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2019 12 28 煤气安全基本知识讲义 煤气生产 净化与回收煤气管道知识煤气设备与管道附属装置煤气风机房与煤气柜煤气设施检修煤气事故的预防与处理主要事故案例分析 王绍民 2019 12 28 第一节煤气生产 净化与回收冶金企业的煤气 一般按煤气成因和方法来分类 常用煤气有 高炉煤气 转炉煤气 焦炉煤气 发生炉煤气以及引进的天然气等 一 高炉煤气的生产 净化与回收高炉煤气也称BFG煤气或B煤气 是高炉炼铁过程中产生的一种副产品 每生产一吨生铁大约可得到2000 3000m3的高炉煤气 其主要性质是剧毒 易燃易爆 无色无味 爆炸极限30 75 2019 12 28 主要成份为CO 含CO为23 30 热值2800 3000KJ m3 可单独供用户使用 或与焦炉煤气混合 M煤气 供轧钢加热炉等用户使用 为了提高其燃烧温度 把煤气和空气都预热到较高的温度 达到提高理论燃烧温度 进而提高风温的目的 高炉煤气温度由40 45 预热200 250 可提高风温60 80 2019 12 28 一 高炉煤气的净化从高炉炉顶排出的粗煤气含尘量在10 40g m3 如果不进行除尘净化 是没有使用价值的 目前除尘净化分为湿法和干法两种工艺 1 湿法除尘高炉粗煤气经重力除尘器粗除尘后 进入湿式精细除尘 依靠喷淋大量的水 最终获得含尘量为10mg m3以下的净煤气 2019 12 28 湿法除尘装置分为 塔文系统 双文系统 比绍夫法塔文系统 重力除尘器 洗涤塔 文氏管 调压阀组 脱水器 管网双文系统 重力除尘器 溢流文氏管 可调文氏管 脱水器 管网以上煤气净化系统 基本上已淘汰 比绍夫法 重力除尘器 比绍夫 脱水器 用户 2019 12 28 比绍夫清洗器是湿式环缝清洗器 我个人的理解 它是把洗涤塔与可调文氏管的功能结合于一体的除尘设备 第一阶段 在清洗塔中心配置多级喷头 在很低的阻损条件下 1000Pa 达到很高的清洗和冷却效果 第二阶段 通过一环缝清洗器 去除煤气中的细小粉尘 煤气的含尘量低于5mg m3 这种工艺设备在唐钢 邯钢 宝钢等大高炉中已被采用 2019 12 28 采用上述温法除尘工艺 应注意的事项 1 各种洗涤装置 应装有蒸汽或氮气管接头 供吹扫和置换用 2 在洗涤器上部 应装有安全泄压放散装置 并能在地面操作 图1比绍夫煤气清洗系统 2019 12 28 2 干法除尘 高炉煤气干法除尘的方法很多 目前普遍采用的是布袋除尘器 少数企业采用了电除尘器 但均未能长期 连续 稳定运行 主要原因是使用的温度范围对电除尘器不合适时 运转不稳定 目前各钢铁企业普通采用的是干法布袋除尘工艺 这种干法净化工艺是利用布袋除尘器 使高温煤气过滤而获得净煤气的干法除尘 2019 12 28 1 布袋除尘的工作原理 煤气由除尘器的下部进入箱体 滤袋对煤气进行过滤 煤气中的灰尘被粘附在滤袋壁上 形成灰膜 灰膜又成为滤膜 煤气通过达到良好的净化除尘目的 当灰膜增厚 阻力增大到一定程度 再进行反吹 反吹采用N2气 减压后进入脉冲反装置 在装置内由电磁阀控制脉冲阀迅速打开 当煤气差压 即荒煤气与净煤气的压差增大到5 8Kpa时 进行反吹 吹掉大部分灰膜 使阻力减到最小 再恢复正常过滤 2019 12 28 2 安全要求 重力除尘器 应设置蒸汽或氮气管接头 供吹扫和置换用 除尘器顶部至切断阀之间 应有蒸汽或氮气管接头 除尘器顶及各煤气管道最高点 应设放散阀 布袋除尘器 每个出入口应设可靠的隔断装置 每个箱体应设有放散管 应设有煤气高 低温报警和低压报警装置 每个箱体应采用泄爆装置 反吹清灰时 不应采用粗煤气向大气反吹的方法 向外界放灰时 应有防止煤气外泄的措施 2019 12 28 荒煤气管道和净煤气管道的末端均应设置放散管 放散阀的前边应设取样管 重点解读一 布袋除尘器应设有煤气高 低温报警装置 现在使用的玻璃纤维布袋 能耐高温300 粗煤气的温度过高 布袋会受到损伤 甚至烧坏 导致煤气含尘量超标 影响用户使用 特别是TRT的使用 因煤气含尘量超标 致使动叶 静叶挂尘磨损 会造成叶片损坏 发生重大事故 也会造成调压阀组和管道的磨损 温度过低也不利 会使煤气结露影响布袋工作 结露造成布袋透气性差 2019 12 28 多数企业普通要求进入布袋前的粗煤气温度控制在80 250 的范围内 煤气中的含尘量控制在10mg m3以下 有TRT则要求控制在5mg m3以下 重点解读二 布袋箱体 荒煤气管道末端应设放散阀管 放散阀和取样管 在高炉长期休风过程中 应将重力除尘及其后面荒煤气管道中的煤气要吹扫干净 否则 在检修中就会发生煤气中毒 2019 12 28 二 区域布置1 新建高炉厂区边缘距居民区边缘的距离应不小于1000m 2 新建高炉的除尘器应位于高炉铁口 渣口10m以外的地方 而且不能正对铁口 渣口 3 厂区办公室 生活室宜放置在厂区常年最小频率风向的下风侧 离高炉100m以外的地点 炉前休息室 浴室 更衣室可不受此限 4 厂区内的操作室 仪器仪表室应设在厂区夏季最小频率风向的下风侧 不应设在经常可能泄漏煤气的设备附近 2019 12 28 三 煤气使用单元1 高炉煤气余压透平发电装置 TRT 1 TRT的工艺流程 湿式 重力除尘器 比绍夫 脱水器 蝶阀 插板阀 紧急切断阀 煤气透平 出口蝶阀 管网 