煤气安全技术.ppt
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1、冶金煤气安全技术,主讲:马元 南钢能源中心能源管控室 高级工程师 国家注册安全工程师 二O一O年三月,目 录 第一章 煤气安全基本知识 第二章 煤气安全技术,绪 论 1、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 1)煤气是重要的能源热物质 2)煤气是重大危险源 易燃、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 煤气安全基
2、本知识 1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 21 几种表示法 1atm=760mmHg=104mmH2O=1kgf/cm2=105Pa=0.1MPa1bar 22 绝对压力=大气压+表压 P=B+Pb 23 真空度 =Pb/B% 3、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、 6.02
3、31023 绝对浓度 mg/m3 、 g/t,4、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 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,高炉煤气:(Blast furnace gas 简称 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
4、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%89.5%。,转炉煤气:(Conventer gas 简称LDG) 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6280-837
5、0kJ/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:(Coke oven gas 简称COG) 焦炉煤气无色、有臭味,比重约0.452kg/ m3,着火温度550-650,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%。,南钢煤气的组成:,6、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
6、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。,(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
7、,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),(2) 几种常见点火源的温度,第二章 煤气安全技术 一、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、
8、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,(2) 防腐蚀 1)架空管道,钢管制造完毕后,内壁(设
9、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,
10、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
11、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5KPa,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 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; 3)水封给水管设逆止阀;,3)系统
12、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5KPa; 湿式柜每级塔间水封的有效高度,应不小于最大工作压力
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