化工冶金企业煤气事故预防与控制
一、煤气事故控制要素 二、煤气事故的预防 三、煤气操作与检修安全 四、煤气的检测与监控 一、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。 （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）
CO浓度 mg／m3作业时人体反应 （PPM） 30（24PPM） 50（40 PPM） 间 8小时 无反应 2小时 无明显后果 100（80 PPM） 1小时 头痛恶心 200（160 PPM） 30分钟 头痛晕眩 500（400 PPM） 20分钟 中毒严重或致死 1000（800 PPM） 1—2分中毒死亡 钟
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 58~60 0.1~0.4 35.0~72.0 H2 CH4 爆炸范围 22~25 4.5~35.8 焦炉煤 气 6~9 高炉煤 气 26~29 2.0~3.0 12.5~74.0 转炉煤 气 63~66 2.0~3.0 0.5~0.8 7.8~75.07 16~18 21.5~67.5 铁合金炉煤 气 60~63 13~15 发生炉煤 气
3、煤气着火事故 （1) 燃烧三要素 ：
27~31 7~10 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；
（2) 煤气的着火温度：
焦炉煤气： 550-650℃： 密度为0.45-0.50 Kg/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，）
（3) 几种常见点火源的温度 火源名称 火源温度 火源名称 火源温度 （℃） 火柴焰 打火机火焰 焊割火花 500～650 1000 2000～ （℃） 烟头(中心) 200～800 烟头(表面) 200～300 石灰遇水发600～700 热 烟囱飞灰 600 机械火星 煤炉火 1200 1000 汽车排气管火600～800 星
二、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； (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。
(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4.5m 5）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、副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。 剩余煤气放散管应安装在净煤气管道上。
剩余煤气放散管应控制放散，其管口高度应高出周围建筑物，一般距离地面不小于30m，山区可适当加高，所放散的煤气应点燃，并有灭火设施。 6、系统运行指标控制
电除尘器应设当煤气含氧量达1%或煤气压力低于50Pa（5.1mmH2O）发生时能及时切断电源的装置： 电捕焦油器应设自动的连续式氧含量分析仪，煤气含氧量达1%时报警，达2%时切断电源。绝缘保温箱的温度低于规定（一般不低于煤气入口温度加25℃）；
布袋除尘器应设有煤气高、低温报警和低压报警装置 转炉煤气回收设施应设充氮装置及微氧量和一氧化碳含量的连续测定装置。当煤气含氧量超过2%或煤气柜位高度达到上限时应停止回收
煤气柜上应有容积指示装置，柜位达到上限时应关闭煤气入口阀，并设有放散设施，还应有煤气柜位降到下限时，自动停止向外输出煤气或自动充压的装置。
煤气柜应设操作室，室内设有压力计、流量计、高度指示计，容积上、下限声光讯号装置和联系电话。 三、煤气操作与检修安全 1、煤气设施的操作
（1）除有特别规定外，任何煤气设备均必须保持正压操作； （2）煤气设施的安全运行压力不少于500Pa，低于此压力，应采取保压措施；
（3）通常，可由煤气柜向管网输出煤气或向设备充氮气、蒸汽来保压。 2、煤气设施的停运
（1）煤气设备短时间停止生产应采取保压措施； （2）煤气设备短时间停止生产而保压又有困难时，则应可靠地切断煤气来源，并将内部煤气吹净。
（3）正在生产的煤气设备和不生产的煤气设备必须可靠断开，切断煤气来源时必须用盲板。 3、煤气设施的开工
送煤气前，对煤气设备及管道内的空气须用蒸汽或氮气赶净，然后用煤气赶蒸汽或氮气，并逐段做爆发试验，合格后，方可送给用户。
4、煤气设施的吹扫和置换
（1）吹扫和置换煤气设施内部的煤气，应用蒸汽、氮气或烟气为置换介质。吹扫或引气过程中，严禁在煤气设施上栓、拉电焊线，煤气设施周围40m内严禁火源；
