煤气安全风险分析课件

2019/4/6,1,煤气安全风险分析,2016年8月,1,2019/4/6,2,一、煤气的风险特性 二、工艺过程风险分析 三、煤气事故的风险分析,2019/4/6,3,钢铁企业在生产过程中副产的高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等都是优质的气体燃料，是宝贵的能源财富。合理地利用煤气等二次能源，为企业节能降耗，提高产品的竞争力，有重要的作用。 然而，煤气具有易燃、易爆、易中毒的特点。冶金企业常常发生煤气事故，造成较大的人身伤亡和经济损失，严重影响生产进行。 我们必须提升煤气安全管理水平，加强煤气技术保障，降低煤气安全风险，保护劳动者身心健康，促进经济建设发展。,2019/4/6,4,风险是指危险概率及后果的综合量度期望值，具有不合意或不希望结果的含义，用于描述未来随机事件的危险可能性或事故可能性，直接与潜在危险变成事故的频率强度和持续时间的概率有关。 广义上的风险，可写为： R=(H,P,L) 其中：R为风险；H为危险；P为危险发生的概率；L为危险发生导致的损失。 狭义的风险，可写为： R=E(L) 其中：L为危险发生导致的损失。,2019/4/6,5,1、煤气的风险特性 煤气为可燃性混合气体，是由可燃气体，如一氧化碳、氢气、甲烷和不可燃气体，如氮气、二氧化碳等组成。煤气和空气在一定比例下混合达到爆炸极限，遇激发能源（机械能、热能、光能、电能等）即产生爆炸；煤气中含有大量一氧化碳，散发在作业场所时，容易使人中毒；天然气含有甲烷，散发在作业点或厂房内，易爆炸或使人窒息。煤气中毒、着火和爆炸，是安全生产面临的主要风险。,2019/4/6,6,2、煤气的输送 将煤气通过管道送往用户，保证接点压力和用量要求，保持管网压力稳定。煤气输送的风险特性是：管网延伸长，区域广，受外力破坏的机率高。控制点：管道腐蚀穿孔泄露；管道附属装置泄露、管网稳压泄压失效，管道焊接质量差，管道严密性不符要求等。,2019/4/6,9,三、煤气事故的风险分析,了解煤气事故的风险因素，将煤气控制在可接受的风险范围内，才能用好煤气这个二次能源，遏制煤气事故的发生。 1、煤气中毒风险 （1）CO的毒性 煤气中毒有时也被称为一氧化碳中毒。由于CO具有多种引起缺氧的作用，其与血红蛋白（Hb）生成碳氧血红蛋白（HbCO）的能力要比O2与血红蛋白（Hb）生成氧合血红蛋白（HbO2）的能力大200300倍，阻断了血液输氧，是煤气中毒的罪魁祸首。,9,2019/4/6,10,10,（2） CO 响应浓度 煤气中毒程度取决于CO进入人体后血液中产生的HbCO含量。人体内正常水平的HbCO含量为0.5%左右，安全阈值约为10%。当HbCO10%时，为轻度中毒； HbCO30%时，为中度中毒； HbCO50%时，为重度中毒；我国作业场所最高允许浓度为30mgm3（24PPM）。按CO 响应浓度，控制作用时间。,2019/4/6,11,11,（3）车间CO的工业卫生标准 1）我国 最高允许浓度为 30mg/m3 日本、美国、德国的有关团体推荐值为50ppm 2）换算关系： 标准状态：ppm =(mg/m3)/M22.4 或 mg/m3=(ppm)/22.4M 室温下：ppm=(mg/m3 )/M24. 或 mg/m3=(ppm)/24.5M 式中：MCO的分子量，按M =28计。,2019/4/6,12,12,（4）中毒事故树（FTA)分析,2019/4/6,13,13,求最小割集： T=A1A2 T=B1B2B3(X1+X2) =(X3+X4+X5)(X6+X7+X8)(X9+X10)(X1+X2) =X3X6X9X1+X3X6X9X2+X3X6X10X1+X3X6X10X2+X3X7X9X1+X3X7X9X2+X3X7X10X1+X3X7X10X2+X3X8X9X1+X3X8X9X2+X3X8X10X1+X3X8X10X2+X4X6X9X1+X4X6X9X2+X4X6X10X1+X4X6X10X2+X4X7X9X1+X4X7X9X2+X4X7X10X1+X4X7X10X2+X4X8X9X1+X4X8X9X2+X4X8X10X1+X4X8X10X2+X5X6X9X1+X5X6X9X2+X5X6X10X1+X5X6X10X2+X5X7X9X1+X5X7X9X2+X5X7X10X1+X5X7X10X2+X5X8X9X1+X5X8X9X2+X5X8X10X1+X5X8X10X2 由以上式子可以看出，该事故树共有36个最小割集，即发生人员煤气中毒事故共有36个途径。,2019/4/6,14,14,结构重要度分析： 由公式： I(3)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8)=1/24-112=1.5 I(9)=I(10)=I(1)=I(2)=1/24-118=2.25 则，I(9)=I(10)=I(1)=I(2)I(3)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8) 危险因素中，最重要的因素是报警装置失效、没有进行检测或监测、未戴防护面具及未正确佩戴防护面具。