《煤气安全作业》培训教材

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1、煤气安全作业 培训教材 酒钢职工培训中心 李积虎 主编,讲义大纲,前 言 第一章 煤气安全基础知识 第二章 煤气设施的操作和检修 第三章 煤气设施与管道附属装置 第四章 煤气三大事故的产生、预防和处理 第五章 煤气安全仪器,前 言,近几年，冶金煤气事故频发，2002年至2008年，工业企业煤气事故发生35起，其中，冶金企业