冶金煤气安全防护装备工艺

1、冶金煤气安全防护装备工艺 前 言 工业煤气是冶金企业在生产过程中产生的副产品。但是煤气在产生、输送和使用过程中，若不按标准去管理和使用会给人身、设备带来极大的危害性和破坏性，同时给企业带来不可估量的损失。为此；煤气安全管理、煤气正确使用、煤气防护产品的正确配置，是避免煤气“三大事故”发生不可缺少的重要环节。 为贯彻GB6222-2005(工业企业煤气安全规程)的落实，从而保证“以人为本、预防为主、安全第一方针”落到实处，特整理这份煤气安全讲议，以协助企业提高煤气安全防护知识，做好企业安全工作。一、煤气安全管理二、冶金企业煤气的产生和工艺流程三、煤气系统的附属设备四、煤气系统检修五、煤气系统事故

2、处理六、煤气系统安全装备应用七、煤气防护站 在企业的作用 主 讲 内 容 一、煤气安全管理 1、引用国家标准、行业标准、企业标准 2、煤气工程设计部门 3、煤气施工部门 4、安全生产监督管理部门 5、企业安全管理部门 6、能源管理部门 1、引用国家标准、行业标准、企业标准 GB6222-2005工业企业煤气安全规程 GB4053.1-1993固定式钢直梯安全技术条件 GB4053.2-1993固定式钢斜梯安全技术条件 GB4053.3-1993固定式工业防护栏杆安全技术条件固定式工业钢平台 GB16912-氧气及相关气体安全技术规程 GB7231-工业管路的基本识别色知识别符号 GB50028

3、-城市燃气设计规范 GB50058-爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB28941996安全标志 GB50236-现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50031乙炔站设计规范 GB50195发生炉煤气站设计规范 GBJ16建筑设计防火规范 GBJ19工业企业采暖通风与空气调节规范 企业种规定 2、煤气工程设计部门 煤气工程设计，应由持有国家或省、自治区、直辖市有关部门颁发的有效的设计许可证设计单位设计。设计审查应有当地公安消防部门、安全生产监督管理部门和煤气设计使用单位的安全部门参加。设计和制造应有完整的技术文件。 目前给冶金企业设计的院所有； 中冶赛迪工程技术股份有限公司 首钢

4、设计院 包钢设计院 马钢集团设计研究院 武汉钢铁设计研究总院 鞍山热能研究院 等各大冶金企业甲、乙级设计院2、建设施工单位 建设施工单位目前都有全国各大冶金建设公司所承担施工任务，因为这些单位是代表中国冶金建设施工最高水平。3、安全生产监督管理部门 这里包括各省市安监局、消防安全管理。4、企业安全管理部门 集团公司安环处，各子公司及二级厂安全部门(因为存在一个“设计、施工、投产”“三同时”、和投产前编辑安全技术标准。) 以及事故应急救援预案。5、能源管理部门 各企业能源部门要编制本企业能源管理规定。二、冶金企业煤气的产生和工艺流程 做为企业要作好安全工作，就必需了解生产工艺及流程，所作出的规定

5、必需有针对性和实用性。高炉煤气的生产工艺 焦炉煤气的生产工艺转炉煤气的生产工艺发生炉煤气的生产工艺 高炉煤气的生产工艺 高炉煤气是在高炉炼铁过程中产生的一种副产品，高炉炼铁设备主要由七个系统组成，它们是高炉主体系统、上料系统、装料系统、送风系统、喷吹系统、渣铁系统和煤气净化系统。 高炉煤气净化 ： 干法、湿法干法除尘法上升管 下降管 重力除尘器 冷 却 器 布袋除尘器 插 板 管 网 热风炉图1干法除尘法湿法除尘法 上升管下降管 重力除尘器 洗涤塔 文氏管 高压阀组 电除尘 插板管网 热 风 炉 图湿法除尘法 TRT注：高炉煤气是无色无味有毒的可燃气体；净化系统相对简单；高炉生产比较复杂；高炉