,2019/4/6,15,15,（5）常见的煤气中毒危险因素 （1）检修设备与运行的煤气设备未可靠切断，煤气窜入； （2）检修设备未充分置换，残存煤气； （3）带煤气作业（抽堵盲板、开闭眼睛阀、操作插板等）不戴呼吸器 （4）作业前，对于作业区域的CO浓度未检测；作业中，也未予监测， (5）在超过卫生标准的煤气区域长时间工作； (6）在可能泄漏的煤气设备附近长时间工作或停留； (7）由于煤气倒窜到停运的蒸汽及水管内，引起汽、水用户中毒事故； (8）管网系统压力波动过大，超过水封安全要求造成水封压穿，煤气泄露； (9) 排水器或集液池水封高度不够，煤气窜出； (10）放散的煤气飘逸、积聚于人员活动处.,2019/4/6,16,2、煤气的爆炸风险 煤气浓度进入爆炸范围，就有爆炸的可能。通常认为，煤气的爆炸下限越低，爆炸的可能性越大。 各类煤气的爆炸范围取决于各组分的爆炸极限与浓度。 （1）煤气的爆炸范围,16,2019/4/6,17,17,（2）爆炸极限的计算,2019/4/6,18,（3） 爆炸范围的影响 1）爆炸上限爆炸下限 2）爆炸范围的影响因素 温度的影响：温度越高，爆炸范围变大， 即下限降低，上限提高 压力的影响：压力增高，爆炸范围变大，但下限变化不大，上限提高 临界压力：压力降低，上限与下限重合时的压力，此压力时，气体不爆炸 惰性气体影响：惰性气体含量增加，范围变窄 爆炸危险度 H=(爆炸上限-爆炸下限)/爆炸下限 H10 危险性大 1级 10H4 危险性中 2级 如H焦炉煤气=6.87 H转炉煤气=4.92 H4 危险性小 3级 如H高炉煤气=1.14,18,2019/4/6,19,（ 4）爆炸范围的脱离,19,80,焦炉煤气,空气,氮气,60,40,20,20,40,60,80,M经氮气吹扫脱离爆炸范围,M,2019/4/6,20,20,2019/4/6,21,（6） 可燃气体混合物爆炸能量 Eb=VQv 式中：Eb可燃气体混合物爆炸时的能量， kJ; V参与反应的可燃气体在标准状态下的体积, m3; Qv可燃气体的燃烧热，KJ/ m3; 例:1kg汽油完全蒸发并与空气混合达到爆炸极限,遇火花在1秒内爆炸,求爆炸所做的功. 1kcal=427kgf.m, 1kw=102kg.f.m/s 1kg汽油的燃烧热=10300kcal 因此( 42710300)/102=4.31104kw 若爆炸在1/10秒内发生,功率增大10倍，即达431000kw，若在10分钟内发生，则功率降为43100/600=72kw，着就不足以爆炸，爆炸之所以有很大的摧残力，就在于爆炸反应是瞬间发生的（1/10，1/100秒内）,21,2019/4/6,22,22,（7）煤气管道燃爆事故分析,煤气管道燃爆事故树,2019/4/6,23,23,求最小割集： T=T1+T2+T3 =AX1+X10X11+X12E =X1X2X3+X1X2X4+X1X2X5+X1X2X6+X1X2X7+X1X2X8+X1X2X9+X10X11+X12X13+X12X14+X12X15+X12X16+X12X17 由以上式子可以看出，该事故树共有13个最小割集，即发生人员煤气中毒事故共有13个途径。,2019/4/6,24,24,结构重要度分析 I(x12)I(x1)=I(x2) I(x10)= I(x11)= I(x13)= I(x14)= I(x15)= I(x16)= I(x17) I(x3)= I(x4)= I(x5)= I(x6)= I(x7)= I(x8)= I(x9) 这个顺序说明，X12(动火作业)结构重要系数最大，是煤气管道燃爆的最重要的条件。X1(存在引火源)、X2(巡检不及时未发现泄漏)结构重要系数为第二位，因动火作业是正常事件，因此应控制引火源和加强巡检来避免煤气管道发生燃爆。,2019/4/6,25,25,（10）常见的爆炸危险因素 1) 煤气设备内煤气未吹扫干净，又未做检验，动火造成爆炸； 2) 检修设备与运行的煤气设备未可靠切断，煤气窜入；又未做检验，动火造成爆炸； 3）窑炉点火违章操作，先送煤气，后点火； 4）窑炉正压点火； 5）烧嘴不严，煤气泄露炉内，点火前未对炉膛进行通风处理； 6）烧嘴点不着火，未对炉膛进行引风或吹扫处理，再点火； 7）煤气压力突然降低，煤气回火爆炸； 8）鼓风机突然停电，煤气倒流，发生爆炸； 9）煤气设备（管道）引入煤气后，未作爆发试验，急于点火； 10）管道内压力降低，造成空气吸入，遇火产生爆炸； 11）长期停留的煤气设备内的积存物受热挥发，特别是萘升华气体与空气混合达到爆炸范围，遇火发生爆炸；,2019/4/6,26,3、煤气着火风险 （1) 燃烧三要素 ： 可燃物、助燃物、引火源可用一个燃烧三角形来表 示，三要素缺一燃烧不会发生； 可燃物 助燃物 引火源（温度）,26,2019/4/6,27,（2） 煤气的着火温度： 焦炉煤气： 550-650： 高炉煤气： 750左右 ： 转炉煤气： 530： 混合煤气： 650750 发生炉煤气： 650： 事实上，着火温度是压力、速度、容器尺寸、混合比的函数 Ti= f（p，d，v，）,27,2019/4/6,28,28,（3) 几种常见点火源的温度,2019/4/6,29,29,（4）常见的火灾危险因素 （1）煤气管道或设备打开后,管(器)壁因腐蚀生成的硫化物自燃,引燃残存煤气; （2) 煤气放散未点燃,遇雷电,引燃放散煤气导致火灾;