煤气安全基础知识

煤气安全基础知识武钢煤气种类以及特性高炉煤气高炉煤气是无色无味有毒的可燃气体，是高炉炼铁时的副产煤气。未经除尘的煤气称为荒煤气，其含尘量为10~40g/m3。经重力除尘后，可降低至6~10g/m3.经旋风除尘后可降至3~5g/m3，经布袋除尘或者环缝洗涤塔、双文除尘后含尘量可小于10mg/m3。荒煤气温度一般在150~250℃，高炉异常时可达800℃，需经降温后送用户使用。高炉顶压一般在0.2~0.25MPa，不同的用户有不同的需求，现代高炉基本上配备了TRT，能够将高炉煤气压力能转化为电能，一般可回收高炉鼓风机耗能的30%以上。高炉煤气高炉煤气中主要可燃成分为CO以及少量的H2。高炉煤气发热量为740~800大卡/m3（3.09~3.34MJ/m3），重度为1.30~1.33Kg/m3。理论燃烧温度1500℃，着火点温度700℃左右。在相对密闭的空间，高炉煤气与空气混合达到一定比例，遇上明火或者700℃左右的高温，即产生爆炸。爆炸上限89.49%，下限30.84%，其有毒成分为CO，含量占24~28%。焦炉煤气焦炉煤气是煤在隔绝空气加热干馏，生成焦炭过程中形成的，无色有臭味有毒的可燃气体，其发热量在4000~4200大卡/m3（16.72~17.56MJ/m3），重度为0.45Kg/m3左右，理论燃烧温度2150℃左右，着火温度550~650℃。在相对密闭的空间，焦炉煤气与空气混合达到一定的比例，遇上明火或者温度达到着火温度，即会发生爆炸，爆炸上限37.59%，爆炸下限4.72%焦炉煤气中CO含量6~8%，人吸入会中毒。转炉煤气转炉煤气是转炉吹氧冶炼过程中，铁水中的碳与氧气发生反应产生的炉气，在不同冶炼阶段的成分变化较大，在冶炼初期、后期的CO含量较低，不予回收。一般生产过程中，CO含量≥30%，氧含量低于2%，方可回收。冶炼中期CO含量最高可高于70%。转炉煤气是无色无味有毒的可燃气体，其发热量为1700~1900大卡/m3（7.12~7.94MJ/m3），着火温度600~700℃，理论燃烧温度1700℃左右，CO含量50%~60%。转炉煤气在相对密闭的空间，转炉煤气与空气混合达到一定比例，遇上明火或者温度达到着火温度，即产生爆炸。爆炸上限78%，下限18%，回收时如果氧含量﹥2%，则可能形成爆炸性气体，遇明火或者温度达到着火温度，也会产生爆炸煤气安全煤气中毒机理

