燃气应用设备的安全技术 一、概述 众所周知，燃气作为燃料，具有使用方便、火力强、热效率高、对环境污染小、易实现生产自动化及提升产品质量等优点。但它也有易燃、易爆及有毒等缺点。因此在应用燃气时必须采用必要的安全技术措施。 由于各种燃气成分不同，其中毒、爆炸及失火的危险程度也有所差异，如天然气除了含有硫化氢以外，几乎是无毒的。因此，对天然气来说，爆炸或失火是主要危险。而对人工燃气来说，则三种危险都有。特别是含一氧化碳多的煤气，毒性就更大。从这点来看，以天然气作为城市燃气比人工燃气优越。 二、防止中毒的措施 为了防止燃气对人身的毒害，在气源方面，应限制有毒成分(如CO、H2S)的含量，采用加臭措施：在应用方面，则需注意防止漏气，强化通风，选用先进合理的燃烧装置。下面着重讲防止燃气泄漏及其排除方法。 (一)防止漏气 漏气是引起中毒、爆炸及火灾的主要根源，安全措施的主要任务之一，就是防止漏气，为此必须保证： 1对燃气管道、阀门及其连接件，要求严密和有一定的强度，不同意燃气泄漏，其措施如下： (1)管材与阀门要求采纳高质量材料，并进行技术检查。 (2)严格检查施工质量(如铺设、焊接及防腐绝缘等)。 (3)按安全技术规程进行强度与严密性试验，发现问题及时处理。 2及时发现漏气地点，迅速修理消除。其方法如下： (1)应用钻孔或测漏仪器，常常检查地下阀门，集气管有无漏气现象。 (2)常常检查地下室内的管道，特别是管道连接处和阀门等地方。 (二)合理布置管道、设备及强化维扩 1在工业企业优先采纳地上铺设，这样容易检查与发现漏气，比地下敷设安全。 2地下燃气管道距结构物要有一定距离，不要与其他管线放在一起，特别是不要靠近下水道和热力管沟。因为下水道和热力管沟很不严密，漏出的燃气易扩散进去。 3. 制定与安装燃气设备时，要遵守安全技术规程。 4带气操作时，要严格遵守操作规程。 5对运行管理人员要进行专门的技术培训。 6. 要专门对有关医务人员进行燃气事故的急救培训。 三、燃气工业炉常见爆炸事故及防止 (一)工业炉常见事故及原因 燃气工业炉发生事故最多的是伴随燃气燃烧产生的爆炸事故，其次是被加热物中挥发出来的可燃气体、可燃保护气氛等引起的爆炸以及水进入熔炼炉引起的水蒸汽爆炸事故。 1燃烧引起的燃气爆炸事故 在开炉点火或中间灭火再点火时，当炉膛或管道中存在的可燃气体达到了爆炸极限范围而引起的爆炸，称为燃气爆炸事故。许多爆炸事故的分析说明，燃气工业炉等应用设备，在点火时引起的爆炸约占总数的23，其中有半数是由于停炉时燃气泄漏造成的，其余一半是由于操作人员为了省事在关闭主燃烧器的阀门时没有同时关闭主管的安全切断阀而引起的。燃料爆炸事故中，气体燃料要占一大半以上。其次是由于在空气不够的状况下，CO、H2和空气混合气体达到爆炸极限，点火时引起的爆炸。炉子非正常灭火后，应先关闭燃气阀门，用新鲜空气吹扫后再点火。否则再点火时容易引起爆炸。燃油或油气共用的工业炉在点火时引起的爆炸约占14。其中大部分是因为几次点火未点着，而没有用空气吹扫，再点火时引起了爆炸。也有许多运行中的燃气或油气共用的工业炉，由于没有火焰检测装置，火焰脱火后没有发现而引起爆炸。 燃气工业炉内燃烧引起的燃气爆炸事故，其原因和比例大致为：违反燃烧安全操作程序占60；燃气压力过高或炉内负压过大，发生燃烧器脱火占1520；燃气经不严密的切断装置漏入，使可燃混合物聚集在炉膛及烟道占1015；由于不完全燃烧，在炉膛和烟道中发生爆炸占510。因此，违反操作规程而发生的燃气爆炸事故最多。 