煤气安全防护知识

煤气安全防护知识王振虹2013年9月一、煤气特性及事故案例分析二、煤气事故控制要素三、煤气事故的预防四、煤气使用安全五、煤气操作与检修安全六、煤气的检测与监控七、煤气的防护与管理一、煤气特性及事故案例分析(一)、煤气的特性1、煤气是重要的能源物质钢铁企业煤占总能源的70%，副产煤气占总能耗32.2%。焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气和铁合金炉煤气等回收后可作为焦炉、热风炉和加热炉的燃料，焦炉煤气还作为民用燃气。可以说，这些副产煤气是一种清洁的二次能源。每吨生铁产生1800Nm3煤气。1座1000m3的高炉，日产生铁2500吨，产生煤气为187500Nm3/h据统计，我国钢铁工业可燃气体的回收利用率(2000年)：焦炉煤气为98%、高炉煤气为91.73%、转炉煤气为40.68%、铁合金炉为45.20%。国外先进国家已接近100%，这些差距意味着我国冶金工业蕴藏着巨大的资源和能源潜力。因此，我国在“十五”钢铁工业综合利用的目标中：转炉煤气回收达到70Nm3/t钢，高炉煤气放散率在3%以下。各种煤气及其热值成分焦炉气油煤气两段炉煤气发生炉煤气高炉煤气天然气转炉煤气CO8.51.227.027.427.02.263-66H250.518.933.010.52.06.22.0-3.0N22.16.914.555.9603.2CH430.837.611.585.9CO22.83.08.06.211.01.6O20.31.80.40.4Cmn5.030.65.80.5热值Kcal/Nm35845963941771150880854614002、煤气（一氧化碳）主要理化特性一氧化碳（carbonmonoxide,CO）纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。分子量28.01，密度1.250g/l，冰点为-207℃，沸点-190℃。在水中的溶解度甚低。空气混合爆炸极限为12.5%～74%。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，进而使血红蛋白不能与氧气结合，从而引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。(二)煤气事故案例分析1、山西临汾志强钢铁公司“8.24”高炉煤气中毒事故■事故概况2009年8月24日，1#高炉烘炉由2#高炉供煤气转为3#高炉供煤气，2#高炉休风以后，3#高炉煤气管道需打开向1#高炉供煤气。在关闭3#高炉煤气管道的煤气蝶阀后，打开其后的眼睛阀的作业过程中，4个作业人员中毒，监护人和赶来救援的值班工长也中毒。其中3人死亡,重度中毒1人。2、山西襄汾县强盛铁合金厂“9·18”煤气中毒■事故概况2009年9月18日强盛铁合金临时停产检修，要检修东烧结阀盖密封箱体盖板等。10时许高炉休风，16时25分后高炉复风，此时烧结平台下阀盖密封箱体内进行焊接作业的3人中毒，1人焊好盖板爬出人孔时中毒，平台上配合检修者立即去关煤气阀门，将阀门关闭后自己即晕倒在阀门平台区。此事故造成4人死亡、1人轻微中毒。3、新余钢铁公司“12·6”中毒事故2009年12月6日，新余钢铁公司焦化厂2#干熄焦的旋转密封阀出现故障，三名协助处理故障的焦炉当班工人中毒死亡；1人未佩戴呼吸器进行施救，中毒死亡；最终共导致4人死亡、1人受伤。旋转密封阀2#干熄焦冷却循环气体4、河北内丘某冶炼公司“1.18”煤气中毒事故■事故概况2010年1月18日上午8时30分左右，河北新鼎建设有限公司的6名检修施工人员进入内丘某冶炼公司2号高炉（440ｍ3）炉缸内搭设脚手架，拆除冷却壁时，造成6名施工人员煤气中毒死亡。5、河北武安市某钢铁公司“1.4”煤气中毒事故■事故概况2010年1月4日，河北省武安市某钢铁公司炼钢分厂的2号转炉与1号转炉的煤气管道完成了连接后，未采取可靠的煤气切断措施，使转炉气柜煤气泄漏到2号转炉系统中，造成正在2号转炉进行砌炉作业的人员中毒。