煤气防爆区域划分技术报告书

1、XXX有限公司煤气防爆区域划分技术报告书 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark1 o Current Document 1矿热炉配套的煤气系统情况11.1煤气工艺及输配建设情况1 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 1.2矿热炉煤气分析3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2爆炸性气体（煤气）环境划分及分析4 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 2.1煤气爆炸危险区域划分4 HYPERLINK l bookmark47

2、 o Current Document 2.2可燃性气体分级、分组7 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 3安全对策措施整改及建议8 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 3.1其他相对封闭的建（构）筑物内爆炸危险区域8 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document 3.2其他安全上的建议9 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 4报告引用标准和规范性文件 11 HYPERLINK l bookmark83 o Cur

3、rent Document 5附件12XXX有限公司（以下简称“XXX公司”）于XXX年11月由XXX市XXX 矿业（集团）有限公司、XXXXXXXXX电力有限公司等出资组建。XXX公司位 于XXXXXX再生有色金属特色产业园，法定代表人为XXX，公司占地面积约 33万m2。主要经营硅系列合金、锰系列合金及多元合金和复合合金、氧化 铝、棕刚玉、炉渣、石灰的生产和销售。公司现有员工800人，设置专业 的煤气管理机构净化车间，配置煤气管理和操作人员62人；建立了专门的 安全管理机构安全环保科，配置了专职安全管理人员8人。该公司于XXX 年7月新建年产50万吨铁合金生产装置，包括1 X65m2焙烧机

4、、7X36MVA 锰硅合金密闭式矿热炉、1X36MVA密闭式高碳锰铁矿热炉及其配套设施。 主要生产锰硅合金、高碳锰铁合金和中低碳锰铁合金等产品。目前该项目 通过验收，并正常运行。矿热炉配套的煤气系统各作业区域爆炸危险环境未能确定，XXX公司特 委托XXXXXX科技有限公司（以下简称“我公司”）对其矿热炉配套的煤气 系统的爆炸危险环境进行划分和隐患问题整改进行技术上指导。接到委托 后，我公司组建了技术服务专家小组（XXX、XXX），于XXX年3月31日到 XXX公司煤气系统各作业区域实地勘察，调阅相关的技术资料。并与XXX公 司安全环保科有关工程技术人员进行了技术交流。1矿热炉配套的煤气系统情况

5、1.1煤气工艺及输配建设情况1.1.1煤气净化工艺目前，XXX公司共配备8台矿热炉，每台矿热炉煤气净化系统配荒煤气 风机和净煤气风机各一台，核定处理风量1000016000Nm3/h，风机风压： 1015Kpa，配套电机为YB2系列防爆隔爆型三相异步电机，电机功率： 200kW，电机电压：380v，变频调节；电机防护等级为IP54,绝缘等级F级。 矿热炉产生的尾气（荒煤气）经由水冷烟道进入一、二级除尘器进行重力 除尘，将烟气中50%的大颗粒粉尘和焦油捕集下来。重力除尘后的尾气（荒 煤气）进入三、四级重力除尘直接降温，使荒煤气温度降至200280C之 间。此时，可将烟气中25%的大颗粒粉尘和焦油

6、捕集下来。煤气净化流程 图见下图。图1.1-1煤气净化流程图1.1.2工艺说明煤气净化装置设置一台粗煤气风机，保证矿热炉炉内压力（-5pa +5pa ）稳定的同时，克服烟道一至四级重力除尘器造成的降压，又能为后 面的布袋除尘器提供足够正压。粗煤气风机后设置四个正压布袋除尘器对荒煤气进行再除尘，净化后的净煤气经净煤气风机加压（压力保证在210kpa）后可进行煤气回收或 点燃操作。布袋除尘器除尘效率达到99.9%,净化后煤气粉尘含量V 20 mg/Nm3。布袋采用耐高温氟美斯覆膜布袋，除尘器上部装有反吹装置，物质 循环对布袋反吹清洗，除尘器下部设有氮气进口装置。矿热炉尾气（荒煤气）经水冷烟道进入一

7、级重力除尘之前管道上设02、 CO及H2分析仪（氢氧分析仪），若02含量小于2%,则煤气进入净化除尘系统， 否则进行放散。当H2N8%、02N2%等气体含量超过报警界限时，中控室操作 台上的声光报警装置开始报警，同时，整套系统自动停止运行。煤气净化 工艺图见本报告附件1。1.1.3煤气输配管线建设情况煤气管道敷设整体采用架空敷设。主管道长度约1000m，净化车间出来 6根支管每根39m，原料车间支管接主管长度为800m。管道设计压力7.5 10Kpa，实际运行压力5.56.5Kpa。主管管径为DN6001400。1.1.4管道附属设施设置情况净化煤气由支管接入主管并输送到各个用气部门。其中6#

