煤气安全使用与维护

冶金煤气事故预防与控制万成略中国金属学会冶金安全分会秘书长中钢集团武汉安全环保研究院教授级高工一、煤气事故案例分析二、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、煤气的检测与监控一、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。事故要点：

1、4#煤气蝶阀关闭以后，煤气压力表显示2KPa，技师顺手将煤气压力表下面的排污阀开了一下（煤气压力表、排污阀通过三通连接），然后再关闭，此时煤气压力显示为零，就开始组织热风工上高位平台，进行翻3#眼睛阀操作；

2、四名热风工带上煤气报警器、两套防毒面具上到了3#眼睛阀平台（平台距地面7.2m，面积约4平方米），现场测试煤气报警器不报警，带着防毒面具工作不方便，就摘掉了防毒面具

3、控制眼睛阀的两根丝杠松开，大锤砸管钳拧不动丝杠眼睛阀松动了10cm左右，突然一股煤气从松动的法兰处喷出；

4、1人叫“快撤”，但为时已晚，没有地方躲，此人就趴到了平台的西边，另3人中毒倒在了平台的东面；5、在下监护的人发现情况不正常，便爬上无护笼的直梯去抢救，中毒摔在地上6、值班工长带领人到现场抢救，在系绳子（用绳子将中毒者放下来）过程中也中毒，从约6米高度掉了下来。

事故原因分析

1、违反“冒煤气作业，操作人员应佩戴呼吸器或通风式防毒面具”的规定；

2、眼睛阀没有完全切断，错误地判断煤气管道内没有压力；

3、作业场所没有逃生及救援通道；

2、山西襄汾县强盛铁合金厂“9·18”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。此次，造成4人死亡，1人轻微中毒。事故要点：

1、10时05分高炉休风。11时甲班开始检修，当班作业者没有按规程要求关闭煤气阀门和打开煤气放散阀；

2、16时30分，乙班4人在没有确认煤气阀门是否关闭、放散阀是否打开，没有办理进入箱体内作业工作票证，也没有检测箱体内煤气浓度的情况下，先后进入阀盖密封箱体内进行焊接作业；

3、18时25分高炉复风，高炉技术员电话告知厂长说高炉要引煤气，厂长回复说行。

4、1人已从箱体内出来得到厂长通知高炉已引煤气，又进入箱体催促另3名作业人员说快点干；

5、1人在人孔处正在焊接最后一个盖板，当其焊好爬出人孔时，感觉头晕、眼花、说不出话，即晕倒在平台西侧；6、1人在平台上配合检修，发现人孔处中毒者，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；7、东烧结平台下的人感觉到有煤气，上去关阀门时，发现阀门区的中毒者，便大声喊叫“快救人”。该厂人员听到喊叫相继赶到东烧结平台，立即开展抢救；8、人孔处中毒者清醒后告知抢救者说箱体内还有3人，箱体内的3人救出后和阀门区中毒者送往医院经抢救无效死亡。事故原因分析

1、在检修前，甲班没有按规定关闭煤气阀门、打开放散阀，违反安全操作规程作业；

2、乙班在没有办理工作票、没有确认煤气阀门的状态、没有进行箱体内煤气浓度检测、没有准备安全防护设施、没有指派专门的安全监护人员的情况下，安排组织人员进入箱体内违章作业；

3、在得知已经输送煤气，没有采取关闭煤气阀门、打开放散阀等措施的情况下，未能及时组织撤出人员，导致事故发生。

4、在没有采取任何安全防护措施的情况下，发现煤气泄漏，盲目冒险去关煤气阀门，导致中毒死亡，造成事故扩大。3、新余钢铁公司“12·6”中毒事故事故概况

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事故要点：

1)2009年12月6日4:28分，新钢公司焦化厂2#干熄焦的旋转密封阀的故障；安排焦炉当班工人协助2名巡检人员进行处理；2）因系统内可燃气体浓度较高，干熄焦主控人员要1巡检人员先去打开氮气阀稀释系统内的可燃气体浓度；3）另1巡检人员在已打开的2#干熄焦旋转密封阀人孔旁与3名焦炉当班工人会合；4）该名巡检人员要去找个钩子处理旋转密封阀里面的异物，走前说：在他未返回之前不能进行作业，并提醒此处危险要他们离开；