事故造成21人死亡、9人受伤。6、河北遵化某钢铁有限公司“12·24”重大煤气泄漏事故■事故概况2008年12月24日上午9时左右，河北省遵化市某钢铁有限公司2号高炉重力除尘器泄爆板发生崩裂，导致44人煤气中毒，其中17人死亡、27人受伤。7、唐山某钢铁有限公司“3.30”高炉炉顶爆炸事故■事故概况2006年3月30日8：39分左右，唐山某钢铁有限公司450立方米高炉发生炉顶爆炸事故，导致6人死亡、6人受伤，直接经济损失150万元。8、鄂尔多斯西金矿冶公司“8.25”煤气倒灌事故■事故概况2013年8月25日19时45分，鄂尔多斯西金矿冶锰系合金公司电炉工作车间，由于系统变压波动引起瞬间跳闸造成骤然断电，导致风机停止运转，致使一号电炉一氧化碳倒灌入二号电炉，造成正在二号炉进行检修作业的7人中毒死亡、4人受伤。二、煤气事故的控制要素煤气是一种易燃、易爆、易中毒的危险物质，在煤气生产（回收）、净化、输配、储存和使用的各个环节，都有发生煤气事故的可能性，尤其是在生产检修阶段。煤气在冶金企业具有十分重要的地位，是节能降耗的关键所在。我们必须做好煤气事故预防与控制，遏制煤气事故的发生。只有将煤气控制在安全范围内，才能用好煤气这个二次能源，遏制煤气事故的发生。1、煤气中毒事故（1）CO的毒性煤气中毒有时也被称为一氧化碳中毒。由于CO具有多种引起缺氧的作用，其与血红蛋白（Hb）生成碳氧血红蛋白（HbCO）的能力要比O2与血红蛋白（Hb）生成氧合血红蛋白（HbO2）的能力大200~300倍，阻断了血液输氧，是煤气中毒的罪魁祸首。（2）CO响应浓度煤气中毒程度取决于CO进入人体后血液中产生的HbCO含量。人体内正常水平的HbCO含量为0.5%左右，安全阈值约为10%。当HbCO含量达到25%～30%时，显示中毒症状，几小时后陷入昏迷。当HbCO含量达到70%时，即刻死亡。我国作业场所最高允许浓度为30mg／m3（24PPM）。CO浓度mg／m3（PPM）作业时间人体反应30（24PPM）8小时无反应50（40PPM）2小时无明显后果100（80PPM）1小时头痛恶心200（160PPM）30分钟头痛晕眩500（400PPM）20分钟中毒严重或致死1000（800PPM）1—2分钟中毒死亡2、煤气的爆炸事故煤气浓度进入爆炸范围，就有爆炸的可能。通常认为，煤气的爆炸下限越低，爆炸的可能性越大。各类煤气的爆炸范围取决于各组分的爆炸极限与浓度。（1）煤气的爆炸范围成分煤气种类COH2CH4爆炸范围%焦炉煤气6~958~6022~254.5~35.8高炉煤气26~290.1~0.435.0~72.0转炉煤气63~662.0~3.012.5~74.0铁合金炉煤气60~6313~150.5~0.87.8~75.07发生炉煤气27~317~1016~1821.5~67.580焦炉煤气空气氮气60402020406080（2）爆炸范围的脱离M经氮气吹扫脱离爆炸范围M•3、煤气着火事故•（1）燃烧三要素：•可燃物、助燃物、引火源可用一个燃烧三角形来表示，三要素缺一燃烧不会发生；•可燃物••••助燃物引火源（温度）•••（2)煤气的着火温度：焦炉煤气：550-650℃：密度为0.45-0.50Kg/Nm3高炉煤气：~750℃左右：密度为1.29-1.30Kg/Nm3转炉煤气：~530℃：密度为1.396kg／Nm3混合煤气：650～750℃密度依高焦煤气之比发生炉煤气：~650℃：密度为1.16Kg/Nm3事实上，着火温度是压力、速度、容器尺寸、混合比的函数Ti=f（p，d，v，）火源名称火源温度（℃）火源名称火源温度（℃）火柴焰500～650烟头(中心)200～800打火机火焰1000烟头(表面)200～300焊割火花2000～石灰遇水发热600～700烟囱飞灰600机械火星1200汽车排气管火星600～800煤炉火1000（3)几种常见点火源的温度三、煤气事故的预防技术措施：•封——严密性，钢管材质、焊缝质量；耐压设计（材料、结构）•隔——设可靠隔断装置、逆止装置、紧急切断装置；•堵——设汽封、氮封，保持压力；防爆电气•泄——设防爆阀、爆破膜、防爆水封、安全阀、泄爆M2/M3不小于1/10，门窗外开；•放——设事故放散、调压放散装置、通风排气装置•控——含氧量、CO、压力、温度、流量、柜位、液位检测监控；1、系统的密封严密(1)严密性试验对新建、扩建、改建或大修后的煤气设备或管道在投产前必须进行气密性试验，合格后方可投产。