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煤气专业安全知识讲座 煤气生产 净化 输配及利用设施工艺装备不断改进 大型化煤气生产 净化 输配及利用设备设施的事故隐患较多 严重煤气安全事故时有发生煤气事故特点 类型多 性质严重煤气事故衍生毒物危害大 污染环境煤气安全专业管理水平仍待提高 几个关键点 煤气的三大危害是 易燃 易爆 易中毒 处理煤气过程中必须严格遵守的三项基本原则 切断来源 不动火 大敞开 使用煤气时应坚持三条原则 不泄漏 保正压 先给火 常用术语 压力 温度 密度 重度 湿度 流量 流速 阻力损失等 煤气安全措施 煤气的生产与使用以安全为前提煤气的安全措施 安全技术措施和安全管理措施安全管理制度 安全生产责任制 安全教育培训制度 安全检查及隐患整改制度 安全技术措施计划制度及事故管理制度 安全管理措施 贯彻执行安全生产的法律法规 建立健全各项规章制度 煤气管理规定 工作票制度 加强煤气防毒防火防爆管理 煤气调度管理 安全标志和安全色管理 警告标志 煤气管道标志 煤气标准化班组建设 安全台帐 安全月 周例会等 安全文化建设 各种形式的安全教育活动 安全技术措施 1 钢铁企业富产煤气介绍 2 煤气常见事故 预防及处理 3 常用煤气设施 4 关于煤气停送气的有关问题 5 关于对煤气设施进行检修的相关问题 煤气的含义 通常所说的煤气指人工煤气 含有多种气体成分 为可燃性混合气体 通常指由固体燃料 或重油 经干馏 气化或其他方法所获得的气体产物 主要成分为可燃气体 如氢 一氧化碳 碳氢化合物等 并含有氮 二氧化碳等不可燃气体 有高炉煤气 焦炉煤气 转炉煤气 发生炉煤气 水煤气 油煤气等 1 钢铁企业富产煤气介绍 1 1 煤气种类及性质1 1 1 高炉煤气的主要性质 高炉煤气的主要性质是无色 无味 有毒的可燃气体 比重0 9 1 1 其发热量为800 1000kcal Nm3 理论燃烧温度为1500 左右 着火温度730 左右 爆炸极限为30 8 89 5 高炉煤气与空气或氧气混合成一定比例 遇明火或700 左右的高温就会爆炸 1 1 2 焦炉煤气的主要性质 焦炉煤气的主要性质是无色 有臭味 易爆炸的有毒气体 比重0 3623 发热量为4000 4500kcal Nm3 着火温度550 650 理论燃烧温度为2150 左右 焦炉煤气与空气或氧气混合成一定比例 遇明火或550 左右的高温就会发生强烈的爆炸 爆炸极限为4 5 35 8 焦炉煤气中的CO含量比高炉煤气少 但也会造成人身中毒 1 1 3 转炉煤气的主要性质 转炉煤气的成分 在吹炼周期内 不同时期有所不同 而且与回收设备及回收时的操作条件有关 转炉煤气是无色 无味 剧毒的易燃易爆气体 热值1600 2380kcal Nm3 着火温度530 爆炸极限18 2 83 2 转炉煤气的理论燃烧温度比高炉煤气高 1 1 4 常见煤气的成分 见图片说明 1 1 5 有关单一气体的知识 一氧化碳 CO 无色 无臭 分子量28 密度1 25kg m3 自燃点608 89 遇明火或热会爆炸 毒性极强 二氧化碳 CO2 无色 无臭 不可燃 大气中含有0 03 能溶于水 生成碳酸H2CO3 分子量44 密度1 977kg m3 高浓度时会刺激呼吸系统 引起呼吸加快 困难 并有窒息 中毒的危险 氢气 H2 无色 无臭 分子量2 密度0 0899kg m3 难溶于水 着火温度580 590 氮气 N2 无色 无臭 分子量28 密度1 25kg m3 化学性质不活泼 不燃烧 空气中含量增加时会造成窒息 氧气 O2 无色 无味 助燃 分子量32 密度1 429kg m3 空气中含有21 硫化氢 H2S 无色 有恶臭味 可燃 分子量34 密度1 539kg m3 能溶于水和乙醇 自燃点260 遇热 明火或氧化剂易着火 毒性极强 甲烷 CH4 无色 有微量葱臭味 分子量16 密度0 715kg m3 难溶于水 遇空气混合可形成爆炸性气体 着火温度650 750 火焰为微弱亮光 空气中浓度达25 30 时易中毒 1 2 富产煤气生产及净化工艺 1 2 1 高炉煤气高炉煤气的产生贯穿高炉生铁冶炼的全过程 各种参与物质在炉内各区域进行复杂的物理和化学过程 最终在炉底形成生铁和炉渣 在炉顶产生出高炉煤气 影响高炉煤气成分的因素 炉内煤气的利用情况 鼓风成分 喷吹物成分 燃料比 高炉煤气的产量主要决定于鼓风量 高炉煤气的净化除尘 干法除尘 袋式除尘器 重力除尘器 旋风除尘器 电除尘器 和湿法除尘 双文管除尘器 比肖夫除尘器 安钢各高炉的除尘净化工艺流程图 1 2 2 焦炉煤气焦炉煤气是焦炭生产时的副产品 焦炭生产分洗煤 配煤 炼焦和产品处理四个过程 炼焦是在焦炉的炭化室内进行 煤是在与空气隔绝的条件下由两侧燃烧施供给热量进行干馏 虽温度升高 煤经历干燥 预热 50 200 热分解 200 300 软化 300 500 半焦 500 800 