5）当他找来钩子时发现他们三人都不见了，经寻找看到他们三人均倒在人孔内，就连忙往外拉人，但他感到呼吸困难手脚无力，就立即离开现场，同时用对讲机向主控室呼救；6）干熄焦主控人员及前1名巡检人员等人听到呼叫后就从不同岗位迅速赶到现场进行抢救；还同时通知了调度室、120、公司消防队等单位；7）在施救过程中干熄焦主控人员不听他人劝阻且未佩戴防护器具而中毒倒在人孔内；8）其他人佩戴好空气呼吸器后与赶来的消防人员将中毒人员救出并送到医院抢救。事故原因分析

1）三名焦炉当班工人在巡检工还未关闭平板阀门的情况下打开2#干熄焦旋转密封阀人孔进行故障处理，导致有毒有害气体（气体主要成份为一氧化碳、二氧化碳、氮气等）从打开的人孔处冒出，造成中毒事故，违反该厂有关的规定，

2）巡检人员在发现2#干熄焦旋转密封阀人孔打开后未及时确认平板阀门是否关闭而离开现场找工具，也没有采取有效措施使三名焦炉当班工人离开危险场所；另一巡检人员在发生事故到达现场后也未及时关闭平板阀门。两名巡检人员作为处理故障的主要人员，未切实履行工作职责；

3）在未佩戴空气呼吸器的情况下冒然进入危险区域，导致事故扩大。

4、河北内丘顺达冶炼公司“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顺达冶炼公司2号高炉（440ｍ3）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。事故要点：1）11月22日2号高炉因炉凉造成高炉停产检修；2）1月6日15时30分竖炉因生产需要开始恢复生产，顺达冶炼公司将2号高炉净煤气总管出口的电动蝶阀和盲板阀(眼镜阀）打开，由1号高炉产生的煤气向竖炉提供燃料供应；3）1月16日17时56分，竖炉停止生产，将2号高炉的电动蝶阀关闭，而未将盲板阀(眼镜阀）关闭；

4）在2号高炉检修期间干式除尘器箱体的进、出口盲板阀(眼镜阀）处于未关闭状态，箱顶放散管处于关闭状态，2号高炉重力除尘器放散管处于关闭状态；5）高炉检修施工人员在进入炉内作业前，也未按规定对炉内是否存在煤气等有害气体进行检测，在煤气浓度超标的情况下，盲目进入炉内进行作业

事故原因分析

1)停产检修的2号高炉与生产运行的1号高炉连通的煤气管道仅电动蝶阀关闭，而未将盲板阀(眼镜阀）关闭，未进行可靠的隔断；

2）检修期间2号高炉煤气净化系统处于连通状态，各装置放散管处于关闭状态；1号高炉的煤气经2号高炉干式除尘器箱体与重力除尘器到达2号高炉炉内；

3）

2号高炉检修前，施工单位与生产单位双方均未对2号高炉净煤气总管的盲板阀(眼镜阀）是否可靠切断进行有效的安全确认；

4）检修施工人员在进入炉内作业前，未按规定对炉内是否存在煤气等有害气进行检测；

5）双方未制定检修方案及安全技术措施，均未明确专职安全人员对检修现场进行监护作业

5、河北武安市普阳钢铁公司“1.4”煤气中毒事故事故概况：

2010年1月4日，河北省武安市普阳钢铁公司南平炼钢分厂的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。

普阳钢铁事故图示插板阀碟阀1#风机放散塔三通阀3#风机水封逆止阀U型水封盲板煤气柜2号转炉1号转炉插板阀蝶阀总回收管道人孔事故要点：

1）运行中的1#转炉煤气回收系统与在建的2#转炉煤气回收系统共用一个煤气柜；2）与在建的2#转炉连通的的水封逆止阀、三通阀、电动蝶阀、电动插板阀（眼镜阀）仍处于安装调试状态；3）1月3日上午，1#转炉停产，为使2#转炉煤气回收系统与现系统实现工程连通，约10时30分，三叶公司在将3#风机和2#风机煤气入柜总管间的盲板起隔断作用的盲板切割出约500mmx500mm的方孔时，发生2人中毒死亡事故，施工人员随即停工。

