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1、鋼鐵企業冶金煤氣安全知識一、冶金煤氣的來源煤氣是冶金生產的副產品和重要能源，生產和使用量大。冶金煤氣主要有焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣。煉焦炭時產生的煤氣叫焦爐煤氣；將焦炭送到高爐去煉鐵，它是作為還原劑使用的，把鐵礦石中的鐵還原出來，焦炭就生成了煤氣-高爐煤氣；還原過程中有多的炭浸入，鐵含炭高，需要脫炭，脫炭即為煉鋼，脫炭產生煤氣-轉爐煤氣。煉焦、煉鐵、煉鋼過程中煤氣的發生量很大：焦爐煤氣：500m3-600m3/t高爐煤氣：1000m3-1400m3/t回收轉爐煤氣：50m3-100m3/t 冶金煤氣是冶金能耗的大頭，占能耗的53%，冶金煤氣是冶金企業的副產品，有效利用冶金煤氣也是企業節能降2、耗的重要途徑。如轉爐回收得好，可以實現負能煉鋼。二、 冶金煤氣的危險性煤氣是混合物，由于成份不一樣，煤氣體現的危險性不一樣。從安全的角度，最關心的是一氧化炭、氫氣、甲烷三種成份，他們既是危險成份，也是有用成份，具有較高的熱值。體現煤氣的毒性上，實際主要是一氧化炭，煤氣中毒，主要是一氧化炭中毒。煤氣中的氫氣和甲烷具有爆炸性，爆炸極限越低，煤氣爆炸性越強。見下表： 成分煤氣種類 COH2CH4爆炸范圍焦爐煤氣 6-9 58-6022-25 4.5-35.8高爐煤氣 26-292.0-3.00.1-0.4 35.0-72.0轉爐煤氣 63-662.0-3.012.5-74.0鐵合金爐煤氣 60-633、13-150.5-0.87.8-75.07發生爐煤氣 27-317-1016-1821.5-67.5通過這個表格看出來，焦爐煤氣中CO含量比較底，毒性最小，但爆炸性下限最低，爆炸性很強；轉爐煤氣CO最高，含量占60-70，毒性相當厲害。高爐煤氣既有毒性，又有爆炸性，但有所區別。所有的煤氣都具有毒性和火災爆炸危險性。 n 焦爐煤氣容易爆炸（毒性相對較低）焦爐煤氣爆炸下限5.5%左右，接近甲烷、氫氣。n 轉爐煤氣極具毒性 轉爐煤氣、鐵合金煤氣的CO含量在60-70%。有轉爐煤氣通過煙囪放散，空中經過的小鳥就中毒掉下來的案例。n 高爐煤氣壓力高，溫度高高爐煤氣出爐壓力可達0.35-0.4Mpa（大型4、高爐出爐壓力可達4公斤，如寶鋼，基本都是高壓操作，為了強化冶煉，提高產量）, 爐頂煤氣溫度可達300OC。由于高爐有這個特點，生產中要回收高爐壓力，就出現了TRT（高爐余壓發電）。三、冶金煤氣安全重點（一）爐窯本體的安全 1.高爐安全高爐煤氣是焦炭和鐵礦石在爐內起化學反應產生的。焦炭主要是還原劑，焦炭和鐵礦石從爐頂逐步往下走，焦炭走到風口與被補進去的熱風一起燃燒，生成CO2，CO2再往上走碰到落下來的焦炭生成CO，CO碰到鐵礦石，將Fe2O3逐步變成Fe3O4、FeO，即鐵水。CO不斷生產，并聚集在爐的項部，通過爐子的上升管把煤氣引出，這就是煉鋼的副主品。高爐涉及到什么安全問題呢，爐內煤氣不能5、隨便跑出來。煤氣有幾個地方可能跑出來，一是爐頂裝料的地方。目前采取的是分段下料，分步隔離（大鐘小鐘，或叫串罐或并罐料罐裝料），堵住煤氣，讓料能下來，堵不好就會冒煤氣。高爐風口、鐵口、渣口套接不嚴冒煤氣（供風給爐內，進風口也易冒煤氣；鐵口、渣口不出鐵不出鋼時應堵住。所以從監管上要關心這此地方的煤氣濃度，看是否超標）；高爐爐頂裝料系統不嚴冒煤氣（爐頂裝料系統采取氮氣密封，保持高于爐內0.05 Mpa壓力，大小鐘拉桿、料罐的齒輪箱等處）；高爐冷卻系統進出爐壁不嚴冒煤氣（要有明確的警示標志，一般人不能去，安監檢查也不能上去）；高爐風口以上各層平臺煤氣危險區（要有明確的警示標志，一般人不能去，安監檢查也6、不能上去）。