成焦 900 1000 而后经冷却即为成品焦 炼焦过程生成的煤气由炉顶上升管引导到回收系统 焦炉煤气生产净化工艺流程见图说明 1 2 3 转炉煤气转炉从高炉接受载有能量的铁水 铁水热能 1200 1300 和C Si P Mn Fe等元素的化学能 其中以C元素为主 影响转炉煤气的产生 一般铁水含C元素4 在氧气顶吹转炉炼钢过程中 含氧量高达99 2 以上的氧气流吹炉内 使得Si P Mn Fe等元素氧化 C元素也被氧化 即进行脱碳 一般含炭量由4 3 降到0 2 整个吹炼期只有10 20 的碳燃烧变成CO2 其余的碳则氧化成CO 一个吹炼期可获得含CO平均高达70 的转炉煤气 OG法 转炉煤气回收系统全称为 转炉煤气二文一塔 湿法 高压冷却除尘回收系统 转炉煤气生产净化工艺流程见图说明 2 煤气常见事故 预防及处理 2 1 煤气爆炸事故 2 1 1 关于煤气爆炸的几个概念 煤气爆炸的机理 爆炸是系统的一种非常迅速的物理和化学的能量释放过程 在这个过程中 系统内物质所含的能量迅速转变为机械能以及热和光的辐射 爆炸具有三大特征 即 放热性 瞬时性和放出大量气体 爆炸分为物理性爆炸 化学性爆炸和原子爆炸 核爆炸 煤气 可燃气体 与助燃气体按一定比例范围混合 在着火源的作用下发生急剧的化学反应 释放出大量的能量 使气体体积突然膨胀引起冲击波的现象称为煤气爆炸 煤气爆炸属于化学爆炸中的气相爆炸 其爆炸最大压力可按下式计算 P最大 T最高 T0 P0 n m 式中 P最大 爆炸后最大压力 MPa P0 爆炸前压力 MPa T最高 爆炸后气体温度 K T0 爆炸前气体温度 K M 爆炸前气体摩尔数 mol N 爆炸后气体摩尔数 mol 爆燃与爆轰的含义 爆燃与爆轰都属于化学爆炸现象 爆速低于音速的称为爆燃 一般爆速在0 3 10m s范围 爆速达到音速或以上 甚至高达数千米 压力达到十几甚至几十大气压的称爆轰 爆轰一般在可燃气体浓度达到一定范围时发生 在具有足够大的直径和比较长的管道内也能发生 这是因为着火介质的冲击波被迫的温度 压力和密度急剧增大 使燃烧的化学反应加速所致 非化学爆炸 非由于化学反应而引起的爆炸 如高压容器因内压过高所造成的爆炸以及核裂变形成的不受控制的链式反应和核聚变反应所形成的爆炸 均为非化学爆炸 泄压面积 具有爆炸危险的生产厂房 为防止爆炸时造成大的破坏 设置轻质屋盖 易于泄压的门 窗 轻质墙体等泄压处的总面积称为泄压面积 混合气的爆炸极限在安全工作中的作用 爆炸极限可用于评定可燃气体的火灾危险性的大小 可燃气体的爆炸下限愈低 爆炸浓度范围愈大 爆炸危险性就越大 例如乙炔的爆炸极限为2 5 82 氢的爆炸极限为4 1 74 氨的爆炸极限为15 27 其爆炸危险性排序为乙炔 氢 氨 爆炸极限可作为确定可燃气体危险性类别的标准 爆炸下限小于10 的可燃气体 其火灾危险性列为甲类 爆炸下限大于10 的可燃气体 其火灾危险性列为乙类 可用于确定建筑物的耐火等级 评定气体生产 储存的火险类别既涉及厂房通风系统 防爆电器的选型等 爆炸极限可作为制定安全生产操作规程的依据 影响混合气的爆炸极限的主要因素 初始温度 初始压力 点火源 氧含量 惰性气体 容器 湿度 火焰传播速度 根据情况可以详细介绍 2 1 2 产生煤气爆炸的原因 生产的设备由于停电 操作失误等原因 使设备内的压力降到零或负压 使空气吸入造成混合气体达到爆炸极限遇到明火产生爆炸 煤气设备检修时 煤气未吹扫干净又未做化验 急于动火造成爆炸 堵在设备上的盲板 由于年久腐蚀造成泄漏 动火前又未实验 造成爆炸 炉窑等设备正压点火 违章操作 先送煤气 后点火 强制供风的炉窑 如鼓风机突然停电 造成煤气倒流 也会发生爆炸 焦炉煤气管道及设备虽已吹扫 并检修合格 如果停留时间长 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 遇火同样发生爆炸 烧嘴关闭不严 煤气泄漏炉内 点火前未对炉膛进行通风处理 在停送煤气时 没有按规章办事 或停煤气时 没有把煤气彻底切断 又没有检查就动火 烧嘴点不着火 再点火前对炉膛未作通风处理 煤气设备 管道 引上煤气后 未作爆发试验 急于点火 2 1 3 如何预防煤气爆炸 为了防止煤气爆炸 操作人员首先要杜绝煤气和空气的混合气体的产生 其次是避免高温和火源接触 因此要做到如下几点 切断煤气来源必须有可靠的切断装置 对煤气设备的煤气处理一定要干净 并做连续三次爆发实验合格或含氧量分析合格 对要点火的炉子需要作严密的检查 如开闭器是否漏气 烟道阀门是否全部开启 确保炉膛内形成负压 方可点火 如点火后又熄灭了需要再次点火时 应立即关闭烧嘴阀门 对炉膛内仍需要作负压处理 待煤气吹扫干净后 再点火送煤气 煤气用户压力低于500Pa时 各用户应立即止火 停止燃烧 以防止回火爆炸 在可靠切断煤气来源的煤气设备上动火时一定要办动火证 经化验合格和安全主管部门同意后 方可动火 2 1 4 煤气爆炸事故的处理 