2可燃性保护气氛的爆炸 在某些热处理炉中，由于工艺的需要，需通入特别的控制气氛或保护气氛，以实现无氧化加热、渗碳、氮化等。这些炉子除了供给用于加热的燃气外，还通入可燃性控制气氛。这些控制气氛中的CO和H2当与空气混合达到爆炸极限浓度内时，碰到明火将引起爆炸事故。 3溶剂蒸气引起的爆炸 在燃气工业炉内(多为干燥炉)被加热物蒸发出的可燃气体，在温度和浓度达到爆炸极限内时，引起爆炸。这类事故有一半是因为违反操作规程引起的，另一半是因为设备的排气系统不完善引起的。这类工业炉窑主要有油漆干燥炉、电气绝缘漆干燥装置等设备。 4水蒸汽的爆炸事故 熔炼金属的熔炼炉和电石熔炼炉等，其水冷部件破损或其他原因，水流入炉内，激烈的蒸发引起爆炸事故。或者由于某些原因，高温融熔金属或电石流出炉外与水接触，引起水的激剧蒸发引起爆炸。 (二)爆炸的条件及防止 1燃烧爆炸的条件与机理 如果燃气与一定量的空气混合，其浓度达到爆炸极限范围内，并充满在封闭容器中(例如房间、燃烧室或管道中)，这就形成了爆炸的条件。这时如遇火种，即可产生爆炸。因此，要防止燃气爆炸，首先应防止爆炸性混合物的形成，执行以防为主。 燃气工业炉的各种爆炸事故无论各不相同，但都与燃烧和爆燃的基本原理有关。可燃性气体和一定量的空气预先混合，其浓度达到着火范围时，火焰在其中的传播速度是极快的。这种可燃混合气一旦着火，在火源四周形成一个反应区并迅速传播，其传播速度随混合物成分不同而异。通常把火源的反应区称为燃烧波或火焰锋面。 (1)回火爆炸 混合气从管口喷出燃烧时，其喷出速度与火焰传播速度相匹配，可以得到正常燃烧(也称稳定燃烧)。喷出速度太大时，出现脱火现象而熄灭。相反，喷出速度小于燃烧速度时，火焰就缩入管内燃烧，产生回火现象。很多燃气工业炉的管道爆炸事故是由此而引起的。 (2)气体爆炸 可燃性气体与空气或氧气混合的可燃混气一旦着火，就以燃烧波的形式迅速传播，混合气在极短的时间内燃尽。如果在密闭的容器内或有限的空间内，混合气燃烧反应产生的热量加热燃烧气体使之迅速膨胀，压力可达到06860748MPa，形成气体爆炸。在燃气工业炉等燃气应用设备的燃烧室、风箱、烟道等的爆炸，皆为此类气体爆炸事故。 (3)爆震 在管内的可燃混气，由一点着火后，当燃烧波传到一定距离时，其传播速度突然激增，可达10003500m/s，此现象称之为爆震。爆震形成了冲击波，具有很大的破坏力。尤其是燃气与氧气混合时，其混合气的爆震速度更高。 2爆炸事故的防止 无论燃气应用设备的爆炸事故各种各样，但几乎都与燃烧过程忽视安全有关。因此，应把安全燃烧作为防止爆炸事故的主要方面。安全燃烧不仅局限于燃烧设备运行时要采用安全措施，还应扩大到全面安全管理系统。 (1)安全燃烧的基础 1)正确地掌握燃气的燃烧特性和物理性质。 2)防止燃气的泄漏。 3)使用燃烧稳定性好的燃烧装置。 4)设置安全切断阀。发现异常现象时能及时切断供气是保证燃烧安全的关键。 5)正确安装和使用各种安全装置。 6)点火前必须按规定用空气先进行吹扫。 7)点火时按规定的程序和位置迅速将火点着。 8)非正常熄火后再点火时，必须先找出熄火的原因，待排除故障后再按点火程序点火。 9)燃气应用设备的运行和熄火的整个过程，必须按操作规程严格进行。 10)必须保持每日检查和定期检查，始终保证设备正常运行。 (2)燃烧设备的安全 1)燃烧安全系统 为了减少由错误操作而造成的事故，必须选用可靠性高的安全控制设备，关于不同的燃气应用设备应采用与之相适应的安全技术系统。