6、生产过程当中怕突然停电停水；高炉煤气主要成分CO2%23-26%.%15-18% 高炉煤气爆炸极限（体积）上限（UEL）下限(LEL)68%46% 高炉煤气防护产品应用范围 高炉值班室、高炉巡检工、上料工、炉前工 热风炉值班室、干除尘值班室 维护电工、维护仪表工 煤气透平机房（TRT） 喷煤粉系统 注铁机防护产品应用 CO检测仪 CO在线表 CO检测防爆仪 空气呼吸器 氧气苏生器 氧分析仪 隔热服、隔热鞋套、安全帽2. 焦炉煤气的生产工艺 焦炉煤气是在炼焦过程中产生的一种副产品。炼焦的主要设备有碳化室、燃烧室、蓄热室、炉顶化产车间等部分组成。焦炉炼焦时，先将煤破碎，按一定比例装入炉内，在隔绝空

7、气的情况下进行高温干馏，随着炭化室温度的逐渐增高，煤在干燥后逐渐析出各种挥发物，如CO2、CO、H2等，当温度达到1000左右时，焦炭成熟。焦炉煤气经过鼓风机(负压)吸出后，进入化产车间进行脱焦油、脱硫、脱荼、脱苯等系列净化，变成净煤气输送到用户。在整个生产工艺中比较复杂和危险。焦炉煤气生产工艺流程图高温干馏 炭化室上升管 桥 管 集气管 初冷器鼓风机硫饱和器 终冷器 苯 塔 脱硫塔 管 网 加压机 注：焦炉煤气含有较多的碳氢化合物，易着火，爆炸；焦炉煤气净化系统复杂；鼓风机前因为是微正压，所以氧含量要求严格；焦炉机侧、焦侧，因为用的是高炉煤气加热，防中毒尤为重要；脱萘、脱硫、脱苯气体毒性大；

8、焦炉煤气主要成分 爆炸极限甲烷20-30%氢气56-60%硫化氢4-6g/ m3其他烃类2.2-2.6%氧气0.4-0.6%一氧化碳6-9%二氧化碳2-3%上限（UEL）下限（LEL）30.4%5.6%焦炉煤气防护产品应用范围 焦炉操作室、机侧、焦侧、调火工； 鼓风机房、加压机房、苯塔、萘塔、氨水蒸汽； 电工、仪表工、维修工、管理人员产品应用 CO检测仪、CO在线表 可燃气体检测仪 空气呼吸器 氧气苏生器 氧分析仪图1炉低值班室图2炉低co报警器 图3炉低呼吸器 3.转炉煤气的产生及净化工艺 转炉煤气是用氧气顶吹炼钢法生产钢水时产生的一种副产品。氧气顶吹转炉的炼钢过程可分吹炼前期、中期和后期三

9、个阶段，吹炼前期是硅锰氧化期和造渣期，吹炼中期为氧化期和碳焰期，吹炼后期是拉碳期，在吹炼的中后期，铁水中的碳被氧化，生成大量的CO，其量的大小决定于铁水中含碳量的大小。转炉煤气的回收 转炉煤气的回收目前世界上分两大类： 以双极文氏管，三级脱水装置为主流的煤气回收系统，统称为“OG”法 干式静电除尘处理转炉煤气的方法统称为“L-T”法。 下图为转炉煤气回收工艺流程（OG法）转炉煤气回收工艺流程（OG法）转炉活动烟罩气化冷却烟道余热 一级文氏管重力脱水器 沉淀池二级文氏管90度弯头脱水器洗涤塔鼓风机 三通阀 放散塔水封逆止阀 V型水封 煤气柜 电除尘加压机管网泥浆泥浆污水转炉煤气“OG”法回收有三

