煤气的基本特性.doc

一 煤气的基本特性二 煤气管道及附属设备三 煤气管网的操作与检修四 煤气管网生产前言五 故障及处理六 煤气事故及处理一、前言n 煤气是一种易燃易爆易中毒的危险化学品。在煤气生产、净化、储存、输配、使用的各个环节，均有发生煤气事故的可能，因此要做好煤气的安全使用.n 煤气在冶金企业中具有非常重要的地位，是节能降耗的关键环节。只有了解煤气，掌握煤气的安全知识，才能合理有效利用煤气，遏制事故的发生。n （一）副产煤气在钢铁企业能源平衡中的重要性及其用途n 煤气在钢铁企业的副产品，它主要用于各种炉窑的加热、余压发电。n （二）副产煤气的种类及其性质n 1、钢铁企业副产煤气有三种：高炉煤气，焦炉煤气,转炉煤气，各种煤气的理化性质及其危险特性如下：n 高炉煤气：无色、无味，易燃、易爆、易中毒的气体，会致人喘息和窒息。n 焦炉煤气：净化后的焦炉煤气是无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体，焦炉煤气中的CO含量较高炉煤气少，但也会造成中毒事故。n 转炉煤气：转炉煤气的成分，在吹炼周期内，不同时期有所不同，而且与回收设备及回收时的操作条件有关。转炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体，极易造成人员中毒。二、煤气的基本特性n （一）煤气的腐蚀性与毒性n 1、副产煤气中具有腐蚀性的成分主要有硫化氢，二氧化硫，二氧化碳等。这些气体只有在有水时才具有腐蚀性。 n 2、具有毒性的煤气成分（有的副产煤气中无其中的一些成分）有：硫化氢，氨气，苯等，这些充分主要存在于焦炉煤气中。（二）煤气质量的要求1、高炉煤气n （1）含尘量：高炉净煤气含尘量小于10毫克/标米3n （2）含湿量，高炉煤气的含湿量为煤气中饱和水含量和机械水含量的总和。 n 2.焦炉煤气：由焦炉出来的煤气因含有焦油、萘蒸汽，一般叫做荒焦炉煤气。荒焦炉煤气中含有水、焦油及其他可作化工原料的气态化合物；必须将荒焦炉煤气进行加工处理，使其中的焦油蒸汽和水蒸气冷凝下来，并将有关的化工原料回收，净化然后才送入煤气管网作燃料使用。这时的焦炉煤气就清洁了。净化后的焦炉煤气焦油应低于50毫克/标米3 、萘含量应低于350毫克/标米3 n 3.转炉煤气：n （1）含尘量，应不大于本企业高炉煤气的含尘量。一般含尘量低于20毫克/标米3n （2）含氧量，要求不大于1%（三）煤气发热量n 煤气发热量，是指完全燃烧一标准立方米煤气时所释放出的热量。发热量有高发热量和低发热量之分。根据各种用户热值要求不同，选用的煤气种类也不同 。n 高发热量：单位燃料完全燃烧后，将燃烧产物中的水蒸气冷却到零度的水所放出的热量也计算在内的发热量。n 低发热量：单位燃料完全燃烧后，燃烧产物中的水蒸气冷却到20时所放出的热量，称为低发热量。（四）煤气的燃烧n 燃烧三要素：可燃物、助燃物、点火源 从本质上看，任何一种煤气的燃烧过程，基本上都包括一下三个阶段： n 1.煤气与空气的混合n 2.混合后的可燃气体的加热和着火n 3.完成燃烧化学反应n 三种煤气比较，发热量、密度、毒性（五）煤气着火浓度界限n 着火浓度界限：即我们一般所说的浓度界限。研究结果表明，不论是自然着火或点火，着火条件都与可燃物的浓度有关，与惰性气体的含量有关，与可燃混合物的初始温度有关。n 高炉煤气：相对空气比重近似1，密度1.291.33kg/m3，热值33494180kJ/m3，着火温度700750C，燃烧温度1470C。爆炸极限36%88%。n 高炉煤气成分CO215-18%、CO26-30%、H21-4%、N254-59%n 焦炉煤气：相对空气比重0.430.5，密度0.4520.65kg/m3，热值1672817982kJ/m3，着火温度550650C，爆炸极限4.22%30.4%，理论燃烧温度2090C左右。