（2）煤气系统的各种塔器及管道在停产通蒸汽吹扫煤气合格后，不应关闭放散管；开工时，若用蒸汽置换空气合格后，可送入煤气，待检验煤气合格后，才能关闭放散管，但严禁在设备内存在蒸汽时骤然喷水，以免形成真空压损设备；
（3）凡用惰性气体吹扫和置换过的煤气设施，应再用空气吹扫和置换惰性气体；并打开设施的人孔、放散管、保持气体流通； （4）煤气设施内部气体置换是否达到预定要求，应按预定目的，根据含氧量和一氧化碳分析或爆发试验确定；
5、 进入煤气设备内工作
（1）吹扫和置换合格的煤气设备，由于停置时间长，由于下列原因而有煤气产生：
—与运行中的设备没有可靠隔断而窜入煤气； —设备内表层沉积物或设备内容物吸附的煤气释放； —设备内吹扫死角区的煤气扩撒。
（2）进入煤气设备内部工作时，必须对设备内气体重新进行分析。安全分析取样时间不应早于动火或进塔（器）前半小时。
（3）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。
（4）根据作业目的确定安全分析合格要求：
—进入设备内作业，O2不少于18%、CO符合作业时间要求； —设备内、外动火，爆发试验合格；
（5）经检测合格后，允许进入煤气设施内工作时，应携带一氧化碳及氧气监测装置，并采取防护措施，设专职监护人； （6 ）CO含量与作业时间要求
CO <30mg/m3——可较长时间工作； CO 30~50mg/m3——不应超过1小时； CO 50~100mg/m3 ——不应超过半小时； CO 100~200mg/m3 ——不应超过15~20分钟。 （7）工作人员每次进入设施内部工作的时间间隔至少在2小时以上。
（8）检修动火工作中每两小时应重新分析。工作中断后恢复工作前半小时，也应重新分析， 6、 煤气设备动火作业
（1）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书面批准。
（2）在运行中的煤气设备上动火，设备内煤气应保持正压，
动火部位要可靠接地，在动火部位附近要装压力表或与附近仪表室联系。煤气压力不高于300Pa。只准用电焊，不准用气焊。同时要有防护人员在场。
（3）在停产的煤气设备上动火 ——可靠隔断煤气
——要用可燃气体测定仪测定合格(或测爆合格)，并经取空气样分析，其含氧量接近作业环境空气中的含氧量。
——将煤气设备内易燃物清扫干净或通上蒸汽，确认在动火全过程中不形成爆炸性混合气体。
7、带煤气作业
（抽堵盲板、带煤气接管、高炉换探料尺、操作插板等） （1）不宜在雷雨天进行；
（2）作业时，应有煤气防护站人员在场监护； （3）操作人员应备有氧气呼吸器或通风式防毒面具； （4）工作场所应备有必要的联系信号、煤气压力表及风向标志等。
（5）距工作场点40m内，禁止有火源并应采取防止着火的措施，与工作无关人员要离开作业点40m以外。
（6）应使用不发火星的工具，如铜工具或涂有很厚一层润滑油的铁工具。
（7）距作业点10m以外才可安设投光器。
（8） 不得在具有高温源的炉窑建、构筑物内进行带煤气作业，如需作业，必须采取可靠的安全措施。 （9）打开煤气设备的规定
打开煤气加压机、脱硫、净化和贮存等煤气系统设备和管道时，必须采取防止硫化物等自燃的措施。
四、煤气的检测与监控 1、CO的监控与检测
（1）监控与检测的区域、地点
1)煤气危险区（如地下室、加压站、热风炉及各种煤气发生设施附近）的一氧化碳浓度应定期测定，在关键部位应设置一氧化碳监测装置。作业环境一氧化碳最高允许浓度为30mg/m3(24ppm)。（GB6222）
2) 下列场所，宜设一氧化碳监测装置：
①使用或产生煤气的工艺装置、气柜区等可能积聚CO的坑地及排污沟最低处的地面上。 ②易于积聚CO的“死角”。
3)加压站、一次风机房站房内宜设有一氧化碳监测装置，并把信号传送到管理室内。（GB6222）
4)转炉炉子跨炉口以上的各层平台，宜设煤气检测与报警装置。（AQ2002）
5）在停产的煤气设备上动火要用可燃气体测定仪测定合格，并经取空气样分析，其含氧量接近作业环境空气中的含氧量。 （GB6222）
6）进入煤气设施内工作时，应检测一氧化碳及氧气含量；经检测合格后，允许进入煤气设施内工作时，应携带一氧化碳及氧气监测装置，并采取防护措施，设专职监护人。（GB6222） （2）检测器设置要求
根据SY6503-2000《可燃气体检测报警器使用规范》规定： 1）检测器宜布置在煤气释放源的最小频率风向的上风侧。 2）应设置CO检测报警仪的场所，宜采用固定式；当不具备设置固定式的条件时，应配置便携式检测报警仪。
3）当煤气释放源处于封闭或半封闭厂房内，每隔15m可设1台检测仪，检测器距释放源不宜大于1m。
4）检测焦炉煤气的CO检测器，其安装高度宜高出释放源0.5∽2m。
5）检测其他煤气的CO检测器，其安装高度应距地坪（或楼地板）0.3∽0.6m。