4）事故现场处置后，当班维修工封焊3#风机入柜煤气管道上的人孔，（未对盲板上切开的方孔进行焊补）;；

5)当班风机房操作工给3#风机管道U型水封进行注水，见溢流口流出水后，关闭上水阀门；6）1月3日13时左右1#转炉重新开炉生产；1月4日上午，2#转炉同时进行砌炉作业。7）1月4日约10时50分，应炉内砌砖人员要求，到炉外提升机小平台来取炉砖尺寸人员突然晕倒，小平台上一起工作的2名人员去拉但未拉动，并感到头晕，同时意识到可能是煤气中毒，马上呼救。

事故原因分析

1）在2#转炉回收系统不具备使用条件的情况下，割除煤气管道中的盲板，煤气柜内（事故时1#转炉未回收）煤气通过盲板上新切割500mmx500mm的方孔击穿U型水封，经仍处于安装调试状态的水封逆止阀、三通阀、电动蝶阀、电动插板阀充满2#转炉（正在砌炉作业）煤气回收管道，约10时50分，煤气从3#风机入口人孔、2#转炉一文溢流水封和斜烟道口等多个部位逸出；2）U型水封排水阀门封闭不严，水封失效，导致此次事故的发生（从1月3日13时注水完毕至1月4日10时20分左右，经过约21小时的持续漏水，U型水封内水位下降，水位差小于27.5cm（煤气柜柜内压力为2.75KPa），失去阻断煤气的作用）

3）U型水封未按图纸施工，未装补水管道，存在事故隐患；

排水阀门

警示：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。

二、煤气事故的控制要素

了解煤气事故的控制要素，只有将煤气控制在可接受的安全范围内，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200~300倍，阻断了血液输氧，是煤气中毒的罪魁祸首。

CO浓度mg／m3（PPM）作业时间人体反应30（24PPM）8小时无反应50（40PPM）2小时无明显后果100（80PPM）1小时头痛恶心200（160PPM）30分钟头痛晕眩500（400PPM）20分钟中毒严重或致死1000（800PPM）1—2分钟中毒死亡（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30mg／m3（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）煤气的爆炸范围成分煤气种类

CO

H2CH4

爆炸范围焦炉煤气6~958~6022~254.5~35.8高炉煤气26~292.0~3.00.1~0.435.0~72.0转炉煤气63~662.0~3.012.5~74.0铁合金炉煤气60~6313~150.5~0.87.8~75.07发生炉煤气27~317~1016~1821.5~67.580焦炉煤气空气氮气60402020406080（2）爆炸范围的脱离M经氮气吹扫脱离爆炸范围M3、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0.45-0.50Kg/Nm3高炉煤气：~750℃左右：密度为1.29-1.30Kg/Nm3

转炉煤气：~530℃：密度为1.396kg／Nm3。。混合煤气：650～750℃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，）火源名称火源温度（℃）火源名称火源温度（℃）火柴焰500～650烟头(中心)200～800打火机火焰1000烟头(表面)200～300焊割火花2000～石灰遇水发热600～700烟囱飞灰600机械火星1200汽车排气管火星600～800煤炉火1000（3)几种常见点火源的温度

四、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

管道计算压力

Pa(kgf/cm2)

管道环境

试验时间h

每小时平均泄漏率％备注

<105(1.02)

室外及无围护结构的车间

21≥105(1.02)

室内及地沟

240.25适用于天然气

室外及无围护结构的车间

240.25适用于天然气(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。

绝缘等级绝缘层次总厚度（mm）123456789加强底漆一层沥青~1.5mm玻璃布一层沥青~1.5mm玻璃布一层沥青~1.5mm玻璃布一层沥青~1.5mm塑料布或牛皮纸一层≥5.5

(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4.5m5）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