干式 重力除尘 布袋除尘 蝶阀 插板阀 紧急切断阀 煤气透平 出口蝶阀 管网 2019 12 28 图2TRT工艺流程图 2019 12 28 2 安全要求 入口管道上应设紧急切断阀 能在1秒内切断煤气 透平自动停车 余压透平应设可靠的严密的轴封装置 高炉焦炭水分含量高 煤气含水量大 气体中含有氯和二氧化碳 溶于水后形成酸而造成叶片腐蚀 煤气中的含尘量超标 叶片易磨损 造成重大事故 因此 要对高炉煤气的含尘量加大控制力度 2019 12 28 2 热风炉是高炉生产中的主要设备 其作用是为高炉提供较高的热风 以实现低耗 降低焦比 燃烧器是热风炉的主要设备 其作用是将煤和助燃空气混合并送入燃烧室进行燃烧 对煤气使用的安全要求如下 1 热风炉煤气总管应有可靠的隔断装置 2 煤气支管应有煤气自动切断阀 当燃烧器风机停止运转 或助燃空气切断阀关闭 或煤气压力过低时 该切断阀应能自动切断煤气 并发出报警 当助燃空气未与该切断阀联锁时 助燃空气管道的末端应设泄爆板 3 管道的最高处应设煤气放散管 4 燃烧阀与煤气切断阀之间 应设煤气放散管 2019 12 28 二 转炉煤气的生产 净化与回收转炉煤气出称LDG煤气或LD煤气 转炉煤气是转炉吹氧炼钢时的副产品 它的主要成分是CO CO含量达到60 70 热值约7536 2 9211KJ 主要性质是剧毒 易燃易爆 无色无味 爆炸极限为18 2 83 2 氧气顶吹转炉的炼钢过程 可分为吹炼前期 中期和后期三个阶段 2019 12 28 吹炼前期为硅锰氧化期和造渣期 吹炼中期为氧化期和碳焰期 吹炼后期为拉碳期 在吹炼的中后期 铁水中的碳被氧化生成大量的CO 量的大小决定于铁水中含碳量的大小 31 300t转炉吨钢煤气回收量应 80Nm3 t 一 转炉煤气的净化与回收的方法一是OG法 为湿式除尘 目前采用比较普遍 二是LT法 为干式除尘 目前已在部分企业采用 1 OG法的工艺流程烟罩 汽化冷烟道 一级文氏管 90 弯头脱水器 二级文氏管 90 弯头脱水器 脱水器风机 回收时三通阀 水封逆止阀 V形水封 气柜风机 不回收三通阀放散 放散烟囱 2019 12 28 转炉煤气回收流程 OG法 2019 12 28 2 LT法工艺流程LT法是转炉煤气干式除尘 其工艺流程为 转炉 活动烟罩 固定烟罩 汽化冷却烟道 温度从1500 降到800 1100 蒸发冷却器 温度降到290 330 电除尘器 一般为四电场 引风机 为轴流式风机 即ID风机 煤气切换站 回收时 回收杯阀 眼镜阀 煤气冷却器 温度降到70 以下 眼镜阀 气柜引风机 不回收时 放散杯阀 放散烟囱 2019 12 28 图4煤气干法除尘工艺流程图 二 安全注意事项 1 OG法与LT法共用部分 烟罩与烟道 1 转炉煤气活动烟罩的罩口内外压差保持稳定的微正压 解读 活动烟罩能上下升降 在吹炼开始烟罩下降后 通过调整二级文氏管喉口的开度 控制炉口处烟罩内外保持微正压 即避免了炉气大量外逸 恶化炉前的操作环境 也不致吸入冷空气降低回收煤的质量 2 烟罩上的加料机 氧枪与副枪插入孔和料仓等 应密封充氮 保持正压 2 OG法 1 转炉煤气回收设施 应设充氮装置及微氧量和一氧化碳含量的连续测定装置 当煤气含氧量超过2 或煤气柜位高度达到上限时 应停止回收 2 每座转炉的煤气管道与煤气总管之间 应设正常的隔断装置 3 转炉煤气放散管应一炉一个 并间断充氮 3 LT 转炉干法除尘技术的关键是防爆和降温 1 电除尘进出口锥形筒体上分别设置三个带有限位开关的泄爆阀 解读 电场泄爆是关键问题 不但会造成电除尘器的损坏 而且会导致人身事故 据有关企业统计分析 当CO 90 O2 6 时 当H2 3 O2 2 时 均会出现爆炸 a 煤气与空气 或O2 混合达到爆炸极限 b 存在点火源 c 在一个有限的空间内 当转炉吹炼时的中 后期产生的CO浓度高达55 75 如此高浓度的CO 通过ID风机进入带有火花产生的电场 除尘器电场工作放电 产生火花 是电除尘本身就有的 如果O2浓度较高 其混合物CO和O2达到爆炸极限 在电场内必然产生爆炸 煤气爆炸产生的原因 有的专家提出三点解决办法 a 在汽化冷却烟道上设置微差压传感器 由压差来控制风机 ID 的转速 保证炉口压力在 10Pa左右 以防止空气进入系统 b 控制吹氧时氧枪压力 使开吹时的氧压由0 5Mpa 逐步到0 8Mpa 防止过多的氧气进入系统 c 在蒸发冷却器出口设氧分析仪 当O2含量达到2 时 向系统发出信号 同时降低电除尘的运行电压以降低火花率 2 放散烟囱中部收缩段设氮气引射喷嘴 其作用是 在风机故障情况下喷射出压力1 3Mpa的氮气 用于放散烟囱的吹扫 其目的 第一 防止煤气回火 第二 在吹扫过程中形成负压 将除尘器内部的煤气引排到放散烟囱 防止在除尘器内形成爆炸 焦炉煤气也称COG CG C煤气 在炼焦生产过程中产生的煤气叫荒煤气 荒煤气中除含有CO CO2 H2 CH4外 还含有大量的化学成份 如氨 焦油 萘 粗苯 同时还含有硫化物 氰化物有毒物质 为避免输送中堵塞 腐蚀管道 荒煤气必须进行净化处理 以除去其中的焦油 萘 硫化物 氰化物等物质 处理后的焦炉煤气的硫化氢含量小于20mg m3 萘含量小于50mg m3 冬季 夏季小于100mg m3 方可供用户使用 三 焦炉煤气的净化与回收 一吨煤在炼焦过程中 可以得到730 780kg焦炭和300 