对已爆炸的煤气设施 应立即切断煤气来源 迅速把煤气处理干净 防止第二次爆炸 对出事地点应加强警戒 以防止煤气中毒事故 在爆炸地点40 以内禁止火源 以防发生煤气着火事故 迅速查明爆炸原因 在查明原因之前 不准送煤气 一般爆炸事故发生后往往发生着火 因此不能把煤气切断 而应降压按着火处理 待火熄灭后 再切断煤气以防再次爆炸 组织人员进行抢修 尽快恢复生产 煤气爆炸事故案例 2 2 1 关于煤气中毒的几个概念 2 2 煤气中毒事故 中毒的含义 中毒物引起疾病称为中毒 物质进入机体 达到一定量 能于机体组织发生生物化学或生物物理学变化 干扰或破坏机体的正常生理功能 引起暂时性或永久性的病理状态 甚至危及生命 该物质称为毒物 化学物质的毒性分为 剧毒 高毒 中等毒 低毒 微毒五级 煤气毒性成分 煤气中除一氧化碳 二氧化碳为毒性成分外 其他成分如 饱和烃类物质 CmHn 苯 C6H6 硫化氢 H2S 氨 NH3 二氧化硫 SO2 氮氧化物 NOX 氰化氢 HCN 都属于毒性成分 进入机体不同量都会有不同的中毒临床表现 煤气使人中毒的机理 因为煤气中含有大量的CO 而CO是无色无味的气体 化学活动性很强 能长期与空气混合在一起 CO被吸入人体后与血液中的血红蛋白结合 使血色素凝结 破坏了人体血液的输氧机能 阻碍了生命所需要的氧气供应 使人体内部组织缺氧引起中毒 CO与Hb 血红蛋白 结合成HbCO CO与Hb之间的亲和力要比O2与Hb之间的亲和力大200 300倍 国标工业企业煤气安全规程规定 作业环境一氧化碳最高允许浓度为30mg m3 即为24ppm 体积 煤气中毒与个人的身体强弱 空气中CO浓度的多少及中毒时间的长短有关 按对人体的作用 有害气体可分为哪几类 单纯窒息性气体 该类气体本身无毒性 但随它的浓度增加 空气中氧的含量相应减少 以使人窒息 如甲烷 氮气等 空气中氧含量低于17 时 即可发生呼吸困难 低于10 时会引起昏迷 甚至死亡 化学性窒息性气体 该类气体吸入人体后 会发生化学反应 与血液中红血球的结合能利大于氧与红血球的结合能力使人体缺氧而引起窒息 如一氧化碳 氰化氢等 刺激上呼吸道的气体 如氨 二氧化硫等 刺激肺脏的气体 如光气 二氧化氮等 对中枢神经有损伤的气体 汽油等 2 2 2 容易造成煤气中毒的几种情况 煤气设备漏气没有及时发现 发现后又处理不及时 带煤气工作不戴防毒面具 操作人员对煤气的性质和危害认识不足 在煤气设备附近休息或打盹睡觉 停送煤气 不注意空气流向 或设备内残留煤气处理不彻底 没有严格的检查制度 为赶生产任务 凭经验而不按规程办 煤气倒流进蒸汽管或水管内 引起检修人员中毒 煤气区域内不挂 煤气危险 禁止停留 的警示标致 水封缺水 或煤气压力过高把水封压穿造成大量煤气泄漏 2 2 3 煤气中毒的防止 必须严格执行煤气安全规程和技术操作规程 煤气单位上岗人员必须经考试合格后才能上岗 否则不能上岗 在煤气设备上动火检修 必须办动火证 防护人员要到现场监护否则不能工作 进入煤气设备内部工作 必须先可靠地切断煤气来源经2小时以上自然通风后 做鸽子实验或CO含量分析合格后 经煤气防护人员同意方可入内工作 并设专人监护 对煤气设备 特别是室内设备应有定期泄漏检查制度 发现泄漏 及时处理 严格遵守劳动纪律 不准在煤气地区逗留 休息或睡觉 蒸汽管道不能与煤气管道长期连通 用完后立即断开 防止煤气倒窜造成中毒事故 水管应装逆止阀 以防断水时倒窜煤气 带煤气作业 必须戴好放毒面具 不能盲干和凭经验办事 煤气区域应挂明显安全标志牌 新建 改建和大修后的煤气设备在投产前 必须经严密性实验 合格后方可投产 2 2 4 发生煤气中毒事故后的处理 出事地点 应立即放出岗哨 禁止不戴防毒面具进入煤气危险区域 使中毒者迅速脱离现场 如在室内应移至室外或通风良好的安全场所 抢救煤气中毒者时 应根据其中毒轻重程度采取相应的处理措施 对清度中毒者 如出现头疼 恶心 眩晕 呕吐等 吸入新鲜空气或进行适当的补氧 其症状即可迅速消除 对于中度中毒者 如出现意志模糊 口吐白沫等症状 应立即进行现场输氧 待其恢复知觉 呼吸正常后 再送附近卫生站治疗 如有高压氧舱可进舱治疗 对重度中毒者 如出现失去知觉 呼吸停止等症状时 应立即实施人工呼吸或强制苏生 在恢复知觉之前 不准用车送往较远的医院 中毒者身上没有出现尸斑或未经医务人员允许 不得停止急救 在抢救中毒人员同时 应对事故现场进行控制 严禁火种和其它人员进入 保持现场空气流通 室内应打开门窗通风 将有害气体排出与稀释 难以进行自然通风的场所 应采取人工强制通风 严格检查事故现场 找出泄漏点进行修复 注 介绍煤气中毒事故案例 2 2 5 关于人工呼吸 一种急救方法 即在自然呼吸停止时 如在一氧化碳中毒暗藏 触电 淹溺等情况下 借助于外力使胸腔节奏的扩大和缩小 保证空气继续从肺进出 以维持机体的氧化代谢过程 促使自身呼吸运动的恢复 人工呼吸法有仰卧压胸法 举臂压胸法和口对口人工呼吸法等多种方法 