還要控制爐內壓力。爐頂有一個放散裝置，叫泄壓，泄壓不好，會導致事故。檢查時要到中控室檢查氮氣的密封壓力、齒輪箱的密封情況、冷卻水進出水溫度是不是正常，有沒有限制、報警等等。2.轉爐安全高爐內是一個還原反應，相反，轉爐內是一個氧化反應，它是把鐵水中的炭氧化（脫）掉，采取的辦法是用氧槍向爐內的鐵水吹氧，吹氧的過程就產生一氧化炭。回收爐內一氧化炭采用的是外延法，爐口不蓋嚴，外面的空氣會進來，產生的一氧化炭會部燒掉了，此方法叫燃燒法。轉爐煉鋼的前期和后期爐蓋是打開的。回收煤氣是在中間一段，煙罩落下來，不讓外面的空氣進去。從安全的角度講，應注重以下幾點轉爐煙罩氧槍、副槍插入孔冒煤氣（固定煙罩7、和活動煙罩應密封好，密封的方法有多種，如沙、水、機械密封等）； 轉爐加料系統冒煤氣（加料口加造渣、浠釋，去雜加石灰時，容易漏煤氣，這里也要用氮氣氣封，要考慮密封的壓力，壓力有沒有報警等）；轉爐氧槍冷卻進出不嚴冒煤氣（壓力太大，煤氣會跑出來，壓力太小，空氣會進取）；轉爐爐口以上各層平臺煤氣危險區（也是不讓人隨便上去的，在這些區域作業是否按規定執行，有沒有制度，有無單人作業情況，作業是不是隨身攜帶一氧化炭報警器等）。還要關注氧槍冷卻水泄漏、噴濺問題。3.焦爐安全焦爐煤氣的發生機理與前兩種不一樣，它是物理作用，是煤在在炭化室內（兩側是燃燒室）隔絕空氣的情況下加熱，經干餾，使煤含有的一些有機物質蒸發出8、來，即為焦爐煤氣（如圖），通過上升管、集氣管（有調壓系統、煤氣放散系統），又引入下方作為加熱燃料。因此，焦爐煤氣安全主要有以下兩個重點區域：焦爐地下室煤氣危險區（要監測濃度，易爆區，不能動火作業）；焦爐爐頂煤氣危險區（主要含裝煤孔作業、上升管不能堵塞、集氣管壓力不能太大，也不能太小）。（二）高爐煤氣凈化回收工藝過程的安全1.高爐煤氣回收煤氣必須要凈化，它從爐內出來時的含塵量有10克左右，到用戶只到10毫克左右，必須要把塵去掉。目前除塵有兩大類方法，一類是濕法，一類是干法。不管是顯法還是干法，都要先經過重力除塵器把大顆粒塵除掉。港陸事故情況：爐頂放散正常情況下，爐頂壓力是0.6公斤左右，事故時是9、1.2公斤，而放散閥的配重超過設計20%，放散閥沒有動作，重力除塵器放散閥配重多加了超過正常的73.5公斤，超設計20%，也沒有動作，壓力通過頂部的防爆板（規程沒有要求設置）泄漏，除塵器離廠房高度和直線距離為9米多（都不夠），煤氣擴散到出鐵廠。出鐵廠正出鐵，有煙霧、水氣，掩蓋了飄過來的煤氣，導致現場人員中毒。高爐濕法除塵防止排污系統冒煤氣，循環水系統帶煤氣，凈化水池（如果是管道，水位高時壓力可封住煤氣，當清洗水池時人員就會中毒）。2006年6月11日，齊鋼清洗水池時就發生了事故、地溝就會串入煤氣。高爐干法除塵防止出灰系統冒煤氣、電除塵控制煤氣含氧量不超過1%。防塵要密封，最好調濕。不要放干灰。10、在重力除塵器處放干灰，往往是出煤氣再關掉，非常危險，這種違章行為較普遍。2.轉爐煤氣回收轉爐煤氣回收有兩種工藝，一種叫OG法（如下圖），是一種濕法除塵，也就是雙文法（兩級文氏管）。文氏管是一種變徑管，當煤氣通過變徑管時，由小口徑通過大口徑時，壓力能變為動能，速度會增加，兩邊有水噴淋，汽水霧把塵粒粘住了。一級文氏管是一種液流文氏管，液流起泄爆作用，同時液流可滅煤氣帶來的火星。二級文氏管是一種可調口徑文氏管，調節口徑，可控制爐口的微正壓（5毫米水柱）。煙罩提升時，叫煙氣凈化，凈化的煙氣通過三通閥打向煙窗。從安全考慮，轉爐（系統）煤氣間歇式回收，保持系統惰性（不回收也要充氮氣保持系統壓力，防止煤氣倒11、罐，所以有一個水封逆止閥）。