煤气余压发电装置技术规范 GB50584-2010
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4.3 煤气系统

4.3.1  TRT装置在靠近煤气主管的入口侧、出口侧煤气管道应设可靠切断装置。

4.3.2  入口侧煤气管道附件的安装,按煤气流向顺序应为:可靠切断装置、流量计、紧急切断阀及其旁通均压阀。当TRT装置前的净化系统有煤气流量计时,TRT装置入口可不设流量计,但该净化系统的煤气流量信号应送至TRT控制室。

4.3.3  TRT装置可在入口蝶阀处增设带调节的启动阀。

4.3.4  TRT装置进出口煤气管道应设旁通快开阀。

4.3.5  煤气阀门应符合下列规定:

    1  进入TRT装置的煤气温度小于或等于80℃,压力在大于0.25MPa、小于0.30MPa时,各类煤气阀门设计压力应取大于或等于0.30MPa;

    2  TRT装置出口的各类煤气阀门设计压力应取大于或等于0.05MPa,煤气温度大于80℃时,各类煤气阀门压力必须考虑阀门材料的压力-温度修正;

    3  TRT装置的进口煤气管道与地面净距小于或等于6m时,应选用全封闭式眼镜阀;

    4  TRT装置设置的蝶阀,其密封试验级别不应低于现行国家标准《通用阀门  压力试验》GB/T 13927的B级、密封副宜采用金属硬密封形式;

    5  紧急切断阀应有快闭缓开功能,快闭动作时间不应大于1s;旁通快开阀应有缓闭快开功能,快开时间不应大于1s。

4.3.6  湿法除尘煤气的TRT装置进口管道、TRT透平膨胀机组级间、TRT装置出口管道应设连续排水密封罐。干法除尘的TRT装置的进口管道宜设,出口管道应设定期的排水密封罐。TRT装置出口煤气管道的排水密封罐,其水封高度应比管道的最高工作压力加500mm,且不应小于3000mm。

4.3.7  煤气管道及管件应符合下列规定:

    1  TRT装置的前后煤气管道对透平膨胀机组的进出口节点作用力和弯矩不应大于设备允许的范围。

    2  进入TRT装置的煤气为湿法净化的煤气时,TRT装置前后的煤气管道不锈钢波纹补偿器材质可选用304、304L、316、316L等奥氏体不锈钢材质。若为干法净化的煤气时,则TRT装置前后煤气管道不锈钢补偿器应考虑氯离子对材质腐蚀等因素。

    3  TRT装置内的碳钢煤气管道,其腐蚀裕量应大于或等于2mm。透平膨胀机进出口节点处的碳钢弯头必须采用圆弧弯,其腐蚀裕量应大于或等于3mm。

    4  干式除尘系统的煤气设备和管道,其法兰垫片的材质应使用耐高温的石墨盘根或包覆填料、缠绕填料。

4.3.8  管道(含阀门)的公称口径超出国内外各类标准法兰的规格,则法兰的设计、制作应符合下列规定:

    1  管道(含阀门)的法兰设计应符合现行国家标准《钢制压力容器》GB 150的有关规定,填料宜按软填料选取,成品说明书中应注明所选取的填料材质限制;

    2  管道法兰材质性能应高于或等于钢号Q235-B的要求;

    3  材料金属工作温度大于或等于100℃、工作压力大于或等于0.1MPa的法兰材质应符合压力-温度等级的许用应力;

    4  工作压力在0.25MPa ~0.30MPa的法兰可按设计压力0.30MPa选取;

    5  工作压力在0.01MPa~0.05MPa的法兰可按设计压力等于0.25MPa选取;

    6  管道法兰应参照所配阀门法兰标准系列的技术要求制作。

4.3.9  煤气系统的主要工艺控制应符合下列规定:

    1  TRT装置入口的插板阀,其两侧应设置差压显示、报警。当差压小于或等于该类阀的规定值时,才允许阀门启动。

    2  TRT装置进、出口的所有阀门应按顺序动作,并设置连锁保护以防误动作。

    3  TRT装置采用煤气干法净化时,煤气入口应有温度高限与TRT透平主机停机及紧急切断阀关闭的连锁控制。TRT装置采用煤气湿法净化时,煤气入口应有温度低限与TRT透平主机停机及紧急切断阀关闭的连锁控制。

    4  TRT装置入口可调静叶开度宜在高炉控制室和TRT装置控制室均能显示,并应在TRT控制室控制开度。

    5  TRT装置的入口蝶阀及启动阀、旁通快开阀、紧急切断阀、旁通均压阀应有开、关到位信号。具有调节性能的入口蝶阀、启动阀、旁通快开阀应有开度指示信号。

    6  TRT透平膨胀机事故停机时,采用TRT装置与煤气减压阀并联控制炉顶压力的煤气系统时,装置外的减压阀、TRT装置的进出口旁通阀应自动打开并控制,装置的紧急切断阀及TRT透平的入口静叶应迅速自动关闭。

    7  TRT透平膨胀机停机的危急保安、厂房机械排风机开机,在现场应有操作控制设施。
 

条文说明

 

4.3.1  本条为强制性条文。一个煤气装置与企业煤气管网相连时,必须在装置的进出口设置能切断管道煤气介质的设备,以使煤气装置能独立、安全地进行检修等专业。而TRT装置的煤气介质含有毒性高度危害的一氧化碳,故本条的可靠切断装置,即是指符合现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222-2005规定的切断装置。同时为了煤气主管的安全和检修,TRT装置进出口切断装置应靠近煤气主管。