8、和7#净化后， 2#和3#净化后合并输出，其余支管直输出到主管，再输送到各用户。每个 分配支管引接处，设置以电动蝶阀与盲板阀组合的可靠的隔断装置。XXX公 司主要的煤气作业区域情况见下表。表1.1-1煤气作业区域情况一览表序号所在位置设施设置情况管理 部门管道承受压力KPa实际压力KPa1冶炼车间（1-8#） 矿热炉5楼应急管道气动阀门冶炼车间7.5105.56.52冶炼车间（1-4#）矿热炉4楼水冷烟道气动阀、手动插板 阀净化车间7.5105.56.53冶炼车间（5-8#） 矿热炉4楼水冷烟道电动阀、手动插板 阀净化车间7.5105.56.54净化车间（1-8# 净化）5楼（1-4# ）布袋

9、仓反冲蝶阀净化车间7.5105.56.55净化车间（1-8# 净化）3楼净气风机1#电动盲板阀、1# 电动蝶阀净化 车间7.5105.56.5序号所在位置设施设置情况管理 部门管道承受压力KPa实际压力KPa6净化车间（1-4# 净化）3楼2#电动蝶阀、2#电动盲板阀、 检修水封净化车间7.5105.56.57净化车间（5-8# 净化）3楼2#电动蝶阀、2#电动盲板阀、3#电动蝶阀、检修水封净化车间7.5105.56.58净化车间（1-8# 净化）2楼氢氧分析室净化车间7.5105.56.59净化车间（2#、8# 净化）2楼电动蝶阀、电动盲板阀净化车间7.5105.56.510矿热炉（2#、8

10、#） 1楼烤包器手动阀门、电动快速自动切 断阀净化 车间7.5105.56.5115#公路与4#公路 交叉处（块矿烘干 窑支管）电动盲板阀、电动蝶阀净化车间7.5105.56.51218#公路与焦碳烘 干支管处电动盲板阀、电动蝶阀净化车间7.5105.56.513焦碳烘干窑入口电动盲板阀、电动蝶阀原料车间7.5105.56.514块矿烘干窑入口电动盲板阀、电动蝶阀原料 车间7.5105.56.5159#公路支管道（烧 结）电动蝶阀、电动盲板阀、电 动蝶阀净化 车间7.5105.56.516原料车间烧结2 楼电动盲板阀、电动蝶阀原料 车间7.5105.56.51718#公路与9#公路 交叉处主管

11、道电动盲板阀、电动蝶 阀净化车间7.5105.56.518发电车间高位水 池主管道电动盲板阀、电动蝶 阀、电动盲板阀发电 车间7.5105.56.519发电车间锅炉入 口主管道电动盲板阀、电动蝶 阀、电动盲板阀发电 车间7.5105.56.5注： 氢氧分析室煤气管道从净化风机入口接入1.2矿热炉煤气分析煤气为矿热炉副产品，用于余热发电、焙烧机点火炉、锰矿烘干窑和 焦炭烘干窑、烤包器等作为加热燃料，其主要危害成分为CO。净化后矿热 炉煤气主要组分为CO （7075%）、CO2、N2、CH4、H、煤气组分比例如表 1.2-1所示。表1.2T炉气组分表组成COH 2CO2CH4O 2N 2体积百分比

12、（%）707546610350.51.59112爆炸性气体（煤气）环境划分及分析2.1煤气爆炸危险区域划分在生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现下列爆炸性 气体混合物环境之一时，应进行爆炸性气体环境的电力装置设计：在大气条件下，可燃气体与空气混合形成爆炸性气体混合物；闪点低于或等于环境温度的可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成 爆炸性气体混合物；在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，当可燃液体有可能泄 漏时，可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物。爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时 间分为0区、1区、2区，分区应符合下列规定：（1）0区应为连续出

13、现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；（2）1区应为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；（3）2区应为在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境， 或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。根据现场对XXX公司18处煤气作业区域进行查看。除表1中冶炼车间 （18#矿热炉）5楼（应急管道气动阀门）、冶炼车间（18#）矿热炉4 楼（水冷烟道气动阀、手动插板阀）、矿热炉（2#、8#） 1楼炉前区烤包器、 净化车间（18#净化）2楼（氢氧分析室）等处处于相对封闭的建（构） 筑物内。其余各处位于敞开式框架结构内（含棚架）和露大场所注1。根据爆 炸危险环境电力装置设计规范（GB 5005