焦炉煤气的主要成分有CO6-9%、CO22-3%、H256-60%、N22-4%、O20.4-0.6%、CH422-26%、C2H4 1.6-2.3、CmHnn 转炉煤气：相对空气比重1.05，密度1.36kg/m3，热值68008373KJ/m3，着火温度650700，爆炸极限18.22%83.22%。转炉煤气的理论燃烧温度比高炉煤气高。n 成分CO70-80%、其它CO2、N2、O2三、煤气管道及附属设备一）冶金企业煤气管道的基本要求n 满足输气的要求n 提供安全的保证n 符合结构力学要求n 考虑设备应变能力和生产的发展的需要（二）煤气管道的分类 1.按煤气管道敷设的位置分类地下管道架空管道； 2.按煤气压力分类高压管道、中压管道、低压管道； 3.按管道形态可分为水平管道、拱形管道、弯管、竖管、盲管、环管等； 4.按管道功能分类集气主管：主管、支管（三）煤气管道附属设备n 管道上的附属设备主要是切断装置、调解装置、检修吹扫装置及其他。n 冶金企业常用的可靠煤气切断装置有闸阀与水封或盲板配合，蝶阀与水封 或盲板配合，蝶阀与盲板阀配合等。1、可靠的切断装置1）盲板 主要用于煤气设施检修或管道上预留的下一个用户接点部位。n 盲板厚度和直径按照公式计算。如果使用旧盲板应当认真检查是否符合要求；2）插板阀 插板阀一般用于大管道或主管，安装高度应高于地面6米以上。3）水封n 水封：煤气管道上安装的水封有三种类型，缸形水封，隔板水封，U型水封。n 水封的特点 优点：水封是静置设备，开闭操作方便，水封设置简单，投资少，水封 只要达到煤气计算压力要求的有效水封高度，即可切断煤气不致产生漏汽问题 水封不是可靠的切断装置，必须与其他切断装置合用才可以作为切断装置。 它主要依靠水柱高度来封煤气，存在不确定性。它与排水器不同。 缺点： 1.必须有可靠的水源 2.必须与蝶阀、闸阀等装置联合使用，水封不能视为可靠的切断装置单独使用。 3 .操作时间长，注水和放水都需要较长时间。 4.冬季水封易出现冻结，维护量大。 5.煤气阻损较大，不利于输气。4）闸阀：是以经煤气管道使用最广泛的切断装置，它的缺点是严密性差并随使用次数加剧，结构笨重，启动吃力经常出现烧坏电机现象，现已逐渐被蝶阀代替。5）蝶阀：蝶阀分为密封蝶阀和调节蝶阀两类，调节蝶阀广泛用于流量和压力控制，密封蝶阀是目前煤气管道上常用的断流切断装置，它的特点是密封性能好，开关动作灵活，体积小，重量轻（与同规格的闸阀相比） 眼睛阀、扇形阀、闸阀等单独使用不能作为可靠的切断装置,必须与其他阀门合用方可以。2、煤气放散装置 剩余煤气放散管、吹扫放散管n 吹扫放散管应设在设备或管道的最高处、最末端。n 放散管应高于煤气管道、走台4米，离设备厂房10米以外。n 放散管距离厂房10米内和厂房内放散管应高于厂房4米，不应再厂房内放散煤气。3、煤气排水装置1）排水器说明 n 排水器之间的距离一般为200250m，排水器水封的有效高度应为煤气计算压力加500mm。煤气管道的排水管安装闸阀。n 排水器应设有清扫孔和放水的阀门，每个排水器均应设检查管头，排水器的满流管口应设漏斗，排水器的给水管应通过漏斗给水。n 排水器安设在露天，但寒冷地区要采取防冻措施，设在室内的，通风必须良好。n 2）排水器操作： A 冷凝水排水器的正常维护n 下降管畅通，排水器保持水封满流，排水正常。n 大气温度降至0时给保温汽，温度回升2以上时停汽。n 设备保持严密不泄漏，开闭器灵活好使。 B 冷凝水排水器的停送煤气n 停煤气时，关闭第一道或第二道下降管闸阀后堵盲板，然后停止给水，将排水器内及下降管中残余煤气处理干净n 送煤气时必须先检查本体严密不泄漏，给水正常、水封满流。然后抽盲板打开下降管第二道闸阀或第一道闸阀并在试验阀门处放散3）下降管堵塞试验n 打开试验阀门，冒煤气是正常。n 打开试验阀门，冒水是下部堵塞。n 打开试验阀门，什么也不冒是上部堵塞。n 如有两根下降管连通时必须分别进行试验。n 如发现堵塞现象应及时处理。4）冷凝水排水器压穿处理。n 发现排水器压穿冒煤气，应立即维护现场，清走附近无关人员，扑灭附近火源。n 通知救护人员到现场维护。n 带好防毒面具，关闭下降管闸阀。