走出九钢转炉煤气柜防爆误区

走出九钢转炉煤气柜的防爆误区动力厂安环科欧青1.摘要：通过阐述气体爆炸的原理、爆炸释放源分级以及爆炸危险环境分区等内容，指出了当前九钢动力厂八万转炉煤气柜在防爆管理方面的误区，纠正各级人员对气柜防爆管理的错误认识，以便各级人员能用正确的心态、方法、措施去加强转炉煤气柜的防爆管理，提高气柜的系统安全。2.关键词：转炉煤气柜防爆管理释放源3.引言：2014年下半年，集团公司安全检查组到动力厂检查时，指出动力厂在预防八万气柜煤气爆炸方面存在的两个问题，一是煤气防护站的电动三轮车不应停放在大门内，二是气柜大门处未设立进入人员静电消除器，认为电动三轮车打火时和进入人员的人体静电有可能导致转炉煤气柜存在爆炸风险。这些是真的吗？人体静电与三轮车打火导致的火花真的有可能导致气柜发生爆炸吗？相信很多同事会提出疑虑：以前在没有安装静电消除器时，员工每日进行日常点检，检修时，也有把三轮车开到气柜旁边运输物品的情况，但并没有发生所谓的气柜爆炸。由于条件限制，我们当然不可能真的把三轮车开到气柜旁边不停进行打火试验。那怎么样判断这两种说法是否正确？在什么情况下三轮车打火和人体静电会导致气柜爆炸呢？下面，我们就通过对爆炸环境以及爆炸发生的原理等进行阐述，来详细说明一下在什么情况下会存在这种风险，以便大家正确预防气柜爆炸。4.爆炸的原理及其影响条件：我们经常讲煤气的三大危害是中毒、起火、爆炸，也就是说，煤气并不是用火源一点就会爆炸的。那么，煤气在什么情况下可以爆炸？此处需要引进一个概念，叫“爆炸性气体环境”。4.1爆炸的三要素根据电气防爆炸技术中对危险物质和危险环境的分类标准，煤气属于二类危险物质，即爆炸性气体。所谓爆炸性气体环境，是指在一定条件下，气体或蒸汽可燃性物质与空气形成的混合物，该混合物被点燃后，能够保持燃烧自行传播的环境。由此可知，煤气形成爆炸的三个条件是：4.1.1煤气与空气混合成一定比例，达到爆炸极限，而且，煤气与空气的混合，必须在遇到火源之前完成。其中，转炉煤气的爆炸极限为18.2-83.2%（指浓度）。4.1.2有外界明火或具备自燃条件（煤气。4.1.3爆炸性混合物置于密封装置或环境中。4.2爆炸性气体环境分区其中，规程对爆炸性气体环境危险场所分为三区：4.2.1爆炸0区：指正常运行时连续或长时间出现或短时间出现爆炸性气体、蒸汽或薄雾的区域。4.2.2爆炸1区：指正常运行时可能出现（预计周期性出现或偶然出现）爆炸性气体、蒸汽或薄雾的区域。4.2.3爆炸2区：指正常运行时不出现，即使出现也可能是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸汽或薄雾的区域。4.3爆炸性气体环境分区影响因素爆炸危险环境的分区受诸多因素的影响，其中影响最大的两个因素，是释放源和通风条件。释放源是划分爆炸危险区域的基础。它分为连续级释放源（连续释放、长时间释放）、一级释放源（正常运行时周期性释放或偶然释放）、二级释放源（正常运行时不释放或不经常且只能短时间释放）、多级释放源（同时包含连续级或其他级释放源的特征）。其中，凡是存在连续级释放源的区域即为0区，一级释放源为1区，二级释放源为二区。影响爆炸分区的第二个因素是通风条件。