第一、二級文氏管都在轉爐平臺以上，檢查時看不到，只能看風機房、后面的三通閥、水封閥、放散管，可檢查放散管高度是否符合要求，煤氣點燃了沒有，因為煤氣毒性很大，所以放散管必須高于30，有的廠現在高于60。必須防雷，下面要接地，水封、防止封隔斷時有沒有液流。 轉爐煤氣回收流程(OG法)另外一種方法，LT法是轉爐凈化的方向，是電除塵。煤氣通過煙罩、蒸發冷卻器（水蒸氣和水噴進去，降煤氣的溫度），通過電除塵器（一般4個電場）除塵，再通過煤氣冷卻器把溫度進一步降下來，再送到煤氣柜。除塵器收下來的干灰密封輸送，作為燒結原料。電除塵要嚴格控制進到電除塵系統的氧含量，控制煤氣柜含氧量不12、超過2% ；轉爐LT法控制煤氣含氧量不超過1%。下圖系統中裝有氧含量激光分析儀。另外，煤氣冷卻器的冷卻水要保持高低位報警。轉爐煤氣回收流程(LT法)3.焦爐煤氣回收焦爐煤氣回收的物質是沒有燃燒過的有機物質，價值很高，比煤氣的價值還高。所以焦爐煤氣回收有凈化回收車間、苯精制等等后續工藝。從集氣管收集起來的粗煤氣要初冷，把溫度保持在28度左右，通過鼓風機輸送到后面工藝。鼓風機前叫負壓系統，鼓風機后叫正壓系統。通過電捕焦油器（類似電除塵）除焦油，再脫炭、脫硫、脫氰，回收氨，再把溫度進一步冷卻（脫硫時溫度上升了），再用洗油洗煤氣，回收里面的苯。此時煤氣凈化過程基本完成了。凈化過程中有許多塔，如反應塔、13、洗滌塔，脫硫塔、洗苯塔，也涉及到很多介質，如水、洗油等等。介質有一個排放的問題，有一個水封、油封的高度問題，一定要保持工作壓力加500毫米水柱。還有一個就是含氧量的控制，電捕焦油是高壓的電場，氧含量高會產生爆炸。（三）凈化回收設備的安全 凈化回收設備之間與管網要可靠隔斷（因為凈化回收設備要經常檢修，要與系統脫離）； 重力除塵器最高點應設放散閥； 布袋除塵器應設有煤氣高、低溫報警和低壓報警裝置，各箱體應設泄爆裝置（濾代耐溫一般280度以下）； 電除塵器應設氧含量超標斷電控制； 濕法洗滌塔（包括比肖夫）污水排出管要保持水封有效高度； 高爐煤氣TRT入口管道上還應設有緊急切斷閥（一旦煤氣壓力供應緊急14、切斷），應設有可靠、嚴密的軸封裝置 。（四）管網輸送安全煤氣管網分布區域廣、危險源點多。 煤氣管道應采取消除靜電和防雷的措施； 高爐煤氣和轉爐煤氣等管道不應埋地敷設（含煤氣10%以上的管道不應埋地敷設，因埋地腐蝕后，滲出的氣沿地逢串，串到休息室、值班室導致事故。城市用氣含煤氣小10%），煤氣管道不應穿過不使用煤氣的建構筑物； 在已敷設的煤氣管道下面，不得修建無關的建筑物和存放易燃、易爆物品； 架空管道要防止高溫熱源輻射（鋼水及車輛通過或停于下方是不允許的）； 煤氣管道的架設要防止被車輛碰撞（高度一般不低于5米）；煤氣輸送防止壓力波動，安全運行壓力不低于500Pa（規范沒有定，是建議值，普遍采用15、，低了通蒸氣、氮氣保壓）； 煤氣管道要防止地基沉陷、應力拉伸。（五）隔斷裝置 隔斷裝置失效是煤氣事故的主要因素。 可靠隔斷裝置有插板、盲板； 視為可靠的隔斷形式有：閥門+水封、閘閥（密封蝶閥）+眼鏡閥(扇形閥)； 閥門應有開度及方向的標志； 水封要保持水封高度和溢流現象。寒冷地區應采取防凍措施（通蒸氣保溫）。煤氣設備與管道附屬裝置NK球閥（六）燃燒裝置 爆炸事故的防控重點 爐窯點火必須先點火、后開煤氣（先吹一吹，查看煤氣開關是否處于關閉位置）； 煤氣燃燒要防止回火、吹脫（對壓力有要求，還要求管道上有緊急切斷閥，當壓力低它就會關閉）； 煤氣管上應裝逆止裝置或緊急切斷閥、在空氣管道上應設泄爆膜； 16、煤氣、空氣管道應安裝低壓警報裝置； 煤氣燒嘴應有火焰監測裝置（火滅時將信號傳給繼電器，關閉閥門）。