煤气安全技术

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1、冶金煤气安全技冶金煤气安全技术术主讲：马元主讲：马元南钢能源中心能源管控室南钢能源中心能源管控室 高级工程师高级工程师 国家注册安全工程师国家注册安全工程师二O一O年三月目目 录录第一章第一章 煤气安全基本知识煤气安全基本知识第二章第二章 煤气安全技术煤气安全技术绪绪 论论1、煤气安全的重要性煤气安全的重要性 1）煤气安全贯穿系统安全工程 危险源辨识、风险评价、风险控制 2）煤气安全要解决的是全过程的安全 建设项目全过程、工艺流程全过程、 寿命期间全过程、 安全管理全过程、 3）煤气安全是经验、教训的积累2、煤气技术的重要性煤气技术的重要性 1）煤气是重要的能源热物质 2）煤气是重大危险源 易

2、燃、易爆、易中毒 具有压力、热、温度 3）煤气事故仍然严重 4）煤气事故的特点 煤气中毒事故占首位 煤气重大死亡事故多第一章第一章 煤气安全基本知识煤气安全基本知识1 1热值热值 热值1m3气体或1kg液体燃料完全燃烧时产生的热量。 煤气热值的计算 H=1/100（2580H2+3019CO+8560CH4+14115CmHn） 高热值烟气温度回到原始值，水蒸汽变成冷凝水 低热值烟气温度回到原始值，水蒸汽仍是气态 2、煤气压力煤气压力21 几种表示法1atm=760mmHg=104mmH2O=1kgf/cm2=105Pa=0.1MPa1bar22 绝对压力=大气压+表压 P=B+Pb23 真空

3、度 =Pb/B%3、煤气组分和浓度煤气组分和浓度31 煤气组分：32 浓度的表示法 重量百分浓度、体积百分浓度、百万分浓度ppm， 千百万分浓度ppb 摩尔浓度、 6.0231023 绝对浓度 mg/m3 、 g/t4、重度、密度、比重、比容重度、密度、比重、比容 重度 =G/V (kgf/m3) 密度 = m/V (kg/m3) =g 比重 S=/a a(空气重度)=1.293 kgf/m3 比容 =1/ （m3/kg）5、煤气分类煤气分类 51 国外煤气分类 华白指数 Qh：煤气高热值 S：煤气比重 52 国内分类 1）按生产工艺划分 2）按压力划分 3）按热值划分/hWQS 高炉煤气：（

4、高炉煤气：（Blast furnace gas Blast furnace gas 简称简称 BFG BFG） 氧化还原过程，炼铁副产品 反应：C+H2O=CO+H2 （水蒸汽与焦炭） Fe3O4+H2 =3FeO+ H2O 炉料（包括烧结矿、球团矿）中氧化铁还原的反应 FeO+H2=Fe+H2O FeO+C=Fe+CO FeO+ CO =Fe+CO2 其中Fe3O4= FeO+ Fe2O3 高炉煤气无色、无味，比重约1.334kg/ m3， 着火温度750，理论燃烧温度1500左右， 热值3010-3760kJ/m3(720-900 kcal/m3)， 高炉煤气在空气中的爆炸极限为：30.8

5、%89.5%。 转炉煤气：（转炉煤气：（ConventerConventer gas gas 简称简称LDGLDG） 炼钢脱碳过程的副产品，吹氧使碳从4.3%降到0.2%间歇式回收反应：2C+O2=2CO FeO+C=Fe+CO 转炉煤气无色、无味，比重约1.396kg/ m3，着火温度530，热值6280-8370kJ/m3(1500-2000 kcal/m3)，转炉煤气在空气中 的爆炸极限为： 18.2%83.2%。 焦炉煤气：（焦炉煤气：（Coke oven gas Coke oven gas 简称简称COGCOG） 焦炉煤气无色、有臭味，比重约0.452kg/ m3，着火温度550-6

6、50，理论燃烧温度2150左右，热值16750-18800kJ/m3(4000-4500 kcal/m3)，焦炉煤气在空气中的爆炸极限为：4.5%35.8%。 组分组分煤气煤气COCOH H2 2CHCH4 4CmHnCmHnO O2 2COCO2 2N N2 2BFG23.01.8-0.416.858.0LDG40-701.5-215-2010-20COG5.662.823.92.10.22.03.4南钢煤气的组成南钢煤气的组成： 6 6、煤气事故的控制要素、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

7、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300倍，阻断了血液输氧，是煤气中毒的罪魁祸首。 CO浓度 mgm3（PPM）作业时间人体反应30（24ppm）8小时无反应50（40 ppm）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）12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

8、产生的HbCO含量。人体内正常水平的HbCO含量为0.5%左右，安全值约为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30mgm3（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。 爆炸三要素：混合可燃气体、密闭容器、高温源（火源） 3)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） 火源名称火源温度（）火源名称火源温度（）火柴焰5006

9、50烟头(中心)200800打火机火焰1000烟头(表面)200300焊割火花20003000石灰遇水发热600700烟囱飞灰600机械火星1200汽车排气管火星600800煤炉火1000（2) 几种常见点火源的温度 第二章第二章 煤气安全技术煤气安全技术一、煤气事故的预防、煤气事故的预防技术措施： 封封严密性，钢管材质、焊缝质量,耐压设计（材料、结构） 隔隔设可靠隔断装置、逆止装置、紧急切断装置 堵堵设汽封、氮封，保持压力,防爆电气 泄泄设防爆阀、爆破膜、防爆水封、安全阀、泄爆m2/m3不小于1/10， 门窗外开 放放设事故放散、调压放散装置、通风排气装置 控控含氧量、CO、压力、温度、流量

10、、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

11、 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 2 1105(1.02) 室内及地沟 24 0.25适用于天然气 室外及无围护结构的车间 24 0.25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