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1、冶金煤氣安全技術冶金煤氣安全技術目目 錄錄第一章第一章 煤氣安全基本知識煤氣安全基本知識第二章第二章 煤氣安全技術煤氣安全技術緒緒 論論1、煤氣安全的重要性煤氣安全的重要性 1）煤氣安全貫穿系統安全工程 危險源辨識、風險評價、風險控制 2）煤氣安全要解決的是全過程的安全 建設項目全過程、工藝流程全過程、壽命期間全過程、安全管理全過程、3）煤氣安全是經驗、教訓的積累2、煤氣技術的重要性煤氣技術的重要性 1）煤氣是重要的能源熱物質 2）煤氣是重大危險源 易燃、易爆、易中毒 具有壓力、熱、溫度 3）煤氣事故仍然嚴重 4）煤氣事故的特點 煤氣中毒事故占首位 煤氣重大死亡事故多第一章第一章 煤氣安全基本2、知識煤氣安全基本知識1 1熱值熱值 熱值1m3氣體或1kg液體燃料完全燃燒時產生的熱量。煤氣熱值的計算 H=1/100（2580H2+3019CO+8560CH4+14115CmHn）高熱值煙氣溫度回到原始值，水蒸汽變成冷凝水低熱值煙氣溫度回到原始值，水蒸汽仍是氣態 2、煤氣壓力煤氣壓力21 幾種表示法1atm=760mmHg=104mmH2O=1kgf/cm2=105Pa=0.1MPa1bar22 絕對壓力=大氣壓+表壓 P=B+Pb23 真空度=Pb/B%3、煤氣組分和濃度煤氣組分和濃度31 煤氣組分：32 濃度的表示法 重量百分濃度、體積百分濃度、百萬分濃度ppm，千百萬分濃度ppb 摩3、爾濃度、6.0231023 絕對濃度 mg/m3 、g/t4、重度、密度、比重、比容重度、密度、比重、比容重度=G/V(kgf/m3)密度=m/V(kg/m3)=g比重S=/aa(空氣重度)=1.293kgf/m3比容=1/（m3/kg）5、煤氣分類煤氣分類51國外煤氣分類華白指數Qh：煤氣高熱值S：煤氣比重52國內分類1）按生產工藝劃分2）按壓力劃分3）按熱值劃分 高爐煤氣：（高爐煤氣：（Blast furnace gas Blast furnace gas 簡稱簡稱 BFG BFG）氧化還原過程，煉鐵副產品 反應：C+H2O=CO+H2 （水蒸汽與焦炭）Fe3O4+H2=3FeO+H2O 4、爐料（包括燒結礦、球團礦）中氧化鐵還原的反應 FeO+H2=Fe+H2O FeO+C=Fe+CO FeO+CO=Fe+CO2 其中Fe3O4=FeO+Fe2O3 高爐煤氣無色、無味，比重約1.334kg/m3，著火溫度750，理論燃燒溫度1500左右，熱值3010-3760kJ/m3(720-900 kcal/m3)，高爐煤氣在空氣中的爆炸極限為：30.8%89.5%。轉爐煤氣：（轉爐煤氣：（ConventerConventer gas gas 簡稱簡稱LDGLDG）煉鋼脫碳過程的副產品，吹氧使碳從4.3%降到0.2%間歇式回收反應：2C+O2=2CO FeO+C=Fe+CO 轉爐煤氣無色、無5、味，比重約1.396kg/m3，著火溫度530，熱值6280-8370kJ/m3(1500-2000 kcal/m3)，轉爐煤氣在空氣中 的爆炸極限為：18.2%83.2%。