外,所有煤粉容器、与容器连接的管道端部和管道的拐弯处均应设置足够面积的泄 爆孔,其朝向应不致危害人员及其他设备。当需要设泄爆导管时,泄爆导管的长度不应超过导管直径的 10倍。
5. 5. 2容器、设备、管道和厂房的泄爆应按GB/T 15605进行设计。
5.5.3当爆炸状态出现时,罐体应能够承受爆炸压力。
5.6隔爆、抑爆及灭火
5.6. 1喷吹罐和喷吹管路应能够紧急自动切断。
5. 6.2输粉、喷吹系统的供气(压缩空气或氮气)管道均应设置逆止阀。
5-6.3工艺设备及管道的设计和配置,在保证生产需要的条件下,应尽量减少容器数量、缩小管道直 径、减小管道长度、减少弯头数目,消除局部积粉,提高系统内的煤粉浓度等。
5- 6.4制粉系统的煤气燃烧器、磨煤机、布袋收粉、制粉系统和喷吹系统的煤仓应设紧急充氮系统。
5.6.5厂房内应设水雾式灭火系统或蒸汽灭火系统,禁止采用喷射水柱的灭火方法。煤粉容器内应设 二氧化碳或磷酸盐类灭火装置或系统。
5.6.6所有电气室内应设灭火装置或灭火系统。
5.6.7原煤贮存系统应加喷水装置。
5.7监测报警及安全联锁
5.7. 1磨煤机入口、布袋收粉器进口和内部、煤粉仓,仓式泵、储煤罐、喷吹罐等处应设置上限温度监控 装置。磨煤机出口等关键部位应设置上、T■限双温监控装置及报警装置。
5. 7.2原煤仓、煤粉仓应设置高料位和低料位监测装置,达到极限值时报警。
5. 7. 3制粉系统应设固定式氧含量和一氧化碳浓度在线监测装置,达到报警值时应报警并自动充氮, 达到上限值时应自动停机。
5. 7.4应对喷吹罐压力,混合器出口压力与高炉热风压力的差值进行安全联锁控制。
5.7.5应对喷吹用气压力与喷吹罐压力的差值进行安全联锁控制。
5.7.6氧煤枪供氧系统应具有自动转换或充氮保护功能。
5.7.7炉前供氧总管应设置保护功能。
5. 7.8煤粉输送系统和喷吹系统所有气动阀门在事故断电时均应能向安全位置切换。
5.7.9高炉喷枪前输煤管上应设非金属管段,在发生回火时能够立即熔断。
5.7.10在高炉前的输煤管上应有测压点和送风装置,当该压力与高炉热风压力差值低于安全值时,能 够立即启动送风装置送风,防止回火的发生。
5.7.11厂房内人员活动区应有氧气和一氧化碳报警装置,防止一氧化碳中毒和氮气窒息。
6施工与试车
6. 1施工
6. 1. 1施工单位应根据设计和现场条件制定施工防火防爆安全细则。
6. 1.2施工现场靠近已投产的喷吹烟煤系统的设备时,应设置临时防火防爆分隔和足够的消防器材, 施工人员应有施工作业证和动火证。涉及在用设备时,应按7. 4. 1、8. 6、8. 7的规定先停车后施工。
6.2试车
6.2. 1应由建设、施工和设计单位组建试车领导小组(或指挥部),负责制定验收标准和试车防爆安全 细则,检查生产设备和防爆设施性能并领导试车工作。
6.2.2试车应依次进行单机试车、空负荷联动试车和负荷联动试车,后一级试车应在前一级试车合格 后进行。试车期间应使用无烟煤。
6.2.3负荷联动试车时,系统联锁、报警设施应灵敏,泄爆、抑爆设施应可靠,防爆灯具、通讯设备、消防 器材应齐全完好并有事故应急处置预案。
7操作
7-1 一般要求
7. 1. 1系统的联锁、报警设施应灵敏。
7.1.2阻断、隔爆、抑爆、泄爆设施应可靠。
7. 1.3消防器材应完好、有效。
7.1.4监测仪表应完好、准确。
7. 1.5现场、设备及管道内不应有火种和易燃物;转动件和传动件应无卡阻。
7.1.6原煤仓内应备有无烟煤。
7.2启动
7.2. 1制粉系统应按下列逆向顺序启动:布袋收粉器清灰装置;收粉器之后的排粉风机;磨煤机。
7.2.2磨煤机出口温度不应超过8OC,应先投入无烟煤或无烟煤比例较大的混合煤,待制粉系统运行 正常后改投烟煤或烟煤比例较大的混合煤。系统排放尾气的氧含量在正常启动时不应超过12%,非正 常停车后重新启动时不应超过8%。
7.2.3应将籀粉管吹扫干净,方可输粉。
7.2.4喷吹管未吹扫干净不应向高炉插入喷煤枪。插入氧煤喷枪时应先用氮气或其他惰化气替代氧 气,待喷吹正常后改用氧气。