通风条件分为高级通风、中级通风和低级通风三种，其中高级通风是指在释放源处能瞬间降低其浓度，使气低于爆炸下限；中级通风是资能够控制浓度，使得区域界限外部的浓度稳定地低于爆炸下限，并且停止释放后，爆炸性气体环境持续时间不会太长；低级通风室指在释放源释放过程中，该通风对浓度不能控制，并且在释放源停止释放后，也不能阻止爆炸性环境持续存在。4.4对八万气柜及其周边进行危险环境划分针对以上定义对号入座，可对八万气柜和其周边区域进行危险区域的分级划分。我们暂且把八万气柜围墙内区域分为这样几个区域：4.4.1气柜内部。4.4.2气柜周边三米范围内。4.4.3气柜周边其他辅助设施，如加压机房，一次除尘风机房，气柜顶端转煤放散管附近、转炉煤气放散塔等处。4.4.4其他区域（如燃气车间车间办、煤气防护班休息室、八万回收站操作室、煤气防护站工具房等区域）。以上区域都该如何划分危险区域？第一、很明显，八万气柜内部日常煤气浓度控制在38.8-40%之间，在爆炸极限范围内，且处于连续释放环境和密闭环境，由此可知，气柜内部为爆炸性气体环境0区，一旦接触明火，可立即产生爆炸。第二、根据存在释放源的情况判断，在气柜周边，顶端放散管在放散时，会放散大量煤气，但转炉煤气的放散并不经常出现。据统计，2015年3-4月份，动力厂还没有出现转炉煤气放散的情形。但气柜顶端煤气放散时，短时间内形成煤气爆炸环境是可能的。转炉煤气放散塔在放散时，似乎同样会形成爆炸1区环境。但由于放散管位于高空中，通风等级达到高级，依据规程要求，应对其爆炸性环境危险等级进行降级，只能判定为爆炸2区环境。但放散管离地面高达50多米，人为提供明火不可能，爆炸的危险性相当小。第三、重点是，在目前八万气柜存在多处漏点的情况下，气柜周边三米范围内究竟有没有可能形成爆炸性气体环境呢？2015年3月7日，八万气柜经过钢板堵漏后，本质安全有所提升，但到了2015年5月份，气柜多处又出现了多个漏点，其中以6#卧式排水器上方和1#卧式排水器旁的两个漏点最为严重，一米处现场检测煤气浓度可达50PPM。按照1PPM等于百万分之一的煤气浓度标准划算，50PPM=0.005%，完全达不到煤气爆炸浓度要求。因此，转炉气柜的漏点并不足以在转炉煤气柜周边形成爆炸性气体环境。也就是说，气柜周边三米范围内并没有爆炸风险，远离气柜的水泵房和燃气车间办、以及两个休息室，存在爆炸的风险为零。当然，气柜周边、气柜顶端、放散塔周边因存在高级通风，爆炸危险性机会为零，那么，在加压机房、一次风机房等通风较差的区域，爆炸危险性又有多高呢？首先来看这两个区域的释放源。很显然，加压机房和一次风机房唯一的释放源，来自腐蚀的煤气管道、或泄漏的闸阀、氮封。由于在加压机房或一次风机房内，均安装了防爆的固定式煤气报警器，当煤气浓度一旦超过24PPM即0.0024%的浓度，报警器尖锐的声音将充斥整个主控室。在这种情况下，唯一采取的措施是会进行补漏或停机进行检修，而检修前，将进行吹扫、置换、检测，确保达到安全环境才会进行检修。前面我们讲过，转炉煤气的爆炸极限为18.2%-83.2%，折合成PPM制为182000-832000PPM，此时煤气报警器早已爆表！在这种情况下，首先发生的应该是煤气中毒事故而不是气柜爆炸事故。而且，除非煤气突然大量泄漏，才有可能在短时间内在加压机房和一次除尘风机房区域内形成爆炸性气体环境。在一次除尘机房，假如出现煤气泄漏事故，可立即开启转炉煤气放散塔，关闭气柜进口阀，可迅速消除一次除尘风机房煤气泄漏风险；在加压机房内，存在煤气泄漏最可能处为氮封，此时可通过开启4分直径的氮气管，向煤气泄漏处通氮气，可封闭泄漏的煤气。