4.3.2  根据现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB6222-2005的规定,当一个子系统需与运行的煤气干管切断隔离,进行施工、检修时,仅采用一个蝶阀、闸阀或球阀作为隔离装置是不安全的,因为炼铁煤气不仅可燃并有毒,如煤气中的一氧化碳较长作业时间的中毒浓度为24ppm,而一氧化碳在空气中的爆炸下限为12.5%,即中毒的浓度远比爆炸下限低2个~3个数量级,煤气子系统运行几年后,一个蝶阀、闸阀或球阀为隔离装置的阀门因内泄漏而使施工检修区域形成中毒环境,故现行国家标准《工业企业煤气安全规程     》GB 6222-2005规定一个蝶阀、闸阀或球阀加盲板阀(眼镜阀、插板阀或扇形阀)才是可靠的煤气切断装置。

4.3.4  正常运行时炼铁炉顶煤气压力由TRT的静叶控制,当TRT装置因本身故障紧急停机,为防止炉顶煤气压力急剧升高,故系统中必须设置旁通快开阀,以维持炼铁炉顶的压力进行正常的冶炼工序。

4.3.5  大高炉TRT装置煤气介质的工作压力在0.20MPa ~0.30MPa,为其服务的大型阀门需选取合适的压力等级,而有关的阀门压力的公称压力(PN)通常为0.25、0.60、1.00MPa ……等级,这对直径在3.0m以上的阀门,如按0.60MPa等级选用,对阀门的制作、法兰选取等都将形成很大的困难,并重量也将相当庞大。经本规范编制组讨论认为,阀门不一定需按这种通常的公称压力等级,而可选用0.30MPa作为设计压力,这也符合现行国家标准《管道元件PN(公称压力)的定义和选用》GB/T 1048-2005中第3章的“注:必要时允许选用其他PN数值”。但此时阀门的材质质量,制作质量应满足材料的压力—温度的许用应力要求。

     眼镜阀或插板阀动作时,阀壳体有被沿管道轴向被顶开的动作,导致煤气外泄,故当离地面较近时应采用阀外有密闭壳体的阀门。这在现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222-2005中也作了类似规定。

4.3.6  TRT透平膨胀机组的排水应在机组带的球阀后相接,机组的冷凝水排放和煤气管道冷凝水排放置于一个冷凝水排除器时,排除器的有效水封高度应以透平膨胀机组的最高排水压力为计算基准,并按现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222-2005的要求,有效水封高度应为最大工作压力(mm水柱计)加500mm。

4.3.7  常用的奥氏体不锈钢如304、304L、316、316L等。介质有氯离子时会发生应力腐蚀,故不锈钢材质一般控制介质中的氯离子浓度不大于25mg/L,其中316L耐氯离子浓度每升可达几百毫克。TRT装置前的煤气净化为干法除尘时,其煤气冷凝水有氯离子,每升约几十至几百毫克,此时不锈钢波纹补偿器因其壁薄(约1mm)如采用304,会发生腐蚀穿孔现象,此种情况可采用316L材质。国内有报道,某沿海大钢铁企业因采用海运铁矿石,途中用海水浇洒铁矿石,其布袋除尘后的煤气有大量氯离子,经化验,煤气冷凝水氯离子每升达几千至上万毫克,此时采用高性能的316L不锈钢,仍不耐腐蚀。解决的措施是或采用价格昂贵的镍基合金应改为镍基合金800,或254SMo,或在316L材质内壁做特殊防腐处理。

    按照钢铁设计系统常用的《钢铁企业燃气设计参考资料 煤气部分》煤气大管道的腐蚀裕量取2mm。对于进、出口处的弯头,因其本身截面积小于接管管道,流速高,管壁受冲刷,故适当增加管壁腐蚀裕量。

4.3.8  由于目前国内标准法兰系列中最大公称直径为3.0m,国外可参考的美国大口径法兰标准公称直径为64时(约1625mm),为此对于炼铁煤气公称直径在3.0m以上的低压大口径法兰难以选取标准法兰,故本规范规定按照现行国家标准《钢制压力容器》GB 150中的法兰章节,计算非标法兰。但为了符合经济性原则,大口径、工作压力0.25MPa~0.30MPa的法兰,可不必拘泥于标准法兰公称压力的级数规定按0.6MPa计,而按设计压力0.30MPa选取,工作压力在0.01MPa~0.05MPa的法兰按设计压力等于0.25MPa选取,是符合现行行业标准《金属密封蝶阀门》JB/T 8527规定的公称压力小于或等于0.25MPa法兰按0.25MPa等级制作。

4.3.9  本条作出了煤气系统主要工艺控制的规定。

    本条第1款~第6款,TRT入口煤气压力在0.12MPa~0.25MPa,温度在120℃~200℃、2000m3~3000m3高炉的TRT入口管径约1800mm.所以入口煤气的盲板阀在关闭状态时,阀前为高压高温煤气,阀后可能为常压气体,阀板承受很大的盲板力,此时抽除阀(盲)板必将对阀门的执行机构有很大的不利影响,如果该类盲板阀不允许在其阀门的公称压力下进行开启操作,而必须在阀前后压差小于或等于某数值才能开启,否则将造成阀门的破坏,故插板阀或扇形阀,应有差压显示、报警。

    TRT装置采用煤气湿法净化时,煤气入口设温度低限是为了防止膨胀后的湿煤气出现结冰现象,损坏高速旋转的透平膨胀机叶片。

    本条第7款为强制性条款。旋转煤气设备有异常、危险的紧急情况,如振动噪声特别大、大量泄漏煤气、电气设施有火花等,这些异常情况可能在控制室未能及时反映并动作,而现场巡视人发现,此时需立即停机、打开厂房设置的排放机,避免事故扩大。故在现场应有这些应急的操作控制措施,这是重要的安全措施,故定为强制性条款。应急操作控制措施可以是独立的操作箱,也可以设在设备上,能手动操作停机的危急遮断器。

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