口对口人工呼吸是最简单而有效的方法 适于现场急救 列为呼吸复苏术中的首选方法 口对口人工呼吸法的操作 首先清除患者口腔中的异物 黏液 呕吐物等 保持呼吸道畅通 术者一手自下颚处将患者头部托起使之后仰 并使其口张开 另一手将患者鼻孔捏住 以防气体由鼻孔逸出 然后深吸一口气对准患者的口用力吹气 吹毕让患者胸廓及肺自行回缩 保持每分钟16 20次 以胸廓可以扩张 可听到肺泡呼吸音为有效标志 呼吸复苏术 人工呼吸 要与心脏复苏术同时进行 后者的目的是维持和恢复血液的循环 2 3 煤气着火事故2 3 1关于煤气着火的几个概念发生煤气着火事故必须具备的两个条件 要有足够的空气或氧气 要有明火 电火或达到各种煤气不同的着火温度 煤气中可燃气体的成分 不可燃成分 助燃成分 任何一种煤气都是有一些单一气体混合而成 其中可燃气体的成分有CO H2 CH4 H2S和碳氢化合物CmHn 不可燃成分有CO2 N2 H2O 助燃成分有O2 燃烧的本质 燃烧要具备的条件 燃烧时可燃物质与氧或氧化剂剧烈化和放出光和热的物理化学反应 在燃烧过程中 物质会改变原有性质而变成新的物质 燃烧应具备的条件是 有可燃物质 有助燃物质 有火源 以上三个条件在燃烧过程中缺一不可 通称燃烧三要素 但即使具备了燃烧三要素 也不一定自发燃烧 因此 燃烧三要素只是发生燃烧的三个必要条件 只有燃烧三要素分别满足一定条件时 三者共同作用才能发生燃烧 煤气热值的含义 1Nm3煤气完全燃烧所放出的热量称为煤气的热值 单位为kJ Nm3 热值也叫发热量 是表示煤气质量的重要指标之一 高发热值是指1Nm3煤气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度 而其中的水蒸汽已凝结水状态排出时所放出的热量 低发热值是指1Nm3煤气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度 但烟气中的水蒸汽仍为蒸汽状态时所放出的热量 高 低热值之差为水蒸汽的汽化潜热 着火温度的含义 可燃气体只有达到其着火温度时才能着火 所谓着火 就是可燃气体与空气中的氧由稳定缓慢的氧化反应加速到发光发热的燃烧反应的突破点 突破点的最低温度称为着火温度 实际上 着火温度不是一个固定值 它取决于可燃气体在空气中的浓度及其混合程度 压力和燃烧室形状与大小 以及是否存在催化物质等 燃烧温度的含义 可燃物燃烧时燃烧产物所能达到的温度称为燃烧温度 可燃物的种类 成份 燃烧条件和传热条件等都影响到燃烧温度 2 3 2 煤气着火事故的预防 保证煤气设施的严密性 发现煤气泄露及时处理 应经常检查 阀芯 法兰 膨胀器 焊缝口 计量导管 排水器 蝶阀轴头 煤气加压机各密封处等 煤气设施要有良好的接地装置 对接地线要定期检查测试 严格执行煤气设施和煤气区域动火作业管理制度 应事先办动火证 应有防火措施 并经安全部门检查确认 按规定的要求时间 地点动火 应尽量避免带煤气作业 如必须进行则应在降低压力的状况下进行 并必须使用铜质工具 如使用铁制工具 须在工作面上涂黄油 带煤气作业地点附近的裸露高温管道 应做绝热处理 煤气设施附近不准堆放易燃易爆物品 2 3 3 煤气着火事故的处理 由于设施不严密而轻微泄露引起的着火 可用湿泥 湿麻袋等堵住着火处 待火熄灭后再按有关规定补好泄露处 煤气管道着火 管道直径在100mm以下者 可直接切断煤气灭火 管道直径大于100mm者应逐渐降低煤气压力 但煤气压力不得底于49 98Pa 5 10mmH2 煤气压力下降后引起的管道着火 可用黄泥 湿麻袋 石棉布等堵灭 捂灭 也可用蒸汽或灭火器扑灭 在通风不良的场所 煤气压力降低以前不要灭火 否则灭火后煤气仍大量泄露 会形成爆炸性气体 遇烧红的设施或火花 可能引起爆炸 煤气设施内沉积物 如萘 焦油 硫化铁等 着火时 可将设施的人孔 放散等一切与大气相通的附属孔关闭 使其隔绝空气自然灭火 同时应通人蒸汽或氮气 灭火后切断煤气来源 再按有关规定处理 但灭火后不要立即停送蒸汽或氮气 以防设施内沉积物自燃引起爆炸 煤气设施已烧红时 不得用水骤冷却 以防煤气设施急剧收缩造成变形断裂而泄露出煤气 煤气阀 水封 压力表 蒸汽或氮气管接头等 应有专人控制操作 火警解除后恢复通气前 应仔细检查 保证管道设施完好 并进行置换操作后才允许通气 2 4 煤气事故预防 加强煤气安全管理 对煤气作业人员应进行生产操作及安全技术培训考核 合格后方准上岗工作 制定严格的岗位责任制 并确保实施 从生产设施的密闭式入手 提高CO生产系统的自动化程度 防止和减少CO在生产环境中形成危及人的健康与安全的浓度 加强对生产环境的CO浓度的检测和警报 CO最高浓度不允许超过24ppm 30mg m3 设备或管道检修时 首先要把设备或管道内煤气吹扫干净 新建或大修的煤气设备及管道要进行强度和密封性实验 在煤气区域工作 必须两人以上 一人工作 一人作监护 并要通知煤气防护站人员定期作CO含量分析 