14、8-XXX）第3.2.1条要求，上述 18处煤气作业工段（点）可划分为危险区域划分为2区或非爆炸危险环境。2.1.1冶炼区域处于冶炼车间（18#矿热炉）5楼（应急管道气动阀门）、冶炼车间 （18#）矿热炉4楼（水冷烟道气动阀、手动插板阀）、矿热炉2#、8#）1楼炉前区烤包器等区域的煤气设施及其管道阀门（含法兰等）外缘外3m 范围内为：2区。2.1.2煤气主输送管道露天敷设的煤气管道上的蝶阀、闸阀和球阀（其后无盲板及盲板阀） 电动设施可按照无爆炸环境确定。敞开式框架结构（含棚架）内的煤气管 道上阀门或阀组的电动设施按2区防爆设计。正压设备设施或管线的蝶阀、 闸阀和球阀是使用法兰连接，设备设施运行

15、期间，意外情况下可能发生煤 气泄漏，与空气混合形成爆炸性混合气体，因此架空敷设的煤气管道上的 蝶阀、闸阀和球阀的3m区域内应划分为爆炸危险环境，其电动设施应考虑 防爆设计。煤气管道放散管、煤气排水器均潜在煤气泄漏的风险，其区域应划为 危险爆炸区域2区。2.1.3净化区域对封闭的建筑物内的煤气管道的阀门（含阀组和法兰）、煤气净化（或 设施）设备外缘外3.m范围内区域应划分为：2区。净化车间（18#净化）2楼（氢氧分析室）可划为非防爆区域。其划 分的参考依据HG/T 20516-XXX第7章的内容。但该区域必须设置应设置有 毒气体检测报警器。引气脉冲管及存在排放可燃气的实际而情况确定。2.1.4烧

16、结区域、发电区域、烘干窑区域等区域煤气管道的法兰、阀门等管道附件的外缘外3.0m范围内应划2区。烧 结、烘干窑的烧嘴4.5m范围内应划爆炸危险区域2区。2.1.5爆炸危险区域划分表详细的爆炸危险区域见下表。表2.1-1爆炸危险区域划分一览表序号所在位置设施设置情况管理 部门爆炸危险区域范围（m）1冶炼车间（1-8#）应急管道气动阀门冶炼非危险区域序号所在位置设施设置情况管理 部门爆炸危险区域范围（m）矿热炉5楼车间2冶炼车间（1-4#） 矿热炉4楼水冷烟道气动阀、手动插板 阀净化车间非危险区域3冶炼车间（5-8#） 矿热炉4楼水冷烟道电动阀、手动插板 阀净化 车间非危险区域4净化车间（1-8#

17、 净化）5楼（1-4#）布袋仓反冲蝶阀净化车间2区35净化车间（1-8# 净化）3楼净气风机1#电动盲板阀、1# 电动蝶阀净化车间2区36净化车间（1-4# 净化）3楼2#电动蝶阀、2#电动盲板阀、 检修水封净化车间2区37净化车间（5-8# 净化）3楼2#电动蝶阀、2#电动盲板阀、 3#电动蝶阀、检修水封净化车间2区38净化车间（1-8# 净化）2楼氢氧分析室净化车间非危险区域9净化车间（2#、8# 净化）2楼电动蝶阀、电动盲板阀净化车间2区310矿热炉（2#、8#）1楼烤包器手动阀门 电动快速自动切断阀净化车间2区3115#公路与4#公路 交叉处（块矿烘干 窑支管）电动蝶阀、电动盲板阀 电

18、动蝶阀净化车间2区31218#公路与焦碳烘 干支管处电动蝶阀、电动盲板阀 电动蝶阀净化车间2区313焦碳烘干窑入口电动蝶阀、电动盲板阀 电动蝶阀原料 车间2区314块矿烘干窑入口电动蝶阀、电动盲板阀 电动蝶阀原料 车间2区3159#公路支管道（烧 结）电动蝶阀、电动盲板阀 电动蝶阀净化车间2区316原料车间烧结2 楼电动蝶阀、气动阀 手动阀门原料 车间2区31718#公路与9#公路 交叉处主管道电动盲板阀净化车间2区318发电车间高位水 池主管道电动盲板阀 电动蝶阀、电动盲板阀发电车间2区319发电车间锅炉入 口主管道电动盲板阀 电动蝶阀、电动盲板阀发电车间2区320煤气管道放散管、煤气排水器