焦爐煤氣：（焦爐煤氣：（Coke oven gas Coke oven gas 簡稱簡稱COGCOG）焦爐煤氣無色、有臭味，比重約0.452kg/m3，著火溫度550-650，理論燃燒溫度2150左右，熱值16750-18800kJ/m3(4000-4500 kcal/m3)，焦爐煤氣在空氣中的爆炸極限為：4.5%35.8%。組分組分煤氣煤氣COCOH H2 2CHCH4 4CmHnCmHnO O2 2COCO2 2N N6、2 2BFG23.01.8-0.416.858.0LDG40-701.5-215-2010-20COG5.662.823.92.10.22.03.4南鋼煤氣的組成南鋼煤氣的組成：6 6、煤氣事故的控制要素、煤氣事故的控制要素 了解煤氣事故的控制要素，只有將煤氣控制在可接受的安全范圍內，才能用好煤氣這個二次能源，遏制煤氣事故的發生。1)煤氣中毒事故 （1）CO的毒性 煤氣中毒有時也被稱為一氧化碳中毒。由于CO具有多種引起缺氧的作用，其與血紅蛋白（Hb）生成碳氧血紅蛋白（HbCO）的能力要比O2與血紅蛋白（Hb）生成氧合血紅蛋白（HbO2）的能力大300倍，阻斷了血液輸氧，是煤氣中毒的罪魁禍首。C7、O濃度 mgm3（PPM）作業時間人體反應30（24ppm）8小時無反應50（40 ppm）2小時無明顯后果100（80 ppm）1小時頭痛惡心200（160 ppm）30分鐘頭痛暈眩500（400 ppm）20分鐘中毒嚴重或致死1000（800 ppm）12分鐘中毒死亡（2）CO響應濃度 煤氣中毒程度取決于CO進入人體后血液中產生的HbCO含量。人體內正常水平的HbCO含量為0.5%左右，安全值約為10%。當HbCO含量達到25%30%時，顯示中毒癥狀，幾小時后陷入昏迷。當HbCO含量達到70%時，即刻死亡。我國作業場所最高允許濃度為30mgm3（24ppm）2)煤氣的爆炸事故 煤氣濃度進入8、爆炸范圍，就有爆炸的可能。通常認為，煤氣的爆炸下限越低，爆炸的可能性越大。爆炸三要素：混合可燃氣體、密閉容器、高溫源（火源）3)煤氣著火事故（1)燃燒三要素：可燃物、助燃物、引火源可用一個燃燒三角形來表示，三要素缺一燃燒不會發生；可燃物 助燃物引火源（溫度）火源名稱火源溫度（）火源名稱火源溫度（）火柴焰500650煙頭(中心)200800打火機火焰1000煙頭(表面)200300焊割火花20003000石灰遇水發熱600700煙囪飛灰600機械火星1200汽車排氣管火星600800煤爐火1000（2)幾種常見點火源的溫度第二章第二章 煤氣安全技術煤氣安全技術一、煤氣事故的預防、煤氣事故的預防技9、術措施：封封嚴密性，鋼管材質、焊縫質量,耐壓設計（材料、結構）隔隔設可靠隔斷裝置、逆止裝置、緊急切斷裝置 堵堵設汽封、氮封，保持壓力,防爆電氣 泄泄設防爆閥、爆破膜、防爆水封、安全閥、泄爆m2/m3不小于1/10，門窗外開 放放設事故放散、調壓放散裝置、通風排氣裝置 控控含氧量、CO、壓力、溫度、流量、柜位、液位檢測監控1)系統的密封嚴密(1)嚴密性試驗對新建、擴建、改建或大修后的煤氣設備或管道在投產前必須進行氣密性試驗，合格后方可投產。