一旦发生煤气泄露 则要站在上风侧监视 严禁任何人进入危险区 同时立即通知有关单位处理 建立煤气中毒事故的抢救和急救体制 配备必要的防护器具和急救器材 如CO检测仪 防毒口罩等 平时要经常检查 确保器材有效 佩戴时 必须认真检查 尤其注意不准在煤气危害区摘掉口罩 鼻夹或面具 进入高浓度CO环境中工作时 一定要戴好防毒面具 并有足够的监护和抢救措施 3 常用煤气设施 3 1 煤气管道 3 1 1 架空敷设煤气管道的要求 应敷设在非燃烧体的支柱或栈桥上 不应敷设在燃料 木材和易燃易爆物等堆场和仓库区 不应敷设在输电线路下和配电室 变电所内 煤气分配主管 应尽量于室外沿墙敷设 距墙壁不小于500mm 沿屋顶敷设 则离屋面不小于800mm 工业管线 除动力电缆 电线和腐蚀性介质管道外 可共架敷设 但要求垂直净距 250mm 水平净距 300mm 架空敷设管道倾斜度一般为2 5 架空敷设管道与建筑物水平净距不应小于下表规定 架空煤气管道高度 管底至地面的净距 应符合下表规定 3 1 2 埋地敷设的煤气管道的要求 埋地管道适于远距离输送 直径小于350mm的焦炉煤气管道 必要时可埋地敷设 所有埋地管线必须敷设于土壤稳定层内 输送湿煤气 应埋在冻土层以下 埋地管道之上的地面一般不允许载重车辆通过 与铁路 公路交叉时 应设有大于管道直径100mm的套管 穿越公路的套管顶至路面应保持1m 穿越铁路的套管顶至轨枕第应保持1 5m 严禁在管道之上的地面或附近建筑房屋 管道长度超过500mm时 输送煤气中的萘含量不应超过5g m3 管道倾斜度为3 5 低洼处应设排水器 地面上设有明显的标志 排出的冷却水应集中处理 3 1 3 影响煤气管道腐蚀的因素 腐蚀介质的影响 温度和压力对腐蚀的影响 一般情况下 腐蚀速度随着溶解温度的增高而增大 尤其受火直接加热的设备 腐蚀速度更快 但某些含有H2S的蒸汽 在冷凝冷却器中 冷却水温越低 H2S的溶解度越大 腐蚀也越严重 随着压力增高 某些腐蚀性气体在溶液中的溶解度也增大 也会促使腐蚀速度加快 溶解运动速度对腐蚀的影响 腐蚀速度一般随着溶液运动速度的增大而增大 设备的结构影响 煤气设备和管道的腐蚀在很多情况下与它们的结构有关 结构不良常会引起机械应力 热应力 液体停滞及局部过热等现象 这都会使设备和管道发生腐蚀或加速腐蚀 焊缝是设备和管道上最易发生腐蚀的地方 可以采用热处理或选择合适的焊条来减弱或消除 3 1 4 煤气管道的计算压力确定煤气设备 设施 含管道 的计算压力 是煤气设计 设备制造和生产的重要参数 也是煤气安全生产的重要参数 煤气设施的计算压力通常是指煤气设施在正常运行情况下 可能达到的最大工作压力 3 1 5 煤气管道的流速的确定煤气管道流速 应按煤气计算流量 最远点煤气用户的煤气压力以及考虑发展所需最小管径来确定 焦炉煤气及混合煤气管道 流速不宜选择过低 以减少管道内积存沉淀物对管道的腐蚀 一般流速不宜小于5米 秒 3 1 6 煤气管道试验为保证煤气管道和设施有较高的密封性 需要在投作前做强度试验和严密试验 依据国标 工业企业煤气安全规程 的规定 3 2 煤气燃烧设备 煤气的燃烧装置也叫煤气烧嘴 煤气与空气的混合速度是决定燃烧速 温度与火焰性质的主要因素 煤气烧嘴的形式 根据煤气空气混合方式与火焰形式分为五种 平行流动 呈锐角相交 吹到耐火格子砖上 旋转流动及预混和 根据燃烧机理分为扩散式和预混式 对煤气燃烧装置的有关要求 燃烧装置的煤气 空气管道应安装低压警报装置 煤气管道的末端应设有放散管 放散管应引到室外 燃烧装置采用强制送风的烧嘴时 煤气管道上应设逆止装置或自动隔断阀 空气管道上应设泄爆膜 3 3 煤气隔断装置 3 3 1 煤气隔断装置的安全要求对煤气管道用的隔断装置的基本要求是 安全可靠 操作灵活 便于控制 经久耐用 维护方便 避免干扰 工厂常用的隔断装置有 闸阀 插板阀 蝶阀 水封 眼睛阀 扇形阀 旋塞 盘形阀和盲板等 一般隔断装置安装的部位要求 车间总管自厂区总管接出处应装设隔断装置 若接点到车间厂房距离超过1500m 或距离虽短 但通行或操作不便 则在靠近厂房处还应安装第二个切断装置 厂区总管或分区总管经常切断煤气处 每个炉子或用户支管引出处 可靠隔断 凡在系统无异常状况下 处于关闭 封止状态 其承受介质压力在设计允许范围 具有煤气不泄漏到被隔断区域功能的装置称为 煤气可靠隔断装置 应用该类装置且通过正确使用 精心维护即可达到可靠隔断煤气的目的 在煤气管道上应如何选择可靠的切断装置 在煤气压力低于9806 65Pa 1000mmH2O 发热量1500Kcal Nm3 6300kJ Nm3 且需要经常切断的室外管道上 应首先考虑安装叶型插板 在高炉煤气非主要的管道上 凡不宜选择机械化叶型插板的部位 可以采用密封蝶阀 凡需要设置第二道切断设备时 也可以设置罐形水封 闸阀用途较广 可用于净煤气管道的任何部位 但设备较重 切断的可靠性能差 选择时应注意下列两点 即 a 