10、个部分组成：净化鼓风机气柜注：转炉煤气回收关键是氧含量要符合标准，防止爆炸；转炉煤气是无色无味有毒的可燃气体因转炉煤气中CO浓度高，特别要注意设备的严密性，防止中毒；转炉、风机房、气柜、仪表、通讯要通和准爆炸极限转炉煤气成分上限（UEL）下限（LEL）71.5% 20.3%一氧化碳二氧化碳氧 气氢 气转炉煤气防护产品应用范围 净化部分 气化冷却器、炼钢操作室、净化系统的巡检员 鼓风机部分 鼓风机操作室、鼓风机机房、鼓风机房外 气柜部分 气柜操作室、气柜水泵室、气柜变电室、电除尘、加压机房、 气柜内部产品应用 CO检测仪 CO在线表 空气呼吸器 氧气苏生器 氧分析仪 测氧仪4、发生炉煤气生产工艺

11、 在高温下用各种气化剂把固体燃料中的可燃部分转变成气体燃烧的操作过程叫做气化。 用以气化固体燃料的设备，叫做煤气发生炉。煤气炉的气化剂有空气、水蒸气、空气与水蒸气的混合物、工业氧与水蒸气的混合物及富氧空气等。 煤气站可分为两大类:一类是热煤气站，另一类是冷煤气站， 我们讲的煤气站的生产工艺流程，就是以冷煤气站为代表。工艺流程见下列方块图:冷煤气站工艺流程煤场破碎筛分发生炉风机室凉水塔水泵房沉淀池煤粉 炉渣 竖管 洗塔 电除尘 加压机 管网发生炉煤气的主要成分爆炸极限一氧化碳26-31%氢气9-10%二氧化碳1.5-3%氧气0.15%氮气38-53%上限（UEL）下限（LEL）70% 40%注：

12、 发生炉煤气毒性大，易燃易爆； 在生产过程中最怕突然停电、停水。 加压机房、发生炉操作间、发生炉上料现场、水泵房、变电室。产品应用 CO检测仪 、CO在线表 、空气呼吸器、氧气苏生器 氧分析仪四、煤气系统检修 煤气系统检修是一项比较复杂、危险工程。所牵连单位多人员杂、任务紧，为此举行一次检修是企业一年中的大事，万万不可掉以轻心，所以要组识严密、责任到人，方可才能万物一失保质保量的完成任务。 根据项目制定检修计划，有各部门参加论证最后定日期。由公司组识成立检修指挥部，指挥部人员要分工明确，责任到人。安全部门提出检修整体安全规定，参加检修单位根据安全规定拿出可行措施。对参加检修人员进行安全教育和培

13、训。企业公安、消防、医疗等单位进入现场。五、煤气系统事故处理根据国家安全总局布置要求，各企业要制定本单位事故应急救援预案，一但发生事故要照按应急救援预案去组识实施。企业应急救援预案，要根据企业变化每年修订一次，根据修定的内容并组识进行演习。对一些比较小的检修，要根据环境采取相应措施，在保证安全的前题下不影响生产进行工作。六、煤气系统安全装备应用 冶金钢铁企业所面对的主要有毒有害气体：(CO)一氧化碳、(CH4)甲烷)、(H2)氢气、(H2S)硫化氢、(C6H6)苯、(HN3)氨气、C10H8)荼气。另外(02)氧气助燃，(CO2)二氧化碳气、(N2)氮气窒息。根据以上有毒有害气体的特点，应该重

14、点选购现场需求的安全仪表，这样才能保证安全工作的完整性、系统性。怎样才能正确选购安全装备：信誉好：首先是选择一家仪器仪表行业内信誉好、产品技术领先的公司； 质量优：其次是该公司的产品质量要好，公司具有完善的质量保证手段，取得国家ISO9001管理体系认证，同时所有产品取得国家相关认证。产品全：公司产品要全面，覆盖便携、固定、呼吸、控制、充填等各个方面，能够满足“一站式”采购的需要，省时省力。服务好：企业应为客户着想，服务尤其为重要。七、煤气防护站在企业的作用 GB6222-2005工业企业煤气安全规程、所规定的煤气防护站：12.2.1 组识； 每个生产、供应和使用煤气的企业，应设煤气防护站或防