1）嚴密性試驗要求嚴密性試驗壓力應符合要求；對管道各處連接部位和焊縫，經檢查合格后，才能進行試驗，試驗前不得涂漆和保溫；各種管道附件、裝置等，應分別單獨按照出10、廠技術條件進行試驗；管道以閘閥隔斷的各個部位，應分別進行單獨試驗，不應同時試驗相鄰的兩段；試驗前應將不能參與試驗的系統、設備、儀表及管道附件等加以隔斷；安全閥、泄爆閥應拆卸，設置盲板部位應有明顯標記和記錄；2）嚴密性試驗允許泄漏率標準管道計算壓力Pa(kgf/cm2)管道環境試驗時間h每小時平均泄漏率備注105(1.02)室外及無圍護結構的車間21105(1.02)室內及地溝240.25適用于天然氣室外及無圍護結構的車間240.25適用于天然氣(2)防腐蝕1）架空管道，鋼管制造完畢后，內壁（設計有要求者）和外表面應涂刷防銹涂料。管道安裝完畢試驗合格后，全部管道外表應再涂刷防銹涂料。管道外表面每11、隔四至五年應重新涂刷一次防銹涂料。2）埋地管道，鋼管外表面應進行防腐處理，在表面防腐蝕的同時，根據不同的土壤，宜采用相應的陰極保護措施。絕緣等級絕緣層次總厚度（mm）123456789加強底漆一層瀝青1.5mm玻璃布一層瀝青1.5mm玻璃布一層瀝青1.5mm玻璃布一層瀝青1.5mm塑料布或牛皮紙一層5.5(3)防斷裂1)熱煤氣管道的敷設應防止由于熱應力引起的焊縫破裂，必要時，管道設計應有自動補償能力或增設管道補償器。2）煤氣管道和設備應防止由于積水、沖刷以及施工開挖等原因引起地基沉降、坍塌而造成斷裂、倒塌。3）煤氣管道和設備應防止由于內部積水、積灰、結冰等荷重增加而造成斷裂、倒塌。4）煤氣管道12、應具有一定架空高度，防止車輛的撞擊而造成的斷裂、倒塌，距廠區道路路面不低于5m，大型企業煤氣輸送主管管底距地面凈距不宜低于6m，煤氣分配主管不宜低于4.5m。5）埋地管道應埋設在土壤冰凍線以下，車行道下時最小覆土厚度（路面至管頂）不得小于0.9m。2)系統的可靠隔離（1）可靠隔斷裝置1）盲板盲板主要適用于煤氣設施檢修或擴建延伸的部位。盲板應用鋼板制成并無砂眼，兩面光滑，邊緣無毛刺，盲板的厚度按使用目的經計算后確定，堵盲板的地方應有撐鐵，便于撐開。2）插板插板 安設的插板，管道底部離地面的凈空距：金屬密封面的插板不小于8m，非金屬密封面的插板不小于6m，在煤氣不易擴散地區須適當加高，封閉式插板的13、安設高度可適當降低。（2）有條件可靠隔斷裝置1）水封裝在其他隔斷裝置之后并用時，才是可靠的隔斷裝置。2）密封蝶閥不能作為可靠的隔斷裝置，只有和水封、插板、眼鏡閥等并用時才是可靠的隔斷裝置。3）平行雙閘板切斷閥、NK閥注水壓力為煤氣計算壓力至少加5KPa，并能全閉到位，保證煤氣不泄漏到被隔斷的一側的雙板切斷閥是可靠的隔斷裝置。