19、2区321烧结、烘干窑的烧 嘴2区4.5注：引用标准钢铁企业煤气储存和输配系统设计规范（GB 51128-2015）表9.1.2；钢铁冶金 企业设计防火标准（GB 50414-2018）附录B。表中1到3项位于负压段，可划为非危险区域。注1:在露天场所，自然通风通常足以确保消散场所中出现的任何爆炸环境。自然 通风在某些户内场所（例如，在墙壁上和/或房顶上有开口的建筑物）也可以有效。对于户外场所，一般情况下通风宜假设最小风速为0.5m/s，并且实际上连续存在。 在很多场所风速经常会超过2m/s，但在某些特殊情况，可能低于0.5m/s （例如，在接 近地面的位置）。自然通风的举例：露天场所，如在石

20、油和化工企业中典型的露天场所，如敞开式结构、管道架、 泵台架以及类似处所；敞开式建筑物，考虑到涉及的气体（或）蒸汽的相对密度，在建筑物的壁上或 屋顶开口处，其尺寸保证建筑物内部通风效果等效于露天场所。非敞开式建筑物，建有永久性开口，使其具有自然通风的条件（一般低于敞开 式建筑物的通风效果）。2.2可燃性气体分级、分组对照爆炸危险环境电力装置设计规范（GB 50058-XXX）附录C可 燃性气体或蒸气爆炸性混合物分级、分组对CO分级、分组确定。CO分级、 分组情况见下表。表2.2-1 CO的分级、分组表物质名称分子式级别引燃温 度组别引燃温 度（C）闪点（C）爆炸上下限相对密度下限上限一氧化碳C

21、OIIAT1610气态12.5074.000.97注：相对密度为参考数值。3安全对策措施整改及建议根据前1、2章的说明和分析，结合XXX公司现场实际情况，形成如下 安全对策措施及建议:3.1其他相对封闭的建（构）筑物内爆炸危险区域冶金企业副产煤气不仅可燃而且有毒，如煤气中的职业接触限值:PC-TWA（时间加权平均容许度）为20mg/m3； PC-STEL（短时间接触容许浓度） 为30mg/m3 （24ppm）。，而一氧化碳与空气混合的爆炸极限为12.5%74%。， 即中毒的浓度远比爆炸下限低2个3个数量级注2。XXX公司应现场设置固 定式一氧化碳监测报警装置。基于上述考虑，提出如下建议：（1）

22、煤气净化设备外缘外3.m范围内不得安装电器设备及线路。如工 艺上必须安装电气设备，其爆炸性环境内电气设备保护级别（EPL）选用Ga、Gb或者Gc，电气设备温度组别为T1，设备类别为IIA。（2）可能在该区域内使用移动式设备和便携式设备必须达到常规要求 的EPL级别。（3）线路敷设要求1）在线路布置和安装的时候应该严格按照GB/T 3836.15-2017和GB 50058-XXX标准的要求进行。电缆选用铜芯电缆，电缆芯线截面积应至少大 于1.5mm2。本质安全电路具有防爆防燃的功能，在出现线路故障的时候， 它可以保持能量不超出范围，因而避免引燃现象。因此，必须避免其整体 的性能受到其他电源的作

23、用，保证它处于被隔离状态。2）本质安全电路与非本质安全电路的端子间隔距离应该大于50mm；它 们的导线也应该被分开捆绑并分流走线；连接它们的插接件之间不可以互 相交换使用。全部装备和其整体都必须配备安全、可靠的接地，且接地线 必须使用大于4mm2的铜芯线。为防止静电放电引发火灾和爆炸事故，机体外壳选用表面绝缘电阻值不超过1GQ的材料。3）如果多芯电缆中未使用的芯线应接地，或者采用与防爆型式相适用 的端接方式充分绝缘，不允许仅用胶带绝缘。4）不同危险场所之间以及危险场所与非危险场所之间墙壁上穿过电缆 和导管的开孔应充分密封，例如，用砂密封或砂浆密封以保持相关的场所 划分。注 2： LELV （体

24、积百分比）=0.416X10-3XMXLEL。3.2其他安全上的建议由于GB/T 50493-2019石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标 准已于2019年3月修订。XXX公司现场部分固定式一氧化碳监测报警装置 的安装高度和位置已经不符合现有的国家标准。建议如下：（1）固定式一氧化碳监测报警装置因安装在经常拆卸的法兰和经常操 作的阀门组附近。应靠近气体易于集聚的地点。（2）释放源处于露天或敞开式厂房布置设备区域内，固定式一氧化碳 监测报警装置距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不大于4m。释放 源处于封闭厂房或局部通风不良的半敞开厂房内，固定式一氧化碳监测报 警装置距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不大于2m。（3）检测比空气略轻的有毒气体时，探测的安装高度处于释放源0.5 1.0m。（4）爆炸危险区域2区范围内的在线分析仪表间，应设固定式一氧化 碳监测报警装置。（5 ）有毒气体检测报警系统应按照生产设施的装置或单元进行报警分 区，各报警分区应分别设置