两个区域形成危险性爆炸气体环境的可能性均十分小，但不能排除。通过以上判断，可知，八万气柜围墙范围内，存在爆炸性危险区域包括气柜内部（密闭空间）、加压机房（通风不良）、一次除尘风机房（通风不良）等处。既然如此，那么电动三轮车打火和人体静电有没有可能导致气柜内部爆炸呢？5.电动三轮车和人体静电的危害5.1电动三轮车。提起电动三轮车，我们最先想到是电动三轮车启动时，会产生火花。但事实上，动力厂所用的三轮车，均为12V（4-5个并联）安全电压，符合防爆环境使用要求。该类型电动三轮车启动时，产生火花的可能性较低。由于气柜周边的危险爆炸等级没有达到0区与1区，加上通风良好，即使产生了电火花，也不会发生起火，更不会引起气柜爆炸。5.2人体静电静电危害是由静电电荷或静电场能量引起的。在生产工艺中以及操作人员的操作过程中，某些材料的相对运动，接触与分离等原因导致了相对静止的正电荷和负电荷积累，即产生了静电。人体静电能量并不大，不会直接使人致命。但是，其电压可能高达数十千伏以上容易发生放电，产生放电火花。在有爆炸和火灾危险的场所，静电防电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。在我们本文中讲的八万气柜柜体内、加压机房、一次除尘风机房等爆炸危险区域，人体静电确实有可能引发爆炸。防止静电的危害，要及时消散静电，静电的消散分为静电中和与静电泄漏两种。通过触摸接地的静电消除器，可使人身静电得到良好的消散。同时，根据要求，在气体爆炸危险场所的等级属于0区或1区时，作业人员应穿防静电工作服，防静电工作鞋、袜、佩带防静电手套。同时，禁止在经典危险场所穿、脱衣服，帽子以及类似物，并避免身体的剧烈运动，严禁用铁、钢等工具敲击煤气管道。由于根据判断，动力厂八万气柜周边并不属于爆炸0区或1区，因此，可不穿防静电工作服。但却严禁用管道敲击煤气管道或气柜。这是因为，气柜内或煤气管道内为爆炸性0区危险环境，用铁、钢等金属物品敲击煤气管道，有可能使煤气管道该区域的温度升高，造成该区域内煤气压力与温度骤然升高而导致发生爆炸事故。6.结论：6.1电动三轮车和人体静电在八万气柜周边的空旷地带、气柜周边三米范围内，均不会引起气柜爆炸。电动三轮车停放在八万气柜大门进口区域内，对气柜安全没有影响。6.2在异常情况下，如煤气存在异常泄漏，加压机房和风机房等区域，人体静电有可能导致该危险环境发生爆炸。风机房管道发生起火爆炸，因大量热性气体或着火气体可能随管道进入气柜内，有可能导致气柜发生爆炸，加压机房爆炸不会导致气柜发生爆炸。6.3假如煤气管道泄漏时，还来不及与空气混合就碰到明火，此时由于管道处存在正压，煤气由管道喷出后在空气中燃烧，会形成扩散燃烧而不会爆炸。假如煤气大量泄漏一段时间后，已经和空气按一定混合了，在该区域内达到了可燃烧的浓度，此时再碰到火源，会立即产生爆炸。6.4预防气柜爆炸，重点要控制气柜内氧气浓度，并避免气柜接触明火和高温。其中，氧气浓度要严格按照《工业企业煤气安全操作规程》的要求，控制在2%以下，在火源方面，要严禁在气柜周边违规动火或用钢铁等工具敲击气柜与煤气管道。6.5消除人体静电可采用接地的静电消除器。6.6气柜密闭区域内和加压机房、一次风机房等通风不良，有可能积聚煤气区域必须使用防爆电气设备。7.参考文献安全生产技术—中国安全生产科学研究院