（3）不可靠隔斷裝置密封蝶閥、旋塞、盤形閥、閘閥等不能單獨作為可靠隔斷裝置（4）逆止裝置凡煤氣倒流會造成泄露或爆炸可能的皆需裝逆止（止回）裝置：1）轉爐氣柜與三通閥間設水封逆止閥；2）當燃燒裝置采用強制送風的燃燒嘴時，煤氣支管上應裝止回裝置或自動隔斷閥；3）水封給水管設逆止14、閥；3)系統與外界的隔離系統的操作部位、活動部件、排水部位等不能用固定的方法與外界的隔離時，要采取封堵措施：高爐硬探尺與探尺孔之間應用蒸汽或氮氣密封；爐頂雙鐘設備的大、小鐘鐘桿之間應用蒸汽或氮氣密封；余壓透平應設有可靠的嚴密的軸封裝置；常壓高爐的洗滌塔、文氏管洗滌器、灰泥捕集器和脫水器的污水排出管的水封有效高度，應為高爐爐頂最高壓力的1.5倍，且不小于3m；轉爐煙罩上的加料孔。氧槍、副槍插入孔和料倉等應密封充氮，保持正壓；轉爐煤氣活動煙罩與固定煙罩要用汽封或沙封；排水器、焦油、洗油排放口水封或油封的有效高度應為煤氣計算壓力至少加5KPa；濕式柜每級塔間水封的有效高度，應不小于最大工作壓力的1.15、5倍；。4)系統爆炸壓力泄放煤氣設備易發生爆炸的部位應安裝泄爆閥電除塵器、電捕焦油器應設有泄爆裝置；布袋除塵器箱體應采用泄爆裝置；轉爐濕法凈化裝置的溢流文氏管供水系統應保持暢通，確保噴水能熄滅高溫氣流的火焰和熾熱塵粒。脫水器應設泄爆膜。拐角煙道宜設泄爆裝置當燃燒裝置采用強制送風的燃燒嘴時，在空氣管道上應設泄爆膜。5)系統煤氣放散煤氣設備和管道的最高處應設吹掃煤氣放散管；煤氣管道以及臥式設備的末端應設吹掃煤氣放散管；吹掃煤氣放散管口應高出煤氣管道、設備和走臺4m，離地面不小于10m。廠房內或距廠房20m以內的煤氣管道和設備上的吹掃煤氣放散管，管口應高出房頂4m。廠房很高，放散管又不經常使用，其管16、口高度可適當減低，但應高出煤氣管道、設備和走臺4m。不應在廠房內或向廠房內放散煤氣。剩余煤氣放散管應安裝在凈煤氣管道上。剩余煤氣放散管應控制放散，其管口高度應高出周圍建筑物，一般距離地面不小于30m，山區可適當加高，所放散的煤氣應點燃，并有滅火設施。6)系統運行指標控制電除塵器應設當煤氣含氧量達1%或煤氣壓力低于50Pa（5.1mmH2O）發生時能及時切斷電源的裝置：電捕焦油器應設自動的連續式氧含量分析儀，煤氣含氧量達1%時報警，達2%時切斷電源。絕緣保溫箱的溫度低于規定（一般不低于煤氣入口溫度加25）；布袋除塵器應設有煤氣高、低溫報警和低壓報警裝置；轉爐煤氣回收設施應設充氮裝置及微氧量和一氧17、化碳含量的連續測定裝置。當煤氣含氧量超過2%或煤氣柜位高度達到上限時應停止回收煤氣柜上應有容積指示裝置，柜位達到上限時應關閉煤氣入口閥，并設有放散設施，還應有煤氣柜位降到下限時，自動停止向外輸出煤氣或自動充壓的裝置。煤氣柜應設操作室，室內設有壓力計、流量計、高度指示計，容積上、下限聲光訊號裝置和聯系電話。二二、煤氣安全使用、煤氣安全使用1、煤氣烘烤器及其他燒咀烘烤器應裝備完善的介質參數檢測儀表與熄火檢測儀。采用煤氣燃料時，應設置煤氣低壓報警及與煤氣低壓訊號聯鎖的快速切斷閥等防回火設施；應設置供設備維修時使用的吹掃煤氣設施，煤氣吹掃干凈方可修理設備。采用氧氣助燃時，氧氣不應在燃燒器出口前與燃料混18、合，并應在操作控制上確保先點火后供氧（空氣助燃時亦應先點火后供風）。烘烤器區域應懸掛“禁止煙火”、“當心煤氣中毒”等警示牌。煤氣間斷用戶，不宜用轉爐煤氣。