应选择明杆双闸板 不应选择暗杠 b 经常操作的闸阀 宜采用电动 眼睛阀 扇形阀 一般不作为独立的切断设备 多设在密封蝶阀和闸阀后 可靠切断煤气 盲板 一般也不作为独立切断设备 在经常操作部位或在管径 DN1000 Pg 2000mmH2O的管道上 配置在闸阀或密封蝶阀后可靠地切断煤气 3 3 2 插板插板是可靠的隔断装置 一般应在高炉煤气净化系统上 煤气压力 10kPa 约 1000mmH2O 的管道上 因操作时大量冒出煤气 故装设插板的管道底部距地面应有一定的距离 如果使用金属密封面的插板 管道底部距地面应不小于8m 使用非金属封密面的插板 则不应小于6m 在煤气不易扩散的地区 上述数值还应适当提高 3 3 3 闸阀一般用于净煤气管道中的任何部位 但严密性差 必须与水封或盲板联合使用 或与盲板阀或扇形阀联合使用 才可以成为安全可靠的切断装置 闸阀不可作节流用 以免频繁操作过早损坏 闸阀在春秋两季应做开关实验 丝杠应涂油并加设保护罩 经常操作的阀门 应采用电动的 明杆闸阀的手轮上应标明 开 或 关 的字样和箭头 螺杆上应有保护套 在煤气设备上使用 一定要选择煤气专用阀门 3 3 4 密封蝶阀密封蝶阀只有和水封 插板 盲板阀等并用 方可作为可靠的隔断装置 密封蝶阀是低压煤气管道上常动部位的断流切断装置 具有重量轻 操作方便 可实现遥控等优点 密封蝶阀与普通蝶阀配合用于流量控制和调节系统 密封蝶阀的公称压力应高于煤气总体严密性实验压力 单向流动的密封蝶阀 安装时应注意使煤气的流动方向与阀体上箭头方向一致 轴头上应有开 关程度的标志 3 3 5 盲板阀 扇形阀只有与其他隔断装置并用才是可靠的隔断装置 如盲板阀 扇形阀应设在密封蝶阀或闸阀后面 安装在厂房内管道上的盲板阀 扇形阀 距离炉子要在10m以外 3 3 6 水封 水封使用较为广泛 制作 操作和维护均较简便 投资少 只要达到煤气计算压力要求的有效高度 即可切断煤气 与闸阀或蝶阀配合使用作为可靠切断装置 适用于煤气管道上 工厂煤气管道上使用的水封主要有 隔离水封 隔板水封 主要不足是隔板腐蚀和漏气难以事先预防 煤气阻力损失也较大 见图说明 罐式水封 其缺点主要是插入管易腐蚀 日常无法检查 一旦穿孔就可能使水封失效酿成灾难 煤气阻力损失也较大 见图说明 U型水封 控制水封高度的溢流管设在外面 煤气阻力损失较小 便于维护检查 使用较为普遍 见图说明 煤气水封设置要求 国家煤气安全规程规定 水封只有装在其它隔断装置之后并用 才是可靠的隔断装置 水封的有效高度应为煤气计算压力至少加500mm 水封的给水装置上应设U型给水封和逆止阀 禁止将水封的排水管 溢流管直接插入下水道 水封下部装有排水密封罐 水封下部侧壁上应安设清扫孔 放水头 U型水封两侧应安设放散管 吹刷用的进气头和取样管 使用关键点 水源 不可单独使用 冬季防冻 水封高度 设计应合理 管理到位 3 3 7 盲板盲板主要用于煤气设施检修或扩建延伸而且多年仅操作数次的部位 制作盲板的要点 低压煤气管道活动盲板厚度盲板直径 500 600 1000 1100 1500 1600 1800 1900 2400 盲板厚度6 8 8 10 10 12 12 14 14 18 盲板的直径等于法兰螺孔中心直径减去螺孔直径 再减去10毫米 盲板用钢板制作 不能带砂眼 两边光滑平整 边缘不带毛刺 盲板应有1 2个方口手柄 柄根不影响螺栓穿孔 距盲板边缘3mm处 点焊8 铁丝两周 间距为15 30mm 其间用13 18mm油浸石棉盘根铺满一至二周 再用麻线或24 铁丝扎上 砸平 带煤气抽堵盲板作业准备工作 这是一项很危险的工作 作业前应向煤调 煤气防护站或安全部门提出申请 经批准后方可进行 外围准备 包括搭脚手架 斜梯 梯子要求距地面成30 角 架设吊盲板用的起重桅杆 同时在抽堵盲板方向的管道两侧焊接两对相对称的支架 支撑的长度为350mm 400mm 宽为350mm 高为300mm 钢板厚度不应小于20mm 法兰两侧用临时支架住煤气管道 煤气管道至少有一端能自由收缩 在有煤气的一侧管端部安装压力表 如需吹扫 还应引蒸汽管道 蒸汽阀门距盲板不得大于20m 夜间操作时应准备足够的照明灯具 准备必要的螺栓 螺母 垫圈 铅油 机械油等备品 备件 应尽量避免在室内带煤气抽堵盲板作业 如必须进行 应经企业主管部门特殊批准 并采取特殊措施以保安全 例如先置换煤气再作业 或减少煤气泄漏 加强通风 必要时在作业上方设帆布罩和防爆轴流风机向外抽吸煤气 带煤气抽堵盲板作业的要求 抽堵盲板作业区内严禁行人通过 40m以内禁止存在火源及高温热源 如作业区附近有裸露高温管道 则应在作业前将该管道作绝热处理 抽堵盲板作业区要派专人警戒 煤气管道和附属设备停止电焊作业 加热炉前进行煤气管道抽堵盲板作业时 应先在管道内通人蒸汽或氮气以保持正压 焦炉地下室或其他距火源较近的地点进行抽堵盲板作业时 禁止带煤气作业 应事先通蒸汽或氮气清扫 并保持蒸汽或氮气在正压状态下方可操作 