15、护组，并配备必要的人员，建立紧急救护体系。12.2.2 任务； 掌握企业内煤气动态，做好安全宣传工作；组织并训练不脱产的防护人员，有计划地培训煤气专业人员；组织防护人员的技术教育和业务学习，平时按计划定期进行各种事故抢救演习。 经常组织检查煤气设备及其使用情况，对煤气危险区域定期作一氧化碳含量分析，发现隐患时，及时向有关单位提出改进措施，并督促按时解决。 协助企业领导组织并进行煤气事故的救护工作。 参加煤气设施的设计审查和新建、改建工程的竣工验收及投产工作。 审查各单位提出的带煤气作业(包括煤气设备的检修，运行时动火焊接等)的工作计划，并在实施过程中严格监护检查，及时提出安全措施及参与安排带煤

16、气抽堵盲板、接管等特殊煤气作业。12.2.3 权力 煤气防护站在企业安全部门领导下，行使下列权力： 有权提出煤气安全使用和有毒气体防护的安全指令； 有权制止违反煤气安全规程的危险工作，但应及时向单位负责人报告； 煤气设备的检修和动火工作，应经煤气防护站签发许可证后方可进行；12.2.4 设施配置 煤气防护站应尽可能设在煤气发生装置附近，或煤气设备分布的中心且交通方便的地方，煤气防护人员应集中住在离工厂较近的地区。 煤气防护站应设煤气急救专用电话。 氧气充装室应符合GB16912的有关规定。 煤气防护站应配备呼吸器、通风式防毒面具、充填装置、万能检查器、自动苏生器、隔离式自救器、担架、各种有毒气

17、体分析仪、防爆测定仪及供危险作业和抢救用的其他设施(如对讲电话)，并应配备救护车和作业用车筹，且应加强维护，使之经常处于完好状态。有毒气体浓度单位及其换算（1）百分浓度：分为体积百分浓度和重百分浓度，惯用前者，即在100份气体的总体积中该气体所占的体积份数，用“%”表示。（2）PPm：在100万份气体总体积中该气体所占的体积份数。 以上两种均为相对浓度表示法，二者关系如下： PPm=百分浓度（%）106 例如：1%=10000PPm（3）mg/m3：答是气体浓度的绝对表示法：是指1立方米气体（空气）中含该种气体的毫克数。 我国工业企业设计卫生标准中的最高容许浓度是以mg/m3为单位，它与PPm

18、的关系如下： 式中：M为有毒气体分子量，常数是25、1个大气压时气体的摩尔体积。国家标准 GB 6222-2005 煤气区域CO工作时间气体浓度（mg/m3）工作时间CO30长时间工作CO50不超过1小时CO100不超过30分钟CO200不超过15分钟煤气危险区域划分 一类险区：煤气浓度很大，不带防毒面具即使短时间停留就有中毒死亡的危险地区。 二类险区：凡空气中co浓度高于卫生标准但可以不带防毒面具根据co浓度大小确定工作时间的地区。 三类险区：凡有煤气及其它有毒气体的管道或设备附近，空气中co浓度接近卫生标准，但长期工作有慢性中毒。煤气燃烧、爆炸燃烧四角形原理 A、可燃物 b、助燃物 c、热

19、能 d、连锁反应 热能可燃物助燃物 连锁反应火源之种类击学能5.电能 6.静电7.绝9.辐射能爆 炸何谓爆炸 爆炸系压力之快速产生，并释放至周围压力较低之环境，因气体快速膨胀，挤压空气或容器壁摩擦，发出声响，通常造成破坏。 爆炸种类由爆炸时物质之分，爆炸可分为： 气体、液体与固体爆炸 由爆炸之特性，可分为(以工业安全为限)： 物理性爆炸(爆裂) 化学性爆炸(爆燃、爆轰) 物理化学性爆炸爆炸范围在一定条件下，可以发生反应(燃烧反应)之燃烧浓度范围，称之为燃烧范围，如产生爆炸，又称为爆炸范围。以可燃性气体或蒸气在空气中，恰足以使火焰蔓延(即能产生爆炸)的最低浓度，该可燃气体(蒸气)的爆炸下限，LE