7.3运行
7.3. 1应调节、控制各监测点的压力、温度、一氧化碳浓度和气氛氧含量,防止急剧升高和超过规定值。 磨煤机的出口温度不应超过80°C。
制备煤粉时,负压系统末端气体的氧含量不应大于12%。
7.3.2煤粉仓、喷吹罐内温度急剧升高超过85P时,应改用全氮气输粉和喷吹。
7.3.3应防止漏风、漏粉和管道、设备内部积粉。
7.3.4应定期测定煤粉粒度、水分。煤种变化时应分析煤粉挥发分、测定煤粉着火温度和返回火焰 长度。
7.4停车
7.4.1计划性停车
——应将仓式泵、储煤罐等压力容器内煤粉排空,压力降至常压。停车超过8 h,制粉煤粉仓、喷吹 煤粉仓内煤粉应排空。停车超过8 d时,原煤仓内烟煤应排空。
——应使用惰化气体保护喷吹罐,维持罐内压力比高炉热风压力高0.05 MPa〜0. 10 MPa。停车 超过2 h应将喷吹罐内煤粉排空。
——使用氧煤喷枪时,应在拔枪前用氮气或其他惰化气置换氧气。
——输粉管、喷吹管应吹扫干净。
——宜用惰化气将布袋收粉器等设备和制粉管道内煤粉吹扫干净。
——各阀门阀位应置于停车位置。
——磨煤机停机前,应使磨煤机内积煤达到最少。若停机超过2 d,应将磨煤机内积煤排空。
7.4.2非正常停车
——各监测仪器、仪表应保持正常运行状态,出现异常测值时应立即处理。
--应改用氮气做载送介质。
——应检查并清除各设备、管道内火种。
—宜用氮气吹扫制粉系统内部各处积粉。
——磨煤机岀口温度不应超过70-C,制粉系统排放尾气氧含量不应超过8%。制粉煤粉仓、喷吹煤 粉仓和常压状态的仓式泵、储煤罐内氧含量不应超过12%。喷吹罐和加压状态的仓式泵、储 煤罐内氧含量不应超过8%。
——各阀门阀位应置于安全位置。
7.5应急操作
7. 5. 1磨煤机断煤时,应调节干燥介质温度,使出口温度不超过85笔,系统排放尾气氧含量不超过 8%,继续运行。当出口温度超过85°C时,应改用全氮气输粉和喷吹。
7.5.2磨煤机满煤时,应停止投煤,减少千燥介质供应;如磨煤机内温度升高时,应通入氮气。
7.5.3突然停电时,应切断电源,使各阀门阀位置于安全位置。
7.5.4布袋收粉器着火时,应立即停车,切断通向煤粉仓的煤粉通道,通入氮气或用灭火器灭火,不应 使用喷射水柱灭火。
7.5.5仓式泵内煤粉着火时,应通入氮气或蒸汽灭火。若着火面积很小,可用氮气作为输粉载气将煤 粉送空。
7.5.6爆破片破裂时,应及时更换爆破片。
7.5.7煤粉仓着火时,应立即停给煤机、磨煤机、布袋排灰阀,堵住通向粉仓的煤粉通道。打开吸湿管 阀,向粉仓内启动蒸汽或惰化气灭火装置。若着火面积很小,可以使用全氮喷吹将煤粉喷向高炉。
7.5.8磨煤机着火时,应立即停给煤机、风机、磨煤机布袋排灰阀,布袋脉冲不停,堵住通向粉仓的煤粉 通道。向磨煤机内充入蒸汽或氮气灭火。向布袋内投入惰化气进行保护。必要时打开人孔,使用灭火 器灭火,尽快清除残煤。
8维护检修
8.1应保持设备表面、厂房内无积粉和易燃物。定期清仓,清罐。检查除尘器,清除布袋灌肠。
8.2应按仪表产品说明书的要求定期校验氧浓度、一氧化碳浓度等关键的监测仪表。
8.3应定期校验制粉、喷吹系统的压力、温度仪表。
8. 4应定期检查泄爆、抑爆的零件、部件,对检查发现的问题及时处理。
8. 5应按国家质量监督检验检疫总局颁发的《压力容器安全技术监察规程》的规定检查压力容器。
8.6检修应在岗位操作人员配合下进行。动火应有动火证和足够的灭火器材。动火完毕应清除火险 隐患。
8.7人员进入容器内进行检修作业应经主管人批准,容器外应有专人监护并制定相应的应急计划。进 入容器前应清除残粉,切断惜化气和高温气进口,通风换气使容器内温度降至40C以下,测定氧浓度、 一氧化碳浓度,确认无窒息、中毒等危险后,方可进入容器进行检修作业。
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书号:155066 • 1-31860
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