构成系统的各设备及元器件的可靠性必须很高，整个系统才可靠。 2)对安全系统的检查 依据系统中各个装置的具体状况，制定出日检查和定期检查的项目。操作和修理人员应严格执行，才能保证安全。 (3)操柞运行的安全 燃气应用设备装备水平不同，安全控制的自动化程度也不一样，有全自动、半自动及手动之分。即使是自动化的也要人来管理操作。因此，对操进行安全教育和技术培训，是保证操作运行安全可靠的重要因素。 四、燃气工业炉的安全措施 (一)对燃气工业炉结构和功能的要求 1对燃气工业炉的要求 (1)点火时炉门能打开 (2)烟道闸门关闭时，不能点火。烟道闸门的开度应容易确认。 (3)下雨下雪时，地下水不能影响烟道的抽力。 (4)燃气工业炉应安装在通风优良的位置，当发生爆炸事故时，人能有逃避的场所。 (5)使用比空气重的气体燃料而又设置在地下的炉子，应合计安装换气设备。 (6)炉体应具备抗震的强度。 (7)地下部位的检查井，至少应设置2个。 2对燃气管道的要求 (1)燃气管道及其附属装置，应设在不易过热和破损的位置。 (2)燃气管道等应能承受最大供给压力1. 5倍的强度，并应依据燃气的性质选用合适的材质。 (3)为防止燃气的泄诵，对燃气配管等应有防腐措施。 (4)应有防止燃气膨胀，管内压力过度升高的设施。 (5)燃气配管等应有接地设施。 (6)燃气配管应设置紧急操作阀。 (7)燃气配管应装有膨胀节，具备防地震振动冲击而破损的性能。 (8)燃气管道上的阀门应装在易于检查和修理的地方。 3对燃气燃烧器的要求 (1)燃烧器应与使用的燃气性质相适应。 (2)为了在使用条件下能正常稳定地燃烧，燃烧器的结构应有稳焰功能，或者设置烧嘴砖来保证火焰的稳定燃烧。 (3)燃烧器喷出的火焰应是正常而稳定的，能够调整到最正确空燃比，而且长时间燃烧时空燃比不会自行改变，这些要由其结构来保证。 (4)燃烧器应设有用电极点火的点火烧嘴，或设置能确实保证用点火棒能点着火的点火孔。 (5)主燃烧器的结构，应保证在用点火燃烧器点燃主燃烧器时，主燃烧器的喷出气流不致吹灭点火燃烧器的火焰。 (6)点火燃烧器的安装位置，能确实使其火焰达到能点燃主燃烧器的位置。 (7)点火燃烧罪应安装在可用肉眼观察其是否处于燃烧状态的位置上，但如果有火焰监视装置，可不受此限。 (8)炉膛的温度低于燃气的着火温度或频繁点火、熄火的炉子，需设置火焰稳定的点火燃烧器或确实能及时点火的其他点火源装置。 4对燃烧安全装置的要求 (1)安全切断阀 1)燃气管道上应装设当出现空气管供风中断等危险状态的切断燃气供给的安全切断阀。 2)在安全切断阀处不准装置旁通管路。 3)安全切断阀，采纳电动或气动时应具备能自动地切断燃气供给的结构。 4)安全切断阀的安装位置应尽量靠近燃烧器。 5)在燃气工业炉上装置燃气安全切断阀时，为了作燃气的泄漏试验，在切断阀的下游应设置燃气截止阀、检测旋塞等。 (2)燃烧监视装置 1)在炉温低于燃气着火温度、频繁点火、熄火或密闭使用的炉子上，最好设置燃烧监视装置。 2)对装有多个燃烧器的炉子，希望每个燃烧器各装一个燃烧监视装置。 3)燃烧监视装置应有以下性能： (a)在主燃烧器没有点着火或火焰熄灭时，能直接发出信号给切断阀，切断燃气： (b)不会因为炉内的辐射，产生误动作。 (c)安装的位置不至由于燃烧器点火时的火花而产生误动作。 (3)安全控制装置 依据需要，燃气工业炉应该安装有：空气、燃气压力和温度不正常时的检出装置、断水报警装置等，以保证安全。 5. 对控制、操作回路的要求