2、燃燒裝置安全要求 必須使煤氣與空氣噴出的速度與該條件下的火焰傳播速度相適應；否則會脫火或回火。當燃燒裝置采用強制送風的燃燒嘴時，煤氣支管上應裝止回裝置或自動隔斷閥。在空氣管道上應設泄爆膜。煤氣、空氣管道應安裝低壓警報裝置。空氣管道的末端應設有放散管，放散管應引到廠房外。燃燒器上應當有火焰觀測孔，為防止火焰噴出或煙氣外漏，觀測孔配件應當具有足夠強度并且被有效密封。在設有高壓點火裝置的部位，應該設置“高壓、危險！”的標記；為防止異物吸入，影響19、設備正常安全運行，燃燒器風機入口應該裝有金屬防護網罩。3、煤氣燃燒爐點火的規定（1）對要點火的爐子需用嚴格的檢查，如燒嘴開閉器是否關嚴，有否漏氣，煙道伐門是否全部開啟，確保爐膛內形成負壓，方可點火。（2）爐子點火時，點火程序必須是先點燃火種后給煤氣，嚴禁先給煤氣后點火。凡送煤氣前已烘爐的爐子，其爐膛溫度超過1073K(800)時，可不點火直接送煤氣，但應嚴密監視其是否燃燒。（3）點火時稍開燒嘴閥門，待煤氣燃著后，再調整到適當的位置。如送煤氣時不著火或點著火又滅了，需再次點火時，應立即關閉燒嘴閥門，查清原因，對爐膛內仍需作負壓處理，待煤氣吹掃干凈后再按規定程序重新點火。（4）凡強制送風的爐子，點20、火時應先開鼓風機但不送風，待點火送煤氣燃著后，再逐步增大供風量和煤氣量。停煤氣時，應先關閉所有的燒嘴，然后停鼓風機。三、煤氣操作與檢修安全1、煤氣設施的操作 （1）除有特別規定外，任何煤氣設備均必須保持正壓操作；（2）煤氣設施的安全運行壓力不少于500Pa，低于此壓力，應采取保壓措施；（3）通常，可由煤氣柜向管網輸出煤氣或向設備充氮氣、蒸汽來保壓。2、煤氣設施的停運 （1）煤氣設備短時間停止生產應采取保壓措施；（2）煤氣設備短時間停止生產而保壓又有困難時，則應可靠地切斷煤氣來源，并將內部煤氣吹凈。（3）正在生產的煤氣設備和不生產的煤氣設備必須可靠斷開，切斷煤氣來源時必須用盲板。3、煤氣設施的開21、工 送煤氣前，對煤氣設備及管道內的空氣須用蒸汽或氮氣趕凈，然后用煤氣趕蒸汽或氮氣，并逐段做爆發試驗，合格后，方可送給用戶。4、煤氣設施的吹掃和置換 （1）吹掃和置換煤氣設施內部的煤氣，應用氮氣、蒸汽或煙氣為置換介質。吹掃或引氣過程中，嚴禁在煤氣設施上栓、拉電焊線，煤氣設施周圍40m內嚴禁火源；（2）煤氣系統的各種塔器及管道在停產通蒸汽吹掃煤氣合格后，不應關閉放散管；開工時，若用蒸汽置換空氣合格后，可送入煤氣，待檢驗煤氣合格后，才能關閉放散管，但嚴禁在設備內存在蒸汽時驟然噴水，以免形成真空壓損設備；（3）凡用惰性氣體吹掃和置換過的煤氣設施，應再用空氣吹掃和置換惰性氣體；并打開設施的人孔、放散管、22、保持氣體流通；（4）煤氣設施內部氣體置換是否達到預定要求，應按預定目的，根據含氧量和一氧化碳分析或爆發試驗確定；5、進入煤氣設備內工作（1）吹掃和置換合格的煤氣設備，由于停置時間長，由于下列原因而有煤氣產生：與運行中的設備沒有可靠隔斷而竄入煤氣；設備內表層沉積物或設備內容物吸附的煤氣釋放；設備內吹掃死角區的煤氣擴撒。（2）進入煤氣設備內部工作時，必須對設備內氣體重新進行分析。安全分析取樣時間不應早于動火或進塔（器）前半小時。