抽堵盲板作业点离支架较远时 应设临时支架以防反口 参加抽堵盲板作业人员所使用的背负式压缩空气呼吸器及防护面罩等均应安全可靠 如作业中压缩空气压力低于50bar或发生故障 应立即撤离煤气地区 作业人员严禁穿带钉鞋 抽堵盲板作业时 法兰上所有螺栓应全部更新并保证灵活可靠 卸不动的螺栓可在正压情况下动火割掉 换上新螺栓并拧紧 但禁止同时割掉两个以上螺栓 以防煤气泄漏着火 作业现场 应清除一切障碍物和杂物 大型作业或危险作业时应作好救护 消防等准备工作 雷雨天气严禁抽堵盲板 抽堵盲板时煤气管道两端应可靠接地 接地电阻小于4欧姆 并防止高速气流冲击 以消除静电积聚放电现象 操作人员应里外全身穿棉布工作服 不得穿带铁钉的鞋 抽堵盲板处阀门应尽量关闭严密 在有煤气的一侧安装压力表 必须保持正压 必要时在阀门前的一段管道内充氮气或蒸汽保压 抽堵焦炉盲板时 在阀门关闭后 应打开管道末端放散 充氮气置换煤气 并在作业点和管道内用氮气保压 法兰口张开后 管口处也必须保持正压 压力不低于0 5kPa 3 4 排水器 排水器的设置要求 工厂室外煤气管道 每隔200 250m间距应设置一个排水器 阀门后的车间煤气管道也应设置排水器 以排出管网中的冷凝水 杂质和污物 排水器水封的有效高度为计算压力加不小于500mm 但高压高炉从过剩煤气放散管算起300m以内的净煤气总管 其排水器水封的有效高度应不小于3000mm 卧式和立式排水器结构特点及选用 卧式排水器罐位低 便于操作和维护检查 但一旦发生超高煤气压力突破水封 会吹出卧式排水器的存水 造成煤气持续外泄 直到重新补水为止 急易发生煤气事故 所以卧式排水器必须在确有卸压保障的煤气管网上使用 一般应在设有煤气柜并有多处自动控制放散装置的工厂使用 立式排水器 其插入管段和复式水封的隔板若受腐蚀穿孔 造成水封高度降低而漏煤气 难以事先检查和预防处理 但间断地把煤气压力升高突破水封 使插入管内的水压出并从溢流口排掉 而水位暂时下降且降低不大 一般尚能封住外逸的煤气而保证水封的有效性 如果持续时间较长 使水封不断排水 则同样会造成水封失效而发生煤气事故 立式排水器示意图 排水器的使用应注意的问题 排水器不应设在生活间窗外或附近区域 以免煤气泄漏 造成人员中毒 设于室内排水器 应有良好的通风条件 排水器应设有清扫孔和放水闸阀或旋塞 每只排水器均应设检查管头 溢流管口均应设漏斗 排水器应设闸阀或旋塞 两条或两条以上的煤气管道及同一煤气管道隔断装置的两侧 宜单独设置排水器 如设同一排水器 其水封有效高度应按最高压力计算 寒冷地区设在露天的排水器应有防冻措施 3 5 放散装置 放散管可分为 煤气调压放散管 事故放散管和吹刷放散关 煤气调压放散管 煤气放散管也称为过剩煤气放散管 应装在净煤气管道上 并设有点火装置和灭火设施 吹刷放散装置 是煤气设备和煤气管道置换时的吹刷装置 吹刷放散管供置换气体时用 平时处在常闭位置 绝不允许作放散煤气用在煤气设备及煤气管道最高处 煤气管道及卧式设备的末端 煤气设备和煤气管道的隔断装置的前面以及管道易积聚煤气而吹不净的部位 均应设吹刷用的放散管 放散管口必须高出煤气管道 设备和走台4m 距离地面不小于10m 车间内部或距车间10米以内不经常操作的放散管必须高出建筑物的屋檐 放散管根部应有加强板 并设有挣绳 放散管的闸阀前应装设做爆发实验的取样管 放散管口应采取防雨 防堵塞措施 煤气设施的吹刷放散管不能共用 禁止在厂房内或向厂房内放散煤气 3 6 补偿器 工厂煤气管道必须考虑管道受环境气温影响和输送介质温度变化的影响而发生热胀冷缩的数值 称为管道补偿量 安装时要把套管活动端装在背向煤气的方向 补偿器与管道尽量避免法兰连接 两固定支架间应设同类补偿器 安装鼓形补偿器时 应在补偿器附近设人孔和梯子平台 并每两年要更换一次填料 补偿器宜选用耐腐蚀材料制造 应有利于煤气管道的气密性 尽量不增加煤气管道的泄漏点 在承受煤气计算压力下不产生泄漏了 带填料的补偿器 需有调整填料紧密程度的压环 补偿器内及煤气管道表面应经过加工 厂房内不得使用带填料补偿器 补偿器的能力不得少于计算补偿量的要求 补偿器的导向板必须与管道同心 安装前应认真检查四周间隙并清除杂物 确保伸缩无阻 补偿器使用寿命 应与煤气管道使用周期匹配 且维护简便 3 7 蒸汽管 氮气管 在煤气设备及管道上安设蒸汽管或氮气管主要作用有三个 置换 保压及清扫 装设要求 停送煤气时须用蒸汽或氮气只换煤气或空气 须在短时间内保持煤气正压力 须用蒸汽扫除萘 焦油等沉积物 蒸汽或氮气管接头应安设在煤气管道的上面或侧面 管接头应安设旋塞或闸阀 停用时 蒸汽或氮气管接头与煤气管道必须及时断开或堵盲板 若有发生倒流的可能 蒸汽或氮气管线上装设逆止阀 生产与生活用管线分开设置 避免互窜事故发生 3 8 防爆装置煤气设备上经常使用的防爆装置有安全阀和防爆片 3 9 隔火设备砾石隔火器 戴维网 金属网套隔火器 防火器 3 10 管道标志和警告牌 工业企业煤气安全规程 