n 打开给水阀开始补水至排水器给水满流。n 待系统煤气压力平稳后，将排水器投入运行。 3）下降管堵塞试验n 打开头道、二道阀门，溢流管正常排水，水封正常工作；n 打开试验考克，试验考克冒出煤气，头道阀门为正常；n 打开试验考克，试验考克既不排水也不排气，水封头道阀门或水封下降管堵塞；n 溢流管不排水，打开试验考克，试验考克排水不见煤气，水封二道阀门堵塞；n 如发现水封头道、二道阀门堵塞，可在水封试验考克通蒸汽进行吹扫，清扫水封下降管；如仍不能解决，更换排水器、下降管或阀门；4）冷凝水排水器压穿处理。n 发现排水器压穿冒煤气，应立即维护现场，清走附近无关人员，扑灭附近火源。n 通知救护人员到现场维护。n 带好防毒面具，关闭下降管闸阀。n 打开给水阀开始补水至排水器给水满流。n 待系统煤气压力平稳后，将排水器投入运行。 n 4、煤气管道的其它附属设施n 1）人孔：人孔是进入煤气管道工作的进出口和通风口，通常的人孔直径不小于500mm，小直径的管道同管径大小人孔的安装位置通常是：n 切断装置后 n 补偿器、蝶阀附近n 沉积物易于聚集的特低管段n 直管段每150200mm安装一个n （2）平台与梯子四、煤气管网的操作与检修一）煤气设施的停送1、送气操作：其实质是将管道内的空气置换为生产使用的煤气，这项工作属于煤气危险作业。 1）准备工作：（1）由设备主管单位技术负责人制定出作业方案，确定人员，分工、组织机构，详细的安全措施及注意事项。（2）全面检查管网用设备是否具备送气条件和安全要求，确保不漏、不堵、不冻、不窜、不冒。（3）专用汽道送汽，置换用N2或蒸汽准备。（4）准备取样及燃烧试验器具。2）送气步骤：（1）打开末端放散管（2）用N2或蒸汽置换空气取样试验至含氧量低于2%，（末端见气流）（3）抽盲板或开插板阀（4）开煤气阀送煤气，同时停氮气或蒸汽（5）以煤气置换氮气或蒸汽，在末端放散放散并取样做燃烧试验（爆发实验）至合格后关闭放散管（6）全线检查并处理下降管，断开吹刷汽源与煤气管道的联接（7）通知用户使用煤气2、 停气操作 停气操作通常是指煤气管道不但停止输气而且要清除内部积存的煤气使其与气源切断和大气连通为检修或改造创造正常施工的安全条件，停煤气操作属于煤气危险作业。1）准备工作：（1）由设备主管单位技术负责人制定出停煤气作业方案，确定组织机构及人员分工，详细的安全措施及注意事项（2）做好堵盲板作业（或关闭盲板阀）的准备工作，包括盲板作业准备工作包括吊架，透螺栓，备用螺栓，架设操作平台及通道（3）准备吹刷中间介质（N2或蒸汽）的连接管及通风机（4）检验设备n 2）停气操作步骤：n 各煤气用户止火，支管开闭器及仪表导管开闭器关闭。n 具备停气条件后关闭门或系统降压；n 堵盲板或关闭盲板阀n 开末端放散及人孔n 进行N2或蒸汽吹刷，必要时用通风机强制通风n 末端放散取样含氧达到20.5%为合格CO测定n 处理下降管后停吹刷用气n 全线适当位置开人孔，汇报调度作业结束（二）煤气设备的检修n 1、进行煤气检修作业应注意以下问题：n 煤气设施操作：除特殊情况外均应保持正压状态，在设备停止生产，保压又有困难时，应可靠地切断煤气来源，并将设备内残余煤气吹扫干净。n 煤气设施停煤气检修时，必须可靠地切断煤气来源并将内部煤气吹扫干净。长期检修或停用的煤气设施，必须打开上、下人孔和放散管等，保持设施内部的自然通风。 进入煤气设备内工作时，应事先取空气样作CO含量分析。CO含量不超过24ppm时，可较长时间作业；CO含量40ppm时，连续工作时间不得超过1h；80ppm时，连续工作时间不得超过30min；160ppm时，连续工作时间不得超过20min。大于160ppm时，禁止工作。 工作人员前后两次进入设备内工作的时间间隔至少2h以上； 进入煤气设备内部工作时，安全取样分析时间不得早于动火或进塔前半个小时，检修动火工作中每2h必须重新分析，工作中断后恢复工作前半小时也要重新分析；取样应有代表性，防止死角。当煤气比重大于空气时，取中、下部各一气样；煤气比重小于空气时，取中、上部各一气样。