（3）取樣應有代表性，防止死角。當煤氣比重大于空氣時，取中、下部各一氣樣；煤氣比重小于空氣時，取中、上部各一氣樣。（4）根據作業目的確定安全分析合格要求：進入設備內作業，O23、2不少于18%、CO符合作業時間要求；設備內、外動火，爆發試驗合格；（5）經檢測合格后，允許進入煤氣設施內工作時，應攜帶一氧化碳及氧氣監測裝置，并采取防護措施，設專職監護人；（6）CO含量與作業時間要求CO30mg/m3可較長時間工作；CO3050mg/m3不應超過1小時；CO50100mg/m3不應超過半小時；CO100200mg/m3不應超過1520分鐘。（7）工作人員每次進入設施內部工作的時間間隔至少在2小時以上。（8）檢修動火工作中每兩小時應重新分析。工作中斷后恢復工作前半小時，也應重新分析，6、煤氣設備動火作業（1）在煤氣設備上動火，必須要有作業方案和安全措施，并要取得煤氣防護站或安24、全主管部門的書面批準。（2）在運行中的煤氣設備上動火，設備內煤氣應保持正壓，動火部位要可靠接地，在動火部位附近要裝壓力表或與附近儀表室聯系。煤氣壓力不高于300Pa。只準用電焊，不準用氣焊。同時要有防護人員在場。（3）在停產的煤氣設備上動火 可靠隔斷煤氣 要用可燃氣體測定儀測定合格(或測爆合格)，并經取空氣樣分析，其含氧量接近作業環境空氣中的含氧量。將煤氣設備內易燃物清掃干凈或通上蒸汽，確認在動火全過程中不形成爆炸性混合氣體。7、帶煤氣作業 （抽堵盲板、帶煤氣接管、高爐換探料尺、操作插板等）（1）不宜在雷雨天進行；（2）作業時，應有煤氣防護站人員在場監護；（3）操作人員應備有氧氣呼吸器或通風式25、防毒面具；（4）工作場所應備有必要的聯系信號、煤氣壓力表及風向標志等。（5）距工作場點40m內，禁止有火源并應采取防止著火的措施，與工作無關人員要離開作業點40m以外。7）應使用不發火星的工具，如銅工具或涂有很厚一層潤滑油的鐵工具。8）距作業點10m以外才可安設投光器(冷光源)。9）不得在具有高溫源的爐窯建、構筑物內進行帶煤氣作業，如需作業，必須采取可靠的安全措施。8、打開煤氣設備的規定 打開煤氣加壓機、脫硫、凈化和貯存等煤氣系統設備和管道時，必須采取防止硫化物等自燃的措施。9、電除塵器檢修的規定（1）檢修前，應辦理檢修許可證，采取安全停電的措施。進入電除塵器應遵守本規程有關安全檢修和安全動火26、的規定（2）斷開電源后，電暈極應接地放電。（3）入內工作前，除塵器外殼應與電暈極連接。（4）電除塵器與整流室應有聯系信號。南鋼目前僅新鐵廠、焦化廠、能源中心有 10、檢修安全管理要點；1）檢修必須制定檢修方案，方案應包括安全技術措施；2）檢修作業，須嚴格執行操作票或作業許可證制度和相應的安全技術規范；3）必須充分考慮檢修作業與生產運行作業的交叉影響；4）委托檢修，施工單位應具有相應資質；在委托和簽訂工程施工合同時，須交待安全措施和簽訂安全責任書；5）外委檢修，檢修方案必須得到委托方（生產運行方）確認；系統接入、切換、截斷等作業方案經雙方論證后，嚴格按方案進行，雙方予以配合；詳見煤氣安全防護技術P158謝謝！安全第一安全第一 預防為主預防為主