规定 厂区主要煤气管道应标有明显的煤气流向和种类的标志 所有可能泄漏煤气的地方均应挂有提醒人们注意的警告标志 4 关于煤气停送气的有关问题 4 1 制定完善的停送气方案包括 停送气范围 时间 停送气前的准备工作 停气方案 送气方案并配有图示说明 吹扫 放散及检测 吹扫介质 检修 施工安排 停送气及检修期间的安全注意事项 停送气指挥部成员及分工 4 2 煤气设施气体置换作业方法 直接置换 煤气设备和煤气管道在启用前或开始输送煤气前 直接用高炉煤气置换 取样分析 以煤气中含氧量不超过1 为吹扫合格的标准 此种方法危险性较大 其混合气体必定会经过达到爆炸下限到超过爆炸上限的过程 存在着火 爆炸的严重危险 氮气置换法 用氮气置换管道或煤气设备 设施的煤气或空气 这是较理想的安全可靠的方法 蒸汽置换法 采用蒸汽置换煤气和空气 一般每300 400 的管道设计一个吹刷点 吹刷蒸汽耗量为管道容积的3倍 压力为0 1176MPa 绝对压力 4 3 煤气设施气体置换顺序 煤气设备 设施需分段进行吹扫置换 其置换顺序 视煤气设备 设施情况不同而异 一般吹扫置换的作业顺序为 关闭吹扫段两端闸阀 堵上盲板 打开各管段上末端的放散阀 接通蒸汽 或氮气 进行吹扫 取样化验直到含氧量小于2 或10 打开管道阀门用煤气 如为送煤气 置换蒸汽或氮气 如蒸汽则应在打开阀门后才关闭蒸汽 在管道末端放散煤气 取样做爆发实验 直到合格后关闭放散管 4 4 煤气管道气体置换时间的确定 置换时间应以达到合格的停送煤气操作的气体标准来计算 置换时间越短越安全 且可减少停产时间 煤气管道在停送煤气后 用鼓风机吹风赶残余煤气 鼓风机吹风时间可按下式计算 T nv Q n r rL Qt 鼓风机吹风时间 h n 气体在煤气管道内置换的倍数 一般n 3 Q 风量 m3 h v 煤气管道的体积 m3 r 管道半径 m L 管道长度 m 4 5 停煤气检测 煤气设施停煤气检修时 必须可靠地切断煤气来源并将内部煤气吹净 一般均用氮气 蒸汽等处理残余煤气 此时检测目的是鉴别容器内的煤气是否处理干净 进入煤气设备内工作时 应先取样 用比长式一氧化碳检定管或便携式德尔格一氧化碳监测报警仪测定一氧化碳含量 并用比长式氧气检定管测定氧气含量 当氧气含量超过18 一氧化碳含量小于24ppm时为合格 在停产的煤气设施上动火 应按动火管理办法采取安全措施 取样作爆发试验或作可燃气体成份分析 合格后方可动火 对煤气环境的气体主要检测一氧化碳含量 防止设备泄漏煤气 环境空气被污染 发生人中毒事故 卫生标准是一氧化碳含量不得超过10mg Nm3 4 6 送煤气检测 煤气设备和煤气管道在启用前或开始输送煤气前 必须进行气体置换 送煤气检测的目的是鉴别容器中的空气是否已经赶净 先通氮气置换煤气管道或设备内的空气 在管道末端放散管的试验头或用户燃烧器前取样 用比长式氧气检定管做含氧量分析 当含氧量小于10 时 再通煤气置换氮气 然后取样作爆发试验 如果火焰一直燃烧至筒底 说明为合格煤气 或者检测气体中氧气含量 如小于0 8 及为合格 连续三次取样试验合格后 方可给用户送气点火 送高炉煤气时 也可直接用高炉煤气置换空气 然后取样作试验至合格 送焦炉煤气或混合煤气时 如不具备氮气吹扫条件 也可先通高炉煤气 合格后再送焦炉煤气或混合煤气 5 关于对煤气设施进行检修的相关问题 5 1 煤气设施的正确使用 检查烧嘴阀门能否开关灵活 关时能否关闭严密 开关标志是否正确 以防开关标志颠倒而引发事故 炉窑机组点火前 要使炉膛 烟道保持一定负压 并确认炉膛 烟道内无爆炸性气体 再在烧嘴前放置引火炬 然后缓缓送入煤气 严禁先给煤气后点火 燃烧不正常或着火后又熄灭 应立即关闭煤气阀门 查明原因 消除故障隐患 排除炉内残余煤气再按规定程序重新点火 送煤气前已烘炉的炉子 其炉膛温度超过800 时 可不点火而直接送煤气 但应监视其是否燃烧 强制送风的炉子 点火时应先开鼓风机但不送风 待点火送煤气后 再逐步增大供风量和煤气量 停煤气时 应先关闭所有的烧嘴 然后停鼓风机 停炉时 在切断支管总阀之前 须关严各个烧嘴阀门 只有在充入置换介质 一般用氮气或蒸汽 并在支管阀门后安装盲板 或其他可靠隔断煤气装置 并彻底置换出残余煤气之后 才能认为完成了停煤气作业 在进入管道或煤气设备 燃用设备前 还应作 含量测定或用鸽子实验 确认合格后才可进入 应严格执行操作牌制度 煤气防护人员应在现场监护 用煤气时要经常注意煤气是否完全燃烧 发现异常应予调整或对自动控制系统进行维修 对所管辖范围内的煤气设施有无阻塞 有无积水等 都应经常予以检查 发现问题及时处理 或及时汇报煤调 5 2 如何安全地进行煤气设施的维护与检修 煤气设施操作 除特殊情况外均应保持正压状态 在设备停止生产 保压又有困难时 应可靠地切断煤气来源 并将设备内残余煤气吹扫干净 煤气设施停煤气检修时 必须可靠地切断煤气来源并将内部煤气吹扫干净 长期检修或停用的煤气设施 必须打开上 下人孔和放