350m3的焦炉煤气 焦炉煤气的主要性质是有毒 易燃易爆 无色 有臭味 CO含量为8 6 H2含量为59 2 CH4含量为23 9 热值为16800 18900kj m3 爆炸极限为4 5 35 8 一 焦炉煤气净化工艺流程选择国内常用的煤气净化各工序工艺流程 来自焦炉的荒煤气与焦油和氨水 气流分离器 冷凝鼓风工序 横管初冷器 电捕焦 鼓风机 脱硫工序 预冷塔 脱硫塔 硫铵工序 煤气预热器 饱和器 终冷洗苯工序 终冷塔 蒸氨塔 粗苯蒸馏工序 油换热器 贫富油换热器 管式炉 脱苯塔 煤气进入管网 二 应注意的安全事项 煤气通过净化可以回收许多化工产品 可燃液体如焦油 洗油 苯酚 易燃液体如苯 甲苯 二甲苯 二硫化碳 因此 煤气净化过程防火防爆显得尤为重要 下面 将防火防爆择其要点进行介绍 1 消防 1 粗苯生产和加工 焦油加工等主要火灾危险场所 应有直通消防站的报警信号或电话 并应有灭火设施 2 粗苯 精苯贮槽区 应设固定式或半固定式泡沫灭火系统 槽区周围应有消防给水系统 3 粗苯和精苯的洗涤室 蒸馏室 原料泵房 产品泵房 贮槽室 精苯 工业萘 萘酐及焦油泵房等均应设固定式或半固定式蒸汽灭火系统 4 塔区各层操作平台应有小型灭火器 5 消火栓应设在防火堤外 距槽壁15m范围内的消火栓 不应计算在该槽可使用的数量内 2019 12 28 2 电捕焦油器 1 设在抽气机前进 煤气入口压力允许负压 可不设泄爆装置 2 设在鼓风机后 应设泄爆装置 设自动的连续式氧含量分析仪 煤气含氧量达1 时报警 达2 时切断电源 3 粗苯加工 1 精苯生产区域宜设高度不低于2 2m米围墙 其出入口不得少于两个 且正门应设岗 2 禁止穿带钉鞋或携带火种者以及无有效防火措施的机动车辆进入围墙内 3 精苯生产区域不得布置化验室 维修间 办公室和生活室等辅助建筑 4 贮存甲 乙类液体的固定顶式槽 其槽顶排气口与呼吸阀或放散管之间应设置阻火器 2019 12 28 四 发生炉煤气发生炉煤气是煤经过汽化处理后产生的 根据生产过程中汽化剂的不同 发生炉可分为四种 空气煤气 水煤气 富氧煤气 混合煤气 空气煤气 以空气为气化剂 主要成分是CO和N2 CO含量为34 7 N2含量为65 3 要主用于化工和某些特殊用煤气的小型加热器 主要缺点是炉温高 不宜控制 热损大 热值低 水煤气 以水蒸汽为气化剂 采用空气和水蒸汽分段段吹入发生炉 主要成分是CO和H2 主要用于化工和小型工业用气 主要缺点是对原材料要求高 操作复杂 气化效率低 2019 12 28 混合煤气 采用空气和水蒸汽的混合气体作为气化剂 具有热值高 成本低 操作简便的特点 通常讲的 发生炉煤气 专指的是混合煤气 一 工艺流程1 热煤气蒸汽包煤仓 鼓风机 煤气发生炉 降尘器 旋风除尘器 煤气总管 至用户 热煤气的出炉温度一般为550 600 经过降尘器 旋风除尘器 温度约下降80 100 输入用户温底不低350 其输送距离在100m内 用户对煤气含尘量和焦油量没有严格要求 2019 12 28 2 冷煤气蒸汽包煤仓 鼓风机 煤气发生炉 竖管 电捕焦 洗净塔 净煤气总管 排送机 干燥塔 总管 用户 二 发生煤气的CO含量为30 4 其主要性质是剧毒 易燃易爆 无色有臭味 爆炸极限为21 6 67 5 热值为3600 6000kj m3 2019 12 28 三 设备安全要求 1 空气鼓风机 1 应有两路电源供电 2 进口空气管道上 应设有阀门 止回阀和蒸汽吹扫装置 3 空气总管末端应设有泄爆装置和放散管 放散管应接至室外 2 水套集汽包 1 带有水夹套的煤气炉设计 制造 安装和检验 应遵守现行有关锅炉压力容器的安全管理规定 2 水夹套的给水应使用软水 2019 12 28 3 集汽包应设有 安全阀 自动水位器 进水管应设止回阀 4 严禁在水夹套与集汽包连接管上加装阀门 3 电捕焦油器 1 电捕焦油器的入口和洗涤塔后 应设隔断装置 2 电捕焦应设泄爆装置 并定期检查 3 电捕焦应设当下列情况之一发生时 能及时切断电源的装置 煤气含氧量达1 煤气压力低于50Pa 5 1mmH2O 绝缘保湿箱的温度低于规定 一般不低于煤气入口温度加25 2019 12 28 4 电捕焦应设放散管 蒸汽管 5 电捕焦底部应设保温或加热装置等 4 每台煤气发生炉的煤气输入网络 或加压 前 应进行含氧量分析 含氧量大于1 时 禁止并网 2019 12 28 第二节煤气管道1 煤气管道应架空敷设 若架空有困难 可埋地敷设 但一氧化碳含量较多的 如发生炉煤气 高炉煤气 转炉煤气等管道不应埋地敷设 2 架空管道靠近高温热源敷设 以及管道下面经常有装载炽热物件的车辆停留时 应采取隔热措施 3在敷设的煤气管道下面 不应修建与煤气管道无关的建筑物和存放易燃易爆物品 4 厂区架空煤气管道与架空电力线路交叉时 煤气管道如敷设在电气线路下面 应在煤气管道上设置防护网及阻止通行的横向栏杆 交叉处的煤气管道应正常接地 2019 12 28 5 通过企业内火车调车场的煤气管道 不应设管道附属装置 6 架空煤气管道与其他管道共架敷设时 应遵守下列规定 1 煤气管道与水管 热力管 燃油管 不燃气体管在同一支柱或栈桥上敷设时 其上下垂直净距不宜小于250mm 2 平行敷设时 最小水平净距不宜小于150 200 300mm 3 油管 氧气管宜分别敷设在煤气管道两侧 2019 12 28 4 煤气管道和支架上不应敷设动力电缆 