20、L表示，反之称爆炸上限，UEL表示。爆炸下限值越低越危险，上下限差距(燃烧范围)越宽越危险。可燃气(蒸气)爆炸上、下限以百分浓度()为单位。爆炸危险场所的区域划分 我国GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备 第14部分：危险场所分类。GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范和中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程均规定了爆炸性气体危险场所划分为三个区域，即0区、区和区。定义如下： 0级区域：持续出现或长期出现爆炸性混合气的场所，称为0区危险场所。 级区域：在正常运行时，可能出现爆炸性混合气的场所，称为区危险场所。 级区域：在正常运行时，不可能出现而在不正常情况可

21、能出现爆炸性混合气的场所，称为区危险场所。 设备动火检修动火分析的含义 易燃易爆场所进行动火检修作业前，采取了各种安全措施以后，在其设备管道内部和周围环境中，对可燃气体、有毒气体和氧气等进行分析和监测，确认其符合安全指标才能进行动火作业，这种分析监测过程称为动火分析。动火分析的目的意义 在易燃易爆场所，设备动火检修是非常危险的，操作不当即会发生火灾爆炸事故。动火作业前设备内必须采取可燃物的清除、置换和切断等措施，然后进行分析确认，是否符合动火要求，动火分析是所有安全措施的最后检查步骤，是保证安全的关键手段。动火分析的条件 确认以下几项工作完成并明确其责任人以后才能安排动火分析。（1）设备管道内

22、彻底清除了可燃物质，并进行了必要的清洗和置换，特别注意到死角部位。（2）设备、管道必须可靠切断，不能仅用阀门切断。（3）动火环境彻底清除周边了易燃物品，不能有受热反应生成有害气体的情况。（4）动火地点与生产的危险场所要达到一定的安全距离（40m以上），此范围称为动火区，必要时，增加临时动火隔断墙，临近危险场所设备在正常或事故状态，都不得有可燃气体扩散到动火区。 (5）根据动火现场的特点和要求，应加强相应的安全防范措施和安全防护设备（如消防、救护设备等）。煤气设备管道内可燃气体含量的分析指标（1）爆炸下限大于或等于10%的可燃气体（蒸气）其可燃物含量小于或等于1%为合格。（2）爆炸下限小于10%

23、而大于或等于4%的可燃气体（蒸气），其可燃物含量小于或等于0.5%为合格。（3）爆炸下限大于1%而小于4%的可燃气体（蒸气），其可燃物含量小于或等于0.2%为合格。（4）爆炸下限小于或等于1%的可燃气体（蒸气），其可燃物含量控制在爆炸下限的0.1%以下。 (5)氧含量为18-21为合格，氮气置换设备氧含量1为合格。煤气中毒 抢救煤气中毒是煤气防护站的一项重要工作，企业一但发生中毒事故，防护站应在最快时间赶到现场，根据患者中毒情况进行救护， 下面介绍几种救护方法：基础心肺复苏技术胸外心脏按压 人工呼吸口对口人工呼吸 口对口鼻人工呼吸 口对鼻人工呼吸急救的主要技术-判断病情和现场急救步骤 口对口人

24、工呼吸； 此法操作简便容易掌握，而且气体的交换量大，接近或等于正常人呼吸的气体量。对大人、小孩效果都很好。操作方法： 1、病人取仰卧位，即胸腹朝天。 2、救护人站在其头部的一侧，自己深吸一口气，对着伤病人的口(两嘴要对紧不要漏气)将气吹人，造成吸气。为使空气不从鼻孔漏出，此时可用一手将其鼻孔捏住，然后救护人嘴离开，将捏住的鼻孔放开，并用一手压其胸部，以帮助呼气。这样反复进行，每分钟进行14-16次。如果病人口腔有严重外伤或牙关紧闭时，可对其鼻孔吹气(必须堵住口)即为口对鼻吹气。救护人吹气力量的大小，依病人的具体情况而定。一般以吹进气后， 病人的胸廓稍微隆起为最合适。口对口之间，如果有纱布。则放

