两起能源介质污染事件分析及措施

两起能源介质污染事件分析 及措施

唐烨 张本斌

新疆八一钢铁有限公司炼钢厂，新疆宝地产城发展有限公司 工程项目管理部 ，新疆 乌鲁木齐 830022

1 前言

常见的能源介质污染事件多发生在能介生产方或用能用户内部。生产方是由于多套生产系统联网，生产介质品种较多。生产方在生产组织需要时，对联网阀门操作或当联网阀门内漏等原因时，会出现能源介质污染事件。用户用能端为保证系统的稳定、可靠，对能介性质、压力等级相近气体进行联网互为备用。在检修切换用气或事故状态用气时，互为联通气体由于压力差异、操作或阀门内漏等原因出现气体污染事件。

通常独立用气点或单一用户出现能源介质污染事件，原因判断、措施采取应对迅速，处理快，对生产的影响时间比较短，影响的范围和造成的经济损失相对较小。但2018年公司发生的两起能介污染事件打破这种长期的惯性思维，对能源介质管网系统及联通系统都需要重新认知。

2 回顾事件一

2.1 事件简述

2018年2月5-11日40t转炉煤气回收检测仪表，氧含量频繁出现超标，期间40转炉炉煤气因检测含氧高拒收放散。这次较长时间转炉煤气放散，损失严重。尤其是冬季供暖季节煤气缺口较为严重，给生产组织及正常生产都带来较大影响。

2.2 原因分析及处理

事件前期分析原因可能性：仪表误报、仪表镜片有水气等透过率差、仪表用管网低压氮气纯度超标等。通过逐一检查处理并验证后，仍存在煤气含氧波动超标现象。2月10日炼钢内部将煤气检测仪表用低压氮气倒换成氩气使用，煤气含氧正常。继续对低压氮气供气系统扩大范围查找原因。直至2月12日才发现并确认，一棒线氮气手动阀门在一周前检修使用后未完全关闭，低压氮气在系统压力低于压缩空气系统压力时,压缩空气串入低压氮气支路，混入母管,造成低压氮气系统污染，影响到下游用户对氮中氮要求含量较高的煤气回收系统。关闭一棒氮气阀门后，40t转炉煤气回收检测系统将氩气切换低压氮气使用，正常回收，异常彻底消除。

40t转炉各用气点

一高棒线用气点

一高棒线用气点

一高棒线用气点

空压站外供压缩空气~0.7MPa

制氧分厂外供低压氮气~0.7MPa

3. 回顾事件二

3.1 事件简述

2018年10-11月期间，因120t转炉钢水中氮组份超标，炼钢、能源通过多次现场查验及数据分析，确定为氩中氮超标所致。由于炼钢内部氩气与中压氮气多处有联通点，氩中氮超标事件每年都会发生数次。每次炼钢自身处理后事件终止，但一段时间又会反馈氩中氮含量超标，这种反复已作为氩中氮事件处理的常态程序。但本次氩中氮超标持续时间长并在120t氩气入户母管中检测氮组分超标。将内部污染延伸到系统管网进行分段逐一查验。

制氧外供氩气从生产至调压站外供出厂共有三处检测点，检测数据均为在线连续分析并未见异常。排除氩气源头气体不合格的可能。氩气外供系统相对较为简单，用户较少。除煤气制氢供冷轧用户及其它三处煤气回收检测仪作为备用气源外，其它就是转炉用户。

氩气外供系统图：

3.2 分析及处理

系统管网通过分段取样检测，数据对比，发现氩中氮超标的规律与40t转炉冶炼品种钢有关。在40t转炉现场氩气用气点发现吹氩气包氩气出口管与中压氮气包中压氮气出口管，共用同一个管线进入转炉钢包。而且氩气及中压氮气阀门均为人工手动操作，而且近几年40t转炉冶炼钢种变换较为频繁，人为切换氩气及中压氮气阀门较为频繁。由于阀门手动操作频繁，没有关闭或关闭不严都有可能造成中压氩气和中压氮气互相串气。

炼钢厂40t转炉现场将氩气出口、氮气出口阀门后完全断开，只通过一根软管与阀门后管道连通。用氩时连通氩气管道，用氮时联通氮气管道。通过最原始简单的办法，本质化消除氩、氮气之间的污染。改造后至今再未发生120t炼钢氩中氮超标事件。

4 现状及措施

4.1 危害

上述两起气体污染事件造成的影响和经济损失很大，原因分析及异常排除花费的时间较长，但造成的原因又都非常简单。

目前铁、钢、材等多个用户现场，不同介质的联通点较多。有氧气-氮气、氮气-压缩空气、氮气-氩气、氢气-氮气、煤气-氮气等介质联通。常作为工艺用气或仪表气源的备用用气、检修用气等。而多处联通点均通过一个手动阀进行连接，没有必要的“防错”可靠切断设施。管线之间互相串气，影响范围、危害大小不一。例如：对氮气要求较高的用气点由于氮气含氧量超标会造成生产工艺调整、产品质量事故。氮气作为煤气、氢气管道吹扫气源，当含氧量超高时可能造成燃爆安全事故。都会影响生产组织，造成经济损失。

4.2 措施

4.2.1 技术措施

1）不同介质联通应采用“手动双阀+单向阀+放散阀”形式：

例如：

氮气

2）不同介质联通不经常使用的阀门，应通过加装盲板、眼镜阀等方式可靠切断。

3）对所有用户支管进户前增加单向阀，杜绝母管能源介质污染。

4.2.2 管理措施

1）对于氮气-压缩空气联通、氮气-氩气联通、氮气-氧气联通等阀门。应进行建档、挂牌及现场警示说明。

2）联通阀使用应有记录、有跟踪并上报动调备案。

3）用户内部不允许私自设置不规范的联通设施。

5 结论

对已成现实不规范的能源介质联通点，应进行疏理、排查建档、绘制系统图，并按上述技术措施进行整改。新建或新增不同能源介质联通用气点的连接形式，应按技术措施执行。其次要加强对不同能源介质联通管网的精细化管理，提高用户用能认知及关联能源介质之间风险判断和处理能力。

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