电线 但供煤气管道使用的除外 5 其他管道的托架 吊架可焊在煤气管道的加固圈上或护板上 不应直接焊在管壁上 7 煤气分配主管可架设在厂房墙壁外侧或房顶 但应遵守下列规定 1 沿建筑物的外墙或房顶敷设时 该建筑物应为一 二级耐火等级的丁 戊类生产厂房 2 穿过墙壁引入厂房内的煤气支管 墙壁应有环形孔 不应紧靠墙壁 8 厂房内的煤气管道架空敷设有困难 可敷设在地沟内 2019 12 28 9 煤气分配主管上 支管引接处 热发生炉煤气管除外 应设可靠的隔断装置 10 热煤气管道应设保温层 至最远用户的热煤气管道的长度 不宜超过80m 11 不同压力的煤气管道联通时 应设可靠的调压装置 12 应定期测定煤气管道壁厚 建立防腐档案 13 煤气管道进行强度试验或严密性试验前 不得涂漆和保温 第三节煤气设备与管道附属装置 一 燃烧装置燃烧首先必须顺利地供给燃气以及与燃气混合的必要空气 完成这一任务的是烧嘴 根据煤气与空气混合燃烧的机理 可将烧嘴分为扩散式和预混式两类 1 当燃烧装采用强制送风的烧嘴时 煤气支管上应装止回装置或自动隔断阀 在空气管道上应设泄爆膜 2 煤气 空气管道应安装低压警报装置 3 煤气管道的末端应设放散管 并引到厂房外 1 可靠地隔断装置 常用的有 蝶阀加眼镜阀 蝶阀加插板阀 蝶阀加U型水封2 盲板是可靠地隔断装置 但抽堵盲板经常发生事故 所以在生产中已经不用 主要用在扩建延伸的部位 3 双板切断阀 平行双板切断阀 NK阀 阀腔注水型且注水压力为煤气压力至少加500Pa 并能全闭到位 才是可靠的隔断装置 非注水型的只能当做蝶阀或闸阀使用 4 凡开 闭时冒出煤气的隔断装置 如 盲板 眼镜阀 扇形阀及敞开式插板阀 不应安装在厂房内或通风不良之处 离明火设备距离不少于40米 二 隔断装置 1 吹刷煤气放散管 1 作用 煤气设备和管道投入生产或检修时停送煤气使用 2 安装位置 煤气设备和管道的最高处 煤气管道及卧式设备的末端 煤气设备和管道隔断装置前 三 放散装置 3 安装使用放散管应符合如下要求 放散管口应高出煤气管道 设备和走台4米 离地面不少于10m 厂房内或距厂房20m以内煤气管道和设备的放散管 管口应高出房顶4m 不应在厂房内或向厂房内放散煤气 放散管口应采取防雨 防堵措施 如采用锥形帽头 弯管或T形管等 放散管根部应焊加强筋 上部用挣绳固定 放散管的闸阀前应装有取样管 煤气设施的放散管不应共用 工业炉放散管不可串联使用 2019 12 28 2 剩余煤气放散管 1 作用 调节煤气压力 避免其压力过高 冲破水封或烧嘴设计使用的压力 而造成事故 2 安装位置 安装在净煤管道上 3 安装要求 管口高度应高于周围建筑物 且不低于50m 所放散的煤气应点燃 放散时要有火焰监测装置和蒸汽或氮气灭火设施 2019 12 28 四 冷凝排水器1 作用 连续不断地排出管道或管网中的冷凝水 积水和污物 以保证管道畅通 2 安装位置 安装在管道的低洼处 孔板前 排水器之间的距离一般为200 250m 3 排水器的结构 1 立式 立式中又分为单式和复式 2 卧式 4 安全要求 1 排水器水封和有效高度应为煤气计算压力至少加500mm 2 煤气管道的排水管安装闸阀或旋塞 排水管应加上 下两道阀门 2019 12 28 3 两条或两条以上的煤气管道及同一管道隔断装置的两侧 宜单独设排水器 如设同一排水器 其水封的有效高度按最高压力计算 4 排水器每个室都应设清扫孔和放水的闸阀或旋塞 5 排水器装有给水管的 应通过高压倒给水 给水管应设U型水封和逆止阀 其余每个室上应设放气头 水封的满流口应设漏斗 6 排水器禁止设在值班室 生活间的窗外或附近地区 避免煤气泄漏窜入室内 7 寒冷地区 排水器应有防冻措施 2019 12 28 五 蒸汽管 氮气管1 作用 1 停送煤气时 吹扫煤气或空气 2 需要在短时间内保持煤气正压 3 需要用蒸汽报除萘 焦油等沉积物 2 安装位置 一般安装在隔断装置后面 并安装在煤气管道的上面 侧面或人孔盖上 管接头上安装旋塞或闸阀 3 安全要求 为防止煤气串入蒸汽或氮气管内 只有在通蒸汽或氮气吹扫时 才能与煤气管道连通 停用时必须断开或堵盲板 2019 12 28 六 补偿器1 作用 补偿器又称膨胀节 是为了补偿煤气管道在使用中受气温或输送介质温度变化影响而发生的线性膨胀或收缩 2 补偿形式 1 自然补偿 自然补偿亦称自然补偿器 如L型 Z型等布置形式 它主要是考虑煤气管道支架的形式 管道可在固定点区段内自由变形 受部分半绞接支架的约束 可多采用近似悬壁架或摇摆支架 2 补偿器 补偿器有波型 鼓型 方型 填料型 一般采用波型 2019 12 28 3 安全要求 1 宜选用耐腐蚀材料制造 2 应有利于煤气管道的气密性 不增加煤气管道的泄漏点 3 补偿器的导向板必须与管道同心 安装前应认真检查周围间隙并清扫杂物等 确保伸缩无阻 4 厂房内不得使用带填料的补偿器 2019 12 28 七 泄爆阀泄爆阀也称为防爆膜 防爆板 泄爆膜 1 作用 当设备内发生化学爆炸或产生高压力时 泄爆阀作为人为设计的薄弱环节自行破裂 将爆炸压力释放掉 从而保护设备或容器的主体免遭更大损坏 使在场的人员不致遭受致使的伤亡 2019 12 28 2 安装位置 1 安装在煤气设备易发生爆炸的部位 通常安装在容器的顶部 电除尘应安装限位开关的防爆阀 2 一般煤气管道上不应安装泄爆阀 