25、一块叠二层厚的纱布，或一块一层的薄手帕，但注意，不要因此影响空气进入。图1图2图3图4口对口人工呼吸操作步骤图5胸外按压法操作方法： 1.患者头、胸处于同水平，最好躺在坚硬平面上。 2.按压位置：胸骨中下三分之一交界处。 3.下压厘米，按压时手指不得压在胸壁上，以免引起肋骨骨折。上抬时手不离胸，以免移位，垂直按压，以免压力分散。 4.按压与放松时间相等，用力均匀，每分钟按压80-100次，直至恢复心跳呼吸。 5.人工呼吸与胸外按压应同时交替进行。按压与呼吸比例：单人 15 ：2 、双人 5 ：1。 6.人工循环时间因病人年龄、身体状况而定，但对触电、溺水、煤气中毒病人，按压时间要稍长些。 胸外

26、按压人工呼吸操作步骤 图1 图2 图3 图4 图5 图6空气组成及主要成分分压（海平面高度之燥空气） 气体 分子式体积含量分压(MMHG) 氧 O2 20.93 159.1 氮 N2 78.10 593.6 氩 Ar 0.93 7.07 二氧化碳 CO2 0.03 0.23 氖 Ne 0.0018 氦 He 0.0005 氪 Kr 0.0001 氙 Xe 0.00009 空气中氧浓度 缺氧反应 17心跳加重，呼吸重增加 16眩晕 15间歇呼吸，失去肌肉控制能力，判断力减弱 12判断错误，失去知觉，永久性大脑损伤 10昏迷、失去行动能力，恶心、呕吐 6阵发性呼吸，痉挛，5-8分钟死亡 80 立即

27、致死血中Hbco浓度对人体的危害程度 空气中一氧化碳浓度对人体的危害程度空气中co体积浓度 呼吸时间与症状 0.02 0-2h轻微头疼 0.04 1-2h前头疼2.5-3.5h后头疼 0.08 45min头疼、随着呕吐2h神志昏迷 0.16 20min头疼、随即呕吐2h死亡 0.32 5-10 min头疼、30 min死亡 0.64 1-2 min头疼、 5-10 min死亡 1.28 吸入口即昏迷，1-2 min死亡一氧化碳浓度、吸入时间与血中Hbco浓度之关系空气中co浓度mg/m2吸入时间血液中Hbco浓度230-340 5-6h 23-30460-690 4-5h 36-44800-1

28、150 3-4h 47-531260-1720 1.5-3h 55-601840-2300 1-1.5h 61-642300-340030-45min 64-683400-570020-30min 68-735700-115002-min5 73-76 空气中co浓度 ppm 时 间 人 体 反 应0.01 100数小时后 有轻微症状感觉0.04 4001h后 呼吸障碍、感到呼吸困难0.07 7001h后 有头重感觉0.10 10000.5-1h 头疼0.15 15000.5-1h 危险0.20 200020-40min 危险0.30 300010-30min 危险0.50 50005-10min 致死1.0 1000010-30min 致死 煤气事故案例 案例一 2006-03-30日上午9时许，河北省唐山国丰钢铁有限公司炼铁厂5号450立方米高炉发生炉顶爆炸事故。爆炸造成6人死亡、6人受伤，伤者无生命危险 。 案例二 2005年10月26日15时40分，首钢股份有限公司动力厂综合管网92号柱排水器发生煤气泄漏，造成9人中毒死亡。事故的直接原因： 是操作人员违反规定操作，形成隐患，导致煤气大量泄漏。该单位日