煤气中含有大量的CO。CO无色无味，重度与空气相仿，能长时间和空气混合在一起。CO与人体红血球中的血色素结合，生成碳氧血红素，破坏人体血液的输氧机能，阻碍生命所需的氧气的供应，使人体内部组织缺氧而引起中毒。CO与人体红血球中的血色素的结合能力，比同等条件下的氧气大300倍，而分离能力，要比同等条件下氧与血色素的分离慢3600倍。一旦人体3/4的血色素被CO凝结，人很快就会死亡。煤气中毒症状中毒症状与各人的身体强弱、空气中CO浓度以及中毒时间长短有关。煤气中毒有急性和慢性两种。1、急性煤气中毒当空气中含CO浓度较高，人在一个较短的时间内吸入大量的CO，所表现的中毒现象为急性中毒。2、慢性煤气中毒人如果长期在含有低浓度CO的空气中进行工作，每天要吸入少量的CO，长期以后，可能引起慢性中毒。其主要症状为：贫血、面色苍白、心悸、疲倦无力、消化不良、呼吸表浅、体重减轻、头痛、感觉异常、失眠、记忆力减退等3、煤气中毒的严重程度轻度中毒、中度中毒、严重中毒造成煤气中毒的原因煤气设备泄漏没有及时发现，或已经发现而不及时处理；对煤气性质认识不足，在超过卫生标准的煤气区域工作而又不戴防毒面具；在煤气设备附近休息、打盹、睡觉停送煤气，不注意空气流向，或者设备内的残留煤气处理不彻底，没有严格的检查制度；煤气倒窜到蒸汽及水管内，引起人员中毒事故煤气区域不挂“煤气危险禁止停留”的标志牌，或者安全制度不严格，误入或者提前进入危险区域管网系统压力波动过大，超过水封安全要求，造成水封压穿，煤气泄漏。如何防止煤气中毒严格执行煤气安全操作规程和制度煤气操作人员上岗前必须经考试合格，否则不能上岗工作在煤气设备上抽堵盲板、动火检修，必须到煤气主管单位办理动火证。防护人员要到现场监护，否则不能工作。进入煤气设备内部工作，进入设备前必须做鸽子试验或者化验分析，CO＜24PPm,氧含量＞19.5%，合格方可入内。对煤气设备，特别是室内设备，应有定期检查泄漏制度，发现泄漏及时处理。如何防止煤气中毒进入煤气区域必须佩戴便携式CO检测仪，CO浓度＞160PPm不得停留15分钟，＞240PPm不得停留。发现跑冒煤气或者带煤气作业，必须佩戴氧气呼吸器或者正压式空气呼吸器。蒸汽管道不能与煤气管道长期连通，用完后立即断开，防止煤气倒窜造成中毒。水管应装逆止阀，以防止断水时煤气倒窜。煤气地区应挂明显的安全标志牌。煤气爆炸据全国工厂煤气爆炸重大事故42个案例分析表明：在煤气爆炸事故中，重大生产设备事故占大部分，这表明煤气爆炸事故往往会造成重大设备损坏和工厂停产或部分停产等重大生产损失，煤气爆炸事故发生的部位，主要是煤气生产、净化和输送系统，三者合计占81％，其次是热工设备（加热炉、锅炉、烘干炉等），占14.28％。全国煤气重大事故100个案例中，就事故发生频数看，煤气爆炸事故为42件，煤气中毒事故为29件，煤气着火事故为25件。煤气爆炸事故分析气体爆炸特性气体爆炸主要有：可燃性气体与助燃性气体的混合气体的爆炸；分解爆炸性气体的分解爆炸；大量泄漏的可燃性气体或可燃性液体流入大气中开成蒸气的爆炸。煤气爆炸是可燃性气体与助燃性气体的混合气体爆炸。

通常所说的气体爆炸三条件可表述为：可燃性气体与空气混合物达到一定浓度比例；混合物充满在封闭容器中；火源。另一种表述是：可燃气体与空气混合达到一定浓度；达到着火温度或最小着火能量；具有一定反应时间。爆炸极限爆炸范围、燃烧范围、着火范围;或者爆炸极限、燃烧极限、着火极限，这三术语是同义的，一般可以互换使用。爆炸范围是指可燃气体与助燃气体的混合，只是在某一混合浓度范围内时，发火源的火焰才能在其中传播，也就是说可燃性气体的浓度超过或低于某一浓度范围，火焰都不能传播。此传播火焰的浓度范围称为爆炸范围，而爆炸范围中浓度低的一端叫爆炸下限，高的一端叫爆炸上限。爆炸的破坏作用爆炸的破坏作用，视其具体情况不同而变化。爆炸物的数量越多，爆炸威力越大，其破坏作用也越大。爆炸时的条件是重要作用：爆炸物初温越高，压力越大，爆炸后的破坏作用越大；由多组分混合的爆炸物，混合均匀程度越高，破坏作用越大；一些爆炸物质，点火源或起爆能的强弱，对其作用亦较大。爆炸物所在位置关系极大。一般说，发生在容器内、设备内、厂房内的爆炸，其破坏作用比较大。煤气爆炸事故的预防控制