因为防止超压有剩余煤气放散管 燃烧器防止煤气回火爆炸 在烧嘴前的煤气支管上 安装了自动切断阀 如特殊情况 需要安装防爆膜 安装在煤气管道的末端或弯头处 2019 12 28 3 安装要求 1 防爆阀的使用应经过计算 要求泄爆膜在容器内增压不超过25 时自行破裂 2 如果设备和管道需要连续作业 在泄爆膜前应安装切断阀 当泄爆膜爆破泄压后 应立即关闭该切断阀 3 泄爆孔的朝向应不致危害人员和设备 泄爆膜后面的压力导引管的长度 不应超过泄爆管直径的10倍 4 泄爆膜安装应牢固 法兰压垫安装应均匀 5 泄爆膜一般6 12月应更换一次 2019 12 28 第四节煤气风机房与煤气柜一 煤气风机房包括在煤气抽风机房和加压机房 1 设备安全要求 1 电气设备 开关与照明均应防爆 防爆安全标志为Ex 2 每台加压机 抽气机前后 应设可靠的隔断装置 眼镜阀 插板阀不允许装在室内 3 转炉煤气抽气机应一炉一机 放散管应一炉一个 并应间断充氮 不回收煤气时应点燃放散 4 排水器应按机组各自设置 5 应两路电源供电 6 机房内应设固定式CO报警仪 火灾报警装置和消防设备 信号传到管理室 2019 12 28 7 室内应设强制通风装置 8 加压机入口煤气主管应设低压报警及联锁装置 当煤气压力低于700Pa时报警 低于500Pa时应停止全部加压机运转 9 机房内严禁烟火 动火时必须办理动火证 10 实行定期检漏 用检漏仪或涂肥皂水的方法进行检漏 一次仪表导管一周一次 其他部位一月一次 11 所有法兰连接的部位应做跨接 跨接电阻 0 03 12 电气设备的外壳应保护接地 2019 12 28 2 管理室的安全要求 1 应装设二次检测仪表及调节装置 一次仪表不应引入管理室 2 管理室与主厂房之间 应采取隔墙 隔音 应能有观察机械房内机械运转并隔音的双层有机玻璃 3 室内应设CO报警仪 空气呼吸器等 4 值班人员不应少于2人 室内严禁烟火 2019 12 28 二 煤气柜 一 区域布置 1 新建的煤气柜不应设在居民稠密区 应远离大型建筑 仓库 通信和交通枢纽等重要设施 并应布置在通风良好的地方 2 煤气柜之间的防火间距应不小于相邻两柜中较大柜的半径 干式柜防火间距较湿式柜与建筑物 堆场的防火间距规定要求增加25 如 建筑设计防火规范 的规定 大于5万m3 小于10万m3的湿式煤气柜防火间距是35m 那么干式柜的防火间距应为35 25 43 75m 3 煤气柜周围应设围墙 消防车道和消防设施 柜顶应设防雷装置 20万m3以下的气柜柜壁距围墙不小于15m 2019 12 28 二 干式煤气柜1 干式柜的结构和特征 2019 12 28 2 安全要求 1 柜的进出口管道上应设可靠的隔断装置 一般是蝶阀和V型水封联合使用 水封的有效高度应为煤气计算压力至少加500mm 水封的给水管上 应设U形水封 止逆阀和切断阀 2 进出口管道最低处应设冷凝排水器 3 控制室内应设有压力计 流量计 高度指示计 容积上下限声光讯号装置和电话 还应设有活塞升降速度测定仪 煤气进出口阀的状态和开度测定仪及故障信号装置 4 活塞上部应备有一氧化碳检测报警装置及空气呼吸器 2019 12 28 5 一般应设有内 外部电梯 电梯应设有最终位置极限开关和防止超载 超速装置 电梯内部应设安全开关 安全扣和联络电话 应设救护提升装置 6 稀油密封的干式柜顶部应设预备油箱 油封供油泵的油箱应设蒸汽加热管 在冬季防冻 底部油沟设油水位观察位置 7 应设活塞调平装置 水平测量装置及紧急放散装置 8 转炉煤气布帘式柜 应有如下联锁装置 微氧量连续测定装置 并与柜入口阀 事故放散塔的入口阀 三通切换阀联锁 柜位应设有与柜进出阀和三通切换阀联锁 2019 12 28 柜位达到上限 即柜容的95 应关闭煤气入口阀 三通阀放散 柜位降到下限 即柜容的20 自动停止向外输送煤气 9 煤气柜的入口处应有警示标志 控制室内应有呼吸器 苏生器及其他急救设备 进入柜内检查作业 必须经过批准 要二人以上 不穿易产生火花的防护服 2019 12 28 湿式煤气柜结构 干式煤气柜结构 2019 12 28 第五节煤气设施检修煤气设施检修是一项比较危险的作业 煤气中毒 着火 爆炸 发生群死群伤事故 多数发生在检修作业中 所以煤气设施的检修作业必须做好以下工作 一 建立健全组织领导 针对检修作业和实际情况 成立由各相关部门职能处室 科室参加的检修领导小组 负责各专业的业务协调 确定每个检修项目的安全负责人 并明确其职责 2019 12 28 二 必须制定三个方案 一是检修工作方案 二是停气吹扫方案 三是送气置换方案 三个方案由煤气设施所属单位进行制定 检修项目负责人按方案的要求 组织检修人员逐一落实 并认真填写 煤气危险作业指示图表 其格式如下 参下一页 2019 12 28 煤气危险作业指示图表 2019 12 28 三 对参加检修人员做好检修交底和安全培训 安全教育应包括如下内容 1 检修作业必须遵守的有关检修安全规章制度 2 检修作业现场和检修过程中 可能存在或出现和不安全因素及对策 3 检修作业中防护用具和用品的正确佩戴和使用 4 检修作业项目 任务 检修方案和检修安全措施 2019 12 28 四 办理检修安全作业许可证和动火证 五 检修前的安全检查应由检修领导小组 组织相关人员对检修作业的全过程进行危险因素辨识 对各类危险因素制定相应的控制措施 2019 12 28 