煤氣燃燒器要有常明火（小火），（七）放散裝置 防止人為中毒事故，一種方式是人工吹掃，通過放散管將其引走。吹刷煤氣放散管必須安設在煤氣設備和管道的最高處；或煤氣管道以及臥式設備的末端；放散管口必須高出煤氣管道、設備和走臺4m，離地面不小于10m。調壓煤氣放散管管口高度應高出周圍建筑物，一般距離地面不小于30m，所放散的煤氣必須點燃，并有滅火設施。（八）排水器排水器是事故常發部位。 有人值守的值班室、操作室等不應設在排水器旁，排水器應有明顯的警告標志； 排水器的滿流管口應保持溢流。（九）煤氣柜煤氣柜是17、重大危險源（臨界量5噸）。 煤氣柜不應建設在居民稠密區; 煤氣柜周圍應設有圍墻（隔絕）、消防車道和消防設施，柜頂應設防雷裝置； 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。（要防止干擾信號，重鋼2006年11月3日，電焊機地線搭接在進口不到二十米的地方，產生干擾信號，造成放散被誤打開，緊急疏散900多人，75分鐘。）（十）煤氣加壓站與混合站重點監控、關鍵部位（焦爐煤氣鼓風機加壓機房被視為心臟，是易爆場所，照明燈18、具、開關、布線必須防爆，門窗要向外開，門窗面積不能小于容積的十分之一，平時和事故狀態下都要有通風等）。 站房內宜設有一氧化碳監測裝置，并把信號傳送到管理室內； 站房內應有通風換氣裝置； 煤氣加壓機械應有兩路電源供電； 煤氣加壓機、抽氣機的排水器應按機組各自配置； 每臺煤氣加壓機、抽氣機前后應設可靠的隔斷裝置（1987年6月30日，馬鋼轉爐6萬立方氣柜加壓機僅靠一個水封隔斷，爐氣串入值班室，站房的監測裝置失效，4人聽到煤氣沖破水封的聲音，沒有意識到是煤氣泄漏而去檢查，中毒死亡）。（十一）其他附屬裝置 一些附屬裝置容易成為安全盲點，如： 蒸汽管、氮氣管（伴隨煤氣管）；停用時必須與煤氣設施斷開或堵盲19、板（防止斷氣時，閥門關閉不可靠，煤氣沿蒸汽管串入澡堂、食堂、辦公樓，歷史上發生多次此類事故。）； 補償器：宜選用耐腐蝕材料制造；廠房內不得使用帶填料的補償器； 泄爆閥不應正對建筑物的門窗和走道； 管道標志（要有介質、流向標志，煤氣為灰色，管道還要有標高）和警示牌（所有的水封都要掛煤氣危險的警示牌，防過路人在此處停靠、休息）； 煤氣設施的人孔、閥門、儀表等經常有人操作的部位，均應設置固定平臺。 四、冶金煤氣安全管理要務（一）在煤氣使用單位較多的企業中，應設煤氣調度室（生產、使用是波動的，還要停修，發生煤氣事故在緊急調度關閉，所以應設煤氣防護站，并半軍事化管理，設施按標準設置，并經常作應急演習）。20、 （二）鋼鐵企業應設煤氣防護站或煤氣防護組，按計劃定期進行各種事故搶救演習。 （三）煤氣設施應明確劃分管理區域，明確責任（哪個閥門該誰管都要明確），建立嚴格的制度。 （四）煤氣管網、設施應建立技術檔案（如管網的走向、大中修記錄、設計圖紙、俊交工資料等等）。（五）煤氣危險區的一氧化碳濃度應定期測定，在關鍵部位應設置固定的一氧化碳監測裝置。作業環境一氧化碳最高允許濃度為30mg/m3(24ppm)（8小時允許濃度，高了時間要縮短工作時間，有一個一氧化碳在身體內積累的問題）。 （六）應對煤氣工作人員進行安全技術培訓，經考試合格的人員才準上崗作業。 （七）有條件的企業應設高壓氧倉，對煤氣中毒者進行搶救和治療。五、冶金煤氣安全的有關標準（一）GB6222-2005工業企業煤氣安全規程（二）GB 12710-91焦化安全規程 （三）AQ2001-2004煉鐵安全規程（四）AQ2002-2004煉鋼安全規程（五）AQ2003-2004軋鋼安全規程