煤气爆炸事故，必须贯彻“防患于未然”的预防方针，即物质本身不能引起爆炸的本质安全化的技术方针或事前措施，但由于种种原因，完全做到这一点是困难的，所以还需同时采取一种既使产生爆炸，也不能使人或设备受到损害的事后措施。目前比较适宜和实用的最佳方法是将煤气爆炸的预防和煤气爆炸的防护合理地结合起来的安全技术方针。煤气爆炸事故的预防控制煤气爆炸危险性的预先估计，这是煤气爆炸事故预防的关键所在。它包括从工厂规划、方案、设计、建设试运转和投产以及生生产管理的各个阶段的调查、分析和评价，是煤气爆炸事故预防，确定和实施预防措施的基础工作。对煤气爆炸预防较为重要的是煤气爆炸危险源和危险区域辨识、判断、分析以及相应的采取预防措施和强化管理。危险源：危险源是判定爆炸危险区域的重要因素，可按爆炸性混合物释放或泄漏出的时间和频繁程度大小区分。危险区域的判断过程：确定有无危险源，如无危险，可认为非危险区域，如果有危险源，则应从有无产生爆炸性混合物的可能性判断；判别在正常情况下产生爆炸性混合物的可能性；判别在异常情况下产生爆炸性混合物的可能性；煤气爆炸事故的预防控制防止泄漏或排出物产生火灾、爆炸的危险性。必须对泄漏源或排出源进行调查和控制，包括泄漏或排出源的地点、种类、排出量、排出物成分和时间；还应包括设备因异常情况或故障停止运转，以及停送煤气等，设备中残存物或泄漏的危险性预测和控制。煤气爆炸事故的预防控制发生火源的管理。禁止发火源存在或很好控制发火源，是预防爆炸的实际而有效的手段。煤气爆炸事故的预防控制采用防爆装置和防爆系统。这包括：气体密封装置，气体置换及其防爆系统，爆炸抑制装置，火焰检测装置以及使事故或灾害局部化的安全装置和控制系统等。其中对事故或灾害局部化系统应包括：泄压装置（如安全阀、安全板、分流或旁通阀、泄压阀、排气阀、爆炸缓冲装置等），紧急切断装置和防止逆流装置，报警装置、紧急操作装置如（紧急切断电源、紧急混入惰性气体或抑制反应剂等），安全检测仪器仪表及控制系统，防护设施（如防火墙、隔墙、防爆墙等）和撤离措施（发通讯、标志、紧急通道和指挥中心），等等。预防煤气爆炸事故的技术措施在安全规程中规定相应的预防煤气爆炸事故的技术措施。工业炉点作业前，应关严烧嘴开闭器，打开炉门和烟道闸门，确保炉膛内形成负压，将炉内残留气体吹扫净；应先点火后给煤气；稍开煤气，待点着后，再将煤气调整到适当位置。如果第一次点火熄灭，应立即关闭烧嘴阀门，对炉膛内仍需重新作负压处理，待炉内残余气体吹扫干净，再点火送煤气。点火作业时，应将炉前放散管关止，烟道闸板稍开，并在煤气正压而且压力稳定的情况下由末端烧嘴开始点火。预防煤气爆炸事故的技术措施生产与非生产的煤气设备必须可靠断开，一切煤气设备切断煤气来源时，都不应用闸阀代替，必须堵盲板或封水封。送煤气前，对煤气设备及管道内的空气，应用蒸气或氮气吹扫干净，然后用煤气赶蒸气或氮气，并逐段做爆发试验合格后，必须认真检查有无火源，有无静电放电的可能，然后再按上述程序进行。停煤气处理残余煤气后需要动火检修的煤气设备，必须经防爆测定仪测定或取样做含量分析合格后，方可动火；长时间放置的煤气设备动火，必须重新处理残余气体并经再次检测鉴定合格。在运行中的煤气设备或管道上动火，应保持煤气的正常压力，只准用电焊，不准用气焊，并应有防护人员监护；凡通蒸气动火，作业中始终不能断气。预防煤气爆炸事故的技术措施停产的煤气设备，必须及时处理残余煤气，直到合格。煤气用户应装有煤气低压报警器和煤气低压自动切断装置，以防回火爆炸。强制通风的炉子，风管道及煤气管道上必须有自动切断的联锁装置，风管道上的应装有防爆板。多单位多工种多部位煤气作业，必须有统一指挥。预防煤气爆炸事故的技术措施发生煤气爆炸事故，立即切断煤气来源，并迅速把煤气处理干净；对出事地点严加警戒，禁止闲杂人员通行；在爆炸地点40m以内禁止火源，以防着火事故；在查明爆炸原因并按规定处理或修好以前，不准送煤气。

煤气着火事故煤气着火事故与煤气爆炸事故关系密切，爆炸往往引起着火，相反也有很多着火导致发生爆炸。据全国工厂煤气着火重大事故25个案例来分析，煤气着火事故产生可分为如下几类：煤气设备、设施动火作业发生着火事故7起，占28％。抽堵盲板作业发生着火事故5起，占20％。煤气管道泄漏煤气发生着火事故4起，占16％。水封被击穿或被解除发生着火事故3起，占12％。其他煤气着火事故4起，其中有雷击引起焦化厂放散管着火、煤气发生炉放散管着火以及煤气净化系统由气体滤清器爆炸引起着火等。