第六节煤气事故的预防与处理 2019 12 28 当前煤气事故比较多的主要原因是 煤气安全管理仍比较落后 对煤气的特点及危害性没有完全掌握 不少单位管理混乱 规章制度不健全 没有建立起必要的煤气安全防护和抢救体制 安全责任人的素质差 尤其是煤气作业人员 缺乏较完整的煤气安全知识 违章违制现象严重等 要下大力抑制煤气事故多发 易发 重复发生 应着力解决煤气事故的预防问题 2019 12 28 一 煤气中毒事故的预防与急救冶金企业生产和使用的煤气 都含有较高的CO 在这样的煤气环境下作业 易造成煤气中毒事故 1 造成煤气中毒的原因 1 新建 改建或大修后的煤气设备和管道 未经严密性试验或强度试验 急于投产 2 未严格认真落实煤气安全规程和制度 违章指挥 违章作业 3 在煤气设施检修工作中 未严格遵守 可靠地切断煤气来源并将内部煤气吹净 的规定 2019 12 28 4 在停 送煤气作业中 没有严格执行吹扫 置换 检测 检查制度 5 在煤气区域作业 当煤气超标时 强行蛮干 不采取防护措施 6 吹扫煤气的氮气或蒸汽用后未及时断开 当氮气或蒸汽压力低于煤气压时 造成煤气倒窜进入氮气或蒸汽管道 7 U型水封 冷凝排水器管理不到位 造成水封亏水 水封腐蚀煤气泄漏 8 煤气管网未设剩余放散管 煤气压力突然升高 造成水封被击穿 或燃烧器火焰被吹灭 2019 12 28 9 燃烧器前煤气支管末端安装泄爆膜 泄爆膜泄爆 造成大量煤气泄漏 10 生产与生活用的煤气未分开 11 在煤气管道下方或煤气生产 净化 回收区域违章建房 建仓库 12 煤气区域 煤气设施 排水器等 未设警告标志 管理不善 致使人员进入 停留 休息 吸烟等 2019 12 28 2 煤气中毒事故的预防 1 采取工程技术措施 把好四关 把好规划 设计 设备造型和设备制造关 把好建设施工质量关 把好生产工艺标准化操作与维修关 把好密闭防止煤气泄漏关 采用煤气自动化 机械化技术 采用和推广煤气安全监测和监控技术 2019 12 28 2 加强组织管理措施 严格执行 工业企业煤气安全规程 制定本企业的实施细则 建立健全煤气安全管理的各项规章制度 推行煤气区域分类管理制度 实实在在的进行安全检查 搞好岗位交接班 3 抓好教育培训 2019 12 28 3 煤气中毒的抢救 1 必须坚持三条原则 第一条 先抢后救原则 第二条 先救命后转运的原则 第三条 抢救者要做好自我防护的原则 2019 12 28 2 对重度中毒者的抢救对重度中毒者必须立即在现场抢救 使心肺复苏 这种心肺复苏称为 复苏的ABCD法 A 为打开呼吸道 B 为进行人工呼吸 C 为进行胸外心脏挤压 D 为医生治疗 近年来国内外医务工作者十分重视并极力推荐人工呼吸法和胸外心脏挤压法 认为是一种最简便 最可靠的方法 2019 12 28 人工呼吸 2019 12 28 胸外心脏挤压 2019 12 28 按压点剑突上二横指处 两手扣住 用掌跟向下按压 压下3 4厘米 反复进行 每秒一次 在做胸外按压时应配合人工呼吸 2019 12 28 二 煤气着火事故的预防与处理1 煤气着火的条件是什么 1 煤气浓度达到着火极限 即爆炸极限 2 要有足够的空气和氧气 3 要有明火或达到煤气燃点以上的高温 煤气着火的三个要素 必须同时具备才能着火 缺其中任何一个要素都不会着火 2019 12 28 2 发生煤气着火的原因 1 煤气设备附近有火源存在 一旦泄漏就会引起着火 2 带煤气作业时 使用钢制工具 由于敲打 摩擦产生火花 引起煤气着火 3 在运行的煤气设备 管道上动火作业 不办理动火手续 没有安全措施 引起着火事故 4 煤气设备 管道停产检修 未可靠地切断煤气来源 未将内部的煤气吹扫干净 盲目动火造成着火 5 煤气管道停气吹扫合格后 动火部位的杂质清理不干净 发生硫化物自燃 6 冷凝排水器的水封亏水发生煤气泄漏遇火源发生着火 7 煤气设备 管道没有有效接地 雷击后引起着火事故 2019 12 28 3 如何预防煤气着火事故 1 保证煤气设备和管道的严密性 经常检查 发现泄漏及时处理 2 禁止发火源 控制发火源 是预防煤气着火爆炸的有效手段 如禁止明火 禁止摩擦与撞击引起的火花 禁止电器火花 禁止高温等 3 严格执行煤气设施和煤气区域动火作业管理制度 4 在运行的煤气设备 管道上动火 煤气应保持正压 压力最低不得低于200Pa 严禁在负压下动火 5 带煤气作业时 作业点附近的高温 明火及高温裸体管道 应做隔热处理 6 煤气设备 管道要有良好的接地装置 应定期检查 检测 接地电阻小于10 2019 12 28 7 应定期测定煤气管道壁厚 管道外表面定期做防锈处理 建立管道防腐档案 8 在停产的煤气设备 管道上动火 必须做到如下要求 可靠地切断煤气来源 并将内部残余煤气吹扫干净 检测内部的O2含量在19 5 以上 CO含量在24ppm以下 将动火部位的沉积杂质清理干净 或通入蒸汽 动火中蒸汽不许中断 9 煤气设备 管道的如下部位应经常检查 发现泄漏及时处理 阀芯 法兰 补偿器 焊缝 计量导管 一次仪表接头 冷凝排水器 煤气柜与活塞间 风机轴头 蝶阀轴头等 10 进入煤气设施内部作业 所用照明电源电压不得超过12V 2019 12 28 4 发生煤气着火事故应如何处置 处理煤气着火的基本程序是 一降压 二灭火 三堵漏 具体方法如下 1 如果是设备 管道轻微泄漏着火 可用湿泥 湿麻袋 