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,2、煤气（一氧化碳）主要理化特性,一氧化碳（carbon monoxide, 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“918”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“126”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（4403）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“1224”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200300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30mgm3（24PPM）。,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,80,焦炉煤气,空气,氮气,60,40,20,20,40,60,80,（ 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0.45-0.50 Kg/Nm3 高炉煤气： 750左右 ： 密度为1.29-1.30Kg/Nm3 转炉煤气： 530： 密度为1.396kgNm3 混合煤气： 650750 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，）,（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,(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。,(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。氧枪、副枪插入孔和料仓等应密封充氮，保持正压； 转炉煤气活动烟罩与固定烟罩要用汽封或沙封； 排水器、焦油、洗油排放口水封或油封的有效高度应为煤气计算压力至少加500mm； 湿式柜每级塔间水封的有效高度，应不小于最大工作压力的1.5倍 。,4、系统爆炸压力泄放 煤气设备易发生爆炸的部位应安装泄爆阀： 电除尘器、电捕焦油器应设有泄爆装置； 布袋除尘器箱体应采用泄爆装置； 转炉湿法净化装置的溢流文氏管供水系统应保持畅通，确保喷水能熄灭高温气流的火焰和炽热尘粒。脱水器应设泄爆膜。拐角烟道宜设泄爆装置； 当燃烧装置采用强制送风的燃烧嘴时，在空气管道上应设泄爆膜。,5、系统煤气放散 煤气设备和管道的最高处应设吹扫煤气放散管； 煤气管道以及卧式设备的末端应设吹扫煤气放散管； 吹扫煤气放散管口应高出煤气管道、设备和走台4m，离地面不小于10m； 厂房内或距厂房20m以内的煤气管道和设备上的吹扫煤气放散管，管口应高出房顶4m。厂房很高，放散管又不经常使用，其管口高度可适当减低，但应高出煤气管道、设备和走台4m。不应在厂房内或向厂房内放散煤气；,剩余煤气放散管应安装在净煤气管道上； 剩余煤气放散管应控制放散，其管口高度应高出周围建筑物，一般距离地面不小于50m，山区可适当加高，所放散的煤气应点燃，并有灭火设施。,6、系统运行指标控制 电除尘器应设当煤气含氧量达1%或煤气压力低于50Pa（5.1mmH2O）发生时能及