允许进入煤气设备内工作时，应采取防护措施并设专职监护人。n 带煤气作业或在煤气设备上动火，必须要有作业方案和安全措施，并要取得煤气防护站或安全主管部门的批准（动火证）。作业前应对工作人员进行详细的讲解和分配任务，提出注意事项，检查作业人员防护用品穿戴情况，要穿不带铁钉的鞋。作业时应使用不产生火星的工具，并配备有防毒面具及消防器材。作业场所应备有必要的联系信号，煤气压力表以及风向标志等。距工作场所40m内禁止有火源，并采取防止着火的措施，非工作人员要离开工作现场。作业结束应清点人数，消除火种。n 进入煤气设备内部工作，所用照明电压不得超过12v。n 参加抽堵盲板作业人员所使用的呼吸器及防护面罩等均应安全可靠，如作业中呼吸器压力低于报警值，应立即撤离煤气区域。n 大型作业或危险作业时应作好救护、消防等准备工作，雷雨天严禁抽堵盲板。n n 2、正压煤气管道动火作业时，注意事项：n -审证。禁火区动火应办理动火证，明确动火的地点、时间、范围、动火方案、安全措施、现场监护人等。n -联系。动火前要和生产工段联系，明确动火的设备、位置，并作书面记录。n -拆迁。尽可能将能拆卸的部件拆卸至安全地点进行动火作业。n -隔离。动火区域与其他生产系统可靠隔离。n -移去可燃物。距动火地点10m以内的一切可燃物均应移至安全场所。n -灭火措施。应考虑设置足够的消防设施。n -检查和监护。应有专人负责检查和监护。n -保持管道、设备内可燃气体处于压力稳定的流动状态，如果压力较大，在生产条件允许的情况下可适当降低，以控制在15005000Pa为宜。n -动火分析。动火前半小时（包括动火中断）应进行动火分析，化工企业动火分析合格标准如下：爆炸下限4%（容积比）的，动火地点空气中可燃物含量0.2%为合格；爆炸下限4%（容积比）的，动火地点空气中可燃物含量0.5%为合格。n -在可燃性混合物中掺入足够量的惰性气体，以稀释可燃气体的含氧量。n -以打卡子的方法事先将补焊用的铁板块在泄漏处紧固好，使可燃气体泄漏量尽量减少。n -动火处保持空气流通，必要时设临时通风机。n -氧气瓶、乙炔气瓶应距明火10m以上，且相互距离不要小于5m。（三）管网维护（专人讲）日常的维修任务，维护、检查的主要内容包括：1.煤气管道及附加管道有无漏气（汽），漏水现象，一经发现应按分工及时进行处理。2.架空管道跨间挠曲，支架倾斜，基础下沉及附属装置的完整情况，金属腐蚀和混凝土损坏情况。3.地下管道上部回填层有无塌陷，取土堆重、铺路、埋没、种树和建筑情况。4.架空煤气管道上有无架设电线、电缆增设管道或其它东西，管道下有无存放易燃、易爆物品，管线附近有无取土、挖坑或增设仓库或建筑物。六、煤气事故及处理 煤气事故主要有煤气的中毒、着火、爆炸1、煤气的中毒事故1)中毒原因n 高炉煤气、焦炉煤气中都含有大量的一氧化碳，它是一种无色、无味、有剧毒的气体。它的重度同空气相近，一旦扩散到空气中，就能在空气中长时间不上升、不下降，随空气流动，人的感觉器官很难感到。一氧化碳与人的血红蛋白相结合，使血液失去输氧能力。一氧化碳与人的血红蛋白相结合能力比氧气大200300倍。2）作业环境中的CO浓度与人体反应 3）中毒人员的急救n 中毒症状：n 轻度中毒：表现为头疼、头晕，四肢无力、恶心、呕吐、眼花等。n 中度中毒：全身无力、意识模糊、大小便失禁、呼吸困难、对光反射迟钝处于昏迷当中。n 重度中毒：在中度中毒情况下继续吸入CO就变成重度中毒、表现为意识丧失、进入深度昏迷、呼吸衰竭、瞳孔放大、对光无反射，处于假死状态。n 中毒救护： 迅速脱离现场至空气新鲜处。解开衣领，保持呼吸道通畅，要侧卧并保温，如呼吸困难，输氧。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术，及时就医。2、煤气的着火事故处理n 首先发现着火者立即通知调度，通知相关煤气用户，报告相关领导，必要时拨打“119”。n 煤气管道着火;管道直径小于100mm，可直接关闭阀门灭火。n 直径大于100mm，系统降低压力，用户停止使用煤气