石棉布等覆盖灭火 也可用蒸汽或干粉灭火器扑灭 火熄后再堵漏 2 直径 100mm的管道着火 可直接切断煤气来源灭火 3 直径 100mm的管道着火 应采取以下方法灭火 通知用户立即关闭烧嘴 将煤气来源的阀门关闭2 3 适当降低煤气压力 但压力不能低于100Pa 严禁立即关闭煤气切断阀或封水封 以免引起爆炸 同时也应注意煤气压力不能过高 压力高火情不容易控制 向管道和设备内部立即通入大量的氮气或蒸汽灭火 2019 12 28 4 在通风不良的场所 煤气压力降低以前不要灭火 否则灭火后煤气大量泄漏 会形成爆炸性气体 可能引起爆炸 5 灭火中对煤气阀门 压力表 氮气或蒸汽阀门 应指定专人操作和看管 6 煤气设施内部着火 可将人孔 放散管等一切与大气相通的部位的关闭 使其与空气隔绝 或通入氮气 蒸汽灭火 灭火后不要立即停氮气或蒸汽 以防硫化亚铁自燃引起爆炸 7 冷凝排水器着火 应立即补水至溢流 然后处理排水器 8 在灭火过程中 尤其是火焰熄灭后 要防止煤气中毒 扑救人员应佩戴空气呼吸器 9 灭火后 要立即对煤气泄漏部位进行处理 清理现场易燃物 防止复燃 2019 12 28 5 煤气着火时发生烧伤的应急救护 1 身上着火不可惊慌奔跑 应立即脱掉衣服 或就地滚压灭火 也不要呼叫 避免呼吸道烧伤 2 对烧伤部位立即用自来水冲洗或浸泡 在耐受的前提下 水温越低越好 3 如出现水泡 不要将水泡弄破 避免感染 2019 12 28 1 煤气爆炸的条件 1 煤气和空气 或氧气 混合 浓度达到爆炸极限范围内 2 有明火 电火花或达到煤气燃点以上的高温 3 在一个有限空间或容器中 2 造成煤气爆炸事故的原因 1 煤气来源中断 管道内压力降低 造成空气吸入 使空气与煤气混合达到爆炸极限 遇火发生爆炸 三 煤气爆炸事故的预防与处理 2019 12 28 2 停气的设备与运行的设备 只用水封或蝶阀断开 造成煤气窜入停气设备内 动火时引起煤气爆炸 3 煤气设备 管道停气检修 煤气未吹扫干净 又未做化验 检测 盲目动火 造成爆炸 4 燃气炉点火作业操作不当 易造成爆炸 点火时先开煤气 后给火种 烧嘴前阀门不严或未关 点火前煤气已进入炉膛 形成爆炸性混合气体 2019 12 28 点火时 第一次未点着 接着进行第二次 第三次点火 造成爆炸 炉子点着后 火又熄灭 未分析原因 炉膛内的煤气未做处理 紧接着进行第二次 第三次点火 造成爆炸 炉膛内正压点火 易造成爆炸 5 燃烧器的煤气支管上未安装止逆阀或自动切断阀 当煤气压力过低或助燃空气突出停电或故障 致使煤气回火或窜入风管道内 造成回火爆炸 2019 12 28 6 煤气设备 管道送气前 未用氮气或蒸汽吹扫空气 送煤气时 煤气与空气混合达到爆炸极限 遇火源可能造成爆炸 7 电除尘 电捕焦 煤气柜等设备中 煤气含氧量超标 遇火源或高温 会引起爆炸 8 焦炉煤气管道的沉积物 如硫 磷受热挥发 特别是萘升华气体与空气混合达到爆炸极限 遇火发生爆炸 9 新建 改扩建或大修后的煤气管道 未进行严密性试验或强度试验 就违规引气 容易发生爆炸 2019 12 28 3 煤气爆炸事故的预防 1 煤气作业牢记防火防爆三原则 防止煤气泄漏 防止煤气与空气或氧气接触形成爆炸性混合气体 在煤气区域内 消除一切火源 避免积蓄热能 2 煤气设施要保持严密 保证各水封装置正常溢流 防止煤气泄漏 3 煤气管道和设备应正压操作 当压力低于500Pa时 必须采取保压措施 避免吸入空气 4 送煤气时 首先用氮气或蒸汽吹扫空气 然后用煤气再置换氮气或蒸汽 并逐段做爆发试验合格 2019 12 28 5 停煤气检修 必须可靠地切断煤气来源 并将设备 管道内的煤气吹扫干净 需动火检修 必须经防爆测定仪测定或取样做含氧量和一氧化碳化验合格 方可动火 动火时 应打开人孔 放散管 使之与大气连通 6 在距离煤气设施和煤气作业区10m范围内 严禁有火源 下风侧一定要管理好明火 煤气设备上的电器开关 照明均采用防爆式的 7 在煤气回收工艺中 必须严格控制煤气中的含氧量 一旦超过规定 应停止回收 转炉煤气含氧量 2 才允许入柜 一旦入柜 应立即停止回收 查明原因并进行处理 才可恢复回收 2019 12 28 8 电除尘器应有当煤气含氧达到1 时能自动切断电源的装置 9 电捕焦油器应设自动连续氧含量在线分析仪 煤气含氧量达到1 时自动切断电源 10 燃烧器的煤气支管上 应有煤气自动切断阀或止回阀 当煤气压力过低 或助燃空气的风机停止运转 或助燃空气的切断阀关闭 该阀应能自动切断煤气 以防回火爆炸 2019 12 28 11 工业燃气炉点火作业前 应关严烧嘴前的阀门 打开炉门和烟道阀门 或闸板 确保炉膛内形成负压 烟道的吸力在1500 3000Pa 将炉膛残留气体吹扫干净 然后先给火种 后给煤气 稍开煤气 待点着火后 再将煤气调整到适当位置 如果第一次点火熄灭 应立即关闭煤气阀门 对炉膛重新作负压处理 再点火送煤气 点火作业前 应将炉前放散管关上 烟道闸板稍开 并在煤气正压而且压力稳定的情况下 由末端烧嘴开始点火 2019 12 28 12 煤气检修无论是停气动火 还是正压动火 都应由煤气防护站取样分析 符合动火要求 并取得动火证后方能动火 在运行中的煤气设备或管道上动火 必须保持煤气正压 压力应不低于200Pa 严禁负压下动火 只准用电焊 不准用气焊 并应有防护人员监护 凡是通蒸汽动火 作业中不准中断蒸汽 13 