1）严密性试验要求—严密性试验压力应符合要求；—对管道各处连接部位和焊缝，经检查合格后，才能进行试验，试验前不得涂漆和保温；—各种管道附件、装置等，应分别单独按照出厂技术条件进行试验；—管道以闸阀隔断的各个部位，应分别进行单独试验，不应同时试验相邻的两段；—试验前应将不能参与试验的系统、设备、仪表及管道附件等加以隔断；安全阀、泄爆阀应拆卸，设置盲板部位应有明显标记和记录。2）严密性试验允许泄漏率标准管道计算压力Pa(kgf/cm2)管道环境试验时间h每小时平均泄漏率％备注105(1.02)室外及无围护结构的车间21≥105(1.02)室内及地沟240.25适用于天然气室外及无围护结构的车间240.25适用于天然气(2)防腐蚀1）架空管道，钢管制造完毕后，内壁（设计有要求者）和外表面应涂刷防锈涂料。管道安装完毕试验合格后，全部管道外表应再涂刷防锈涂料。管道外表面每隔四至五年应重新涂刷一次防锈涂料；2）埋地管道，钢管外表面应进行防腐处理，在表面防腐蚀的同时，根据不同的土壤，宜采用相应的阴极保护措施。绝缘等级绝缘层次总厚度（mm）123456789加强底漆一层沥青~1.5mm玻璃布一层沥青~1.5mm玻璃布一层沥青~1.5mm玻璃布一层沥青~1.5mm塑料布或牛皮纸一层≥5.5(3)防断裂1)热煤气管道的敷设应防止由于热应力引起的焊缝破裂，必要时，管道设计应有自动补偿能力或增设管道补偿器；2）煤气管道和设备应防止由于积水、冲刷以及施工开挖等原因引起地基沉降、坍塌而造成断裂、倒塌；3）煤气管道和设备应防止由于内部积水、积灰、结冰等荷重增加而造成断裂、倒塌；4）煤气管道应具有一定架空高度，防止车辆的撞击而造成的断裂、倒塌，距厂区道路路面不低于5m，大型企业煤气输送主管管底距地面净距不宜低于6m，煤气分配主管不宜低于4.5m；5）埋地管道应埋设在土壤冰冻线以下，车行道下时最小覆土厚度（路面至管顶）不得小于0.9m。2、系统的可靠隔离（1）可靠隔断装置1）盲板主要适用于煤气设施检修或扩建延伸的部位。盲板应用钢板制成并无砂眼，两面光滑，边缘无毛刺，盲板的厚度按使用目的经计算后确定。堵盲板的地方应有撑铁，便于撑开。2）插板安设的插板，管道底部离地面的净空距：金属密封面的插板不小于8m，非金属密封面的插板不小于6m，在煤气不易扩散地区须适当加高。封闭式插板的安设高度可适当降低（2）有条件可靠隔断装置1）水封装在其他隔断装置之后并用时，才是可靠的隔断装置；2）密封蝶阀不能作为可靠的隔断装置，只有和水封、插板、眼镜阀等并用时才是可靠的隔断装置；3）平行双闸板切断阀、NK阀注水压力为煤气计算压力至少加5000Pa，并能全闭到位，保证煤气不泄漏到被隔断的一侧的双板切断阀是可靠的隔断装置。（3）不可靠隔断装置眼镜阀、扇形阀、密封蝶阀、旋塞、盘形阀、闸阀等不能单独作为可靠隔断装置。（4）逆止装置凡煤气倒流会造成泄露或爆炸可能的皆需装逆止（止回）装置：1）转炉气柜与三通阀间设水封逆止阀；2）当燃烧装置采用强制送风的燃烧嘴时，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；3）水封给水管设逆止阀。3、系统与外界的隔离系统的操作部位、活动部件、排水部位等不能用固定的方法与外界的隔离时，要采取封堵措施：•高炉硬探尺与探尺孔之间应用蒸汽或氮气密封；•炉顶双钟设备的大、小钟钟杆之间应用蒸汽或氮气密封；•余压透平应设有可靠的严密的轴封装置；•常压高炉的洗涤塔、文氏管洗涤器、灰泥捕集器和脱水器的污水排出管的水封有效高度，应为高炉炉顶最高压力的1.5倍，且不小于3m；•转炉烟罩上的加料孔。