镀锌线退火炉的电气安全措施

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镀锌线退火炉的电气安全措施

现代冶金工业和制造工艺中大型退火炉的应用逐渐广泛，退火炉的特性决定了其燃料的选择以有毒物质和易燃易爆物质为主，如采用天然气或煤气为燃料，而采用氮气或氢气作为保护介质。不难看出，一旦退火炉发生爆炸或中毒事件，其危害将不可估量。



采用电气手段来加强退火炉安全，即退火炉电气安全措施，它不但改进了传统退火炉的安全防护，更有效地提升了退火炉的安全等级。如STEIN型退火炉的电气安全措施则对危险部件进行多重软硬件连锁；在PLC控制程序中采用可靠控制策略；安装介质气体分析设备进行监控等。



一、镀锌线退火炉安全连锁

镀锌线退火炉安全连锁主要包括煤气钥匙安全阀和氢气钥匙安全阀。其功能和安全连锁各有所不同，下面作具体分析：



（一）煤气钥匙安全阀

煤气钥匙安全阀有三部分组成，即上下游切断阀和中间放散阀（0421XV111、0421XV112、0421XV113）。中间放散阀和上下游切断阀在操作中动作相反，即上下游切断阀处于打开状态则中间放散阀则关闭，中间放散阀关闭这上下游切断阀则打开。煤气钥匙安全阀对安全连锁控制起着十分重要的作用，因其直接切断或供给炉子烧嘴煤气，让退火炉的安全得到较好保障。在煤气钥匙安全阀安全连锁又可分为硬件和软件连锁。在安全连锁中，需要打开煤气钥匙安全阀，那么，首先就需要满足硬件连锁，然后再进行软件连锁控制，其中有包括初始条件和恒定条件。软件连锁的初始条件只在打开安全阀之前能起作用，一旦阀门打开，则不在其作用，而恒定条件则只要有一项条件不满足，安全阀门则自动关闭。



1、安全连锁之硬件连锁

这一般以晋级按钮来进行控制，通常在远程控制台柜门和中央控制台上进行安装，紧急按钮一旦按下，则煤气钥匙安全阀立即关闭。也可以再硬件控制回路的低压开关和高压开关处进行硬件控制，一旦压力开关报警则煤气钥匙安全阀也随之立即关闭。



2、安全连锁之软件连锁

在初始条件满足下，煤气钥匙安全阀应处于关闭状态。而在恒定条件下则有如下情形：煤气钥匙安全阀本身不存在故障；过压安全放散阀也不存在故障；低压和高压开关也没有报警现象；烧嘴煤气阀亦无故障；压力调节器处于自动模式且处于正常工作状态；煤气的压力在正常范围内，氮气安全阀打开但没有故障；助燃风机正常，低压开关未报警；废气管道和煤气水封液正常，烧嘴管道泄漏检




测正常，紧急按钮未按下，废气分级正常运转，压力控制回路也未报警。当上述条件只要有一个条件未满足，煤气钥匙安全阀无法打开，则打开的自动关闭。



（二）氢气钥匙安全阀

氢气钥匙安全阀的构成则有2个主切断阀和2个泄漏测试阀。氮气混合站通常只设一只气密控制箱，目的是对氢气钥匙安全阀的泄漏进行测试，在紧急条件下进行关闭。同样，氢气钥匙安全阀也有硬件和软件连锁之分。



1、安全连锁之硬件连锁

通常在远程控制柜门和气密控制箱上各设置一个紧急按钮，紧急按钮对氢气安全阀起关闭作用；也可在硬件控制回路的低压开关和高压开关以及入口密封低压开关处进行硬件连锁，一旦压力开关出现报警则氢气钥匙安全阀将自动关闭。



2、连锁之软件连锁

氢气安全阀只有在恒定条件下方才打开，具体有以下情况：紧急按钮未按下，高低压开关未抱紧，回路自动模式正常，气流量和压力值正常未报警，管道气温正常，入口密封锟关闭且正常，出口密封挡板打开而无故障，锌锅液位和锌鼻子无故障而正常运转，氮气流量控制回路正常，氮气阀门无故障，放散阀等正常，一旦上述条件之一没有得到满足，氢气钥匙安全阀将无法打开，如果原来是打开的也将自动关闭。



二、PLC空的安全控制策略

为避免退火炉爆炸事故，可在控制程序中增设煤气管路泄漏测试程序，测试主要有主管测试和单层测试。



（一）主管测试

一旦系统发生故障则自动关闭各层煤气切断阀。打开切断阀，如果主管道的压力在200daPa上下，约20秒后该切断阀关闭，然后进行压力测试，如果压力下降速度超过预定值，说明管道有泄漏，如果压力下降测试正常，则可继续测试。



（二）单层测试

单层测试中，应在电磁阀打开前看每层氮气的流量（通常应该是“0”或者接近“0”），若氮气电磁阀都处于关闭状态，氮气流量大于0.1m3/min则要考虑电磁阀的开关状态。具体操作是先关闭所有手阀，然后逐一打开检测，若某一手阀打开时流量上升则说明电磁阀关闭不到位，需重新进行处理。



三、可靠介质气体按照的取样分析




在操作中可以通过分段扫描的方式来进行介质气体分析，但需要注意：

1、要保证镀锌线退火炉各段的O2％低于0.5%时才能将炉子的温度升高到300℃以上，否则不能进行升温。

2、要保证镀锌线退火炉各段的O2％低于0.5%时才能打开氮气钥匙安全阀，否则不能打开。



四、镀锌线退火炉常识

爆炸必须满足三个条件才能进行，即点燃源、助燃物和可燃物，既然如此，如果保证三个条件中有一条件不能满足，那么爆炸就不会发生。因此，在镀锌线退火炉操作中，就可以从以下几个方面进行安全防控：



（一）通过各个安全阀的气体检测，通过检测预防或最大限度地降低易燃物的泄漏，从而避免爆炸事故的发生。



（二）在条件可能的情况下，少用甚至是不用易产生火花的电器元件，从点燃源上进行控制。



（三）对氮气类可燃物，要尽量保持其惰性状态，从而从可燃物控制方面防止保证事故的发生。



目前，随着冶金业和制造工业的不断发展，镀锌线退火炉的使用范围逐渐广泛，但接连发生的爆炸事件又让我们反思镀锌线退火炉的应用，从电气安全方面进行控制目前是较为有效的办法。作为新时代的技工人员，只有在了解，镀锌线退火炉的系统后，对控制系统做全面了解，为安全生产做出贡献。



参考文献：

[1]翟祥民、彭辉：钟罩式退火炉温度控制系统设计与应用[A]，全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C]，2010年。



[2]李轶：镀锌线退火炉的电气安全措施[J]，安徽冶金科技职业学院学报，2011年01期，



[3]冯保罗：退火炉保护气氛的安全控制[J]，上海有色金属，2003年第02期。

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