采取通风排气是防止爆炸性混合气体在厂房内积聚的有效措施 14 多单位 多工种 多部位煤气作业 必须有统一指挥 2019 12 28 4 发生煤气爆炸事故的处置通常在煤气爆炸事故后 紧接着会发生煤气着火和中毒事故 或发生第二次爆炸 因此 在处理煤气爆炸事故时要果断和慎重 1 煤气发生爆炸后未引起着火时 应立即切断煤气来源 并向设备或管道内通入大量的蒸汽或氮气 以防二次爆炸或着火 2 煤气爆炸后又引发着火时 严禁切断煤气来源 应按着火事故处理 3 对爆炸地点加强警戒 在爆炸地点40m以内禁止火源 2019 12 28 4 因爆炸造成大量煤气泄漏 应适当降低煤气压力 并立即指挥全部人员撤出现场 5 参加事故抢救人员 应做到如下要求 要佩戴好空气呼吸器 要穿不带铁钉的鞋和化纤服装 要使用不产生火花的工具 抢救完成要清点人数 6 在爆炸事故未查明原因之前 不得恢复生产 2019 12 28 第七节 事故案例 2019 12 28 案例一 烧结点火器煤气支管末端安装泄爆板煤气泄漏造成4人煤气中毒死亡 河北某钢铁公司180 烧结机点火器的煤气支管末端安装了泄爆板 而助燃空气支管的末端应安装泄爆板反而未安装泄爆板 在煤气检查中 有关专家指出了这个隐患但该厂未及时整改 因该公司没有高炉煤气柜 高炉煤气管网的煤气很不稳定 虽然煤气管网安装了过剩煤气放散管 但煤气压力突然升高时 过剩煤气放散管的阀门未及时打开 造成点火器煤气支管末端的泄爆板泄爆 导致4人煤气中毒死亡事故 2019 12 28 案例二 煤气窜入蒸汽管道造成1名岗位工中毒死亡 1997年11月 某钢铁公司炼铁厂煤气管道检修用蒸汽吹扫煤气 吹扫后蒸汽与煤气管道未断开 岗位取暖用的是该管道蒸汽 复产后 由于锅炉事故蒸汽中断 岗位工接班后把暖气片的回水打开 准备放水洗衣服 因蒸汽中断无回水 岗位工未及时把回水阀关上 致使煤气倒窜至值班室内 造成岗位工煤气中毒死亡 2019 12 28 案例三 河北武安某钢铁公司 检修煤气缓冲罐上的放散阀时 发生煤气爆炸 造成4人死亡 2人受伤 2009年7月 该公司接到电业局停电2天的通后 决定利用2天停电的时间 检修电厂管辖的煤气缓冲罐上的放散管和放散阀 在公司调度会上 主抓生产安全的副总 指示把该段管道的蝶阀 眼镜阀关上之后 把该管道上的5根放散管全部打开放散 10个小时后可进行检修工作 2019 12 28 早晨7点开始放散 下午5点左右 电厂的厂长带领6人去缓冲罐上更换放散阀 扶正放散管的工作 气焊动火时造成缓冲罐煤气爆炸 造成4人死亡2人受伤的重大事故 其主要原因是 此次煤气检修没有制订检修方案 停气吹扫方案 误认为只要把放散管打开 煤气会自然跑出来 违背了 煤气设施停气检修时 应可靠地切断煤气来源并将内部煤气吹净 的安全规定 指挥与参与检修的人员 不懂煤气知识 检修时对作业点的煤气既不取样化验 也未带煤气报器 盲目蛮干是导致此次事故的直接原因 2019 12 28 案例四 2012年4月26日 某公司检修高炉重力除尘至布袋除尘的荒煤气管道放散阀时 造成3人煤气中毒死亡 5人煤气轻度中毒的事故 造成此次事故的主要原因是 该高炉检修7天 重力除尘器的切断阀切断了高炉至除尘器的煤气 荒煤气管道的放散管打开 但没有用氮气吹扫重力除尘及荒煤气管道的煤气 在高炉检修完成投产准备送煤气时 发现荒煤气管道的放散阀关不到位 检修段长带领7人去扶正放散阀 由于荒煤气管道中的煤气没有吹扫 导致了3人煤气中毒死亡 5人轻度中毒的事故 2019 12 28 案例五 炼钢煤气回收连锁失效 造成5万立方米炼钢煤气柜活塞冲顶损坏 直接经济损失200余万元 2013年2月14日 河北武安某钢铁公司5万立方米炼钢煤气柜冲顶损坏 其主要原因是 在柜位达到上限时 连锁失效及柜进口阀未自动关闭 三通阀未自动放散 柜体上紧急放散管打不开 未安装煤气进出口阀 煤气放散阀的状态和开度测定仪以及开关和故障信号装置 致使在柜位接近上限时 不能有效的控制入柜煤气量 2019 12 28 案例六 某钢铁公司热能厂10万立方米高炉煤气柜发生泄漏事故 泄漏时间75分钟 泄漏量为10980立方米 事故导致7人轻微煤气中毒 16人有煤气吸入反映 疏散周边居民和企业内人员900余人 这起事故是由于该公司维护管理制度不完善 安全生产管理 设备维护点检管理不到位 热能厂安全生产管理制度不完善 安全检查工作不到位 煤气泄漏事故报警时 当班操作人员应急处置不当 致使事故处置滞后 造成煤气泄漏长达75分钟 2019 12 28 案例八 2010年1月4日 河北普阳钢铁公司2号转炉于1号转炉的煤气管道完成连接后 未采取可靠地切断煤气措施 致使转炉煤气倒窜如正在砌炉的2号转炉中 造成21人死亡 9人受伤 事故原因 一 2号转炉煤气回收逆止水封之后 只有U型水封与煤气主管隔断 单独使用U型水封不是可靠的隔断装置 不符合 煤气安全规程 5 6 2 3每座转炉的煤气管道与煤气总管之间应设可靠的隔断装置 2019 12 28 二 U型水封的溢流管与冷凝排水器的溢流管共用 冷凝排水器的溢流管阀门位置低 当U型水封加满水后冷凝排水器的溢流管阀门不严 造成U型水封失效而封不住煤气 三 抽风机前后的蝶阀 眼镜阀也未关闭 因此 造成煤气柜煤气大量窜入正在砌炉的转炉内 河北普阳钢铁煤气中毒重大事故动画模拟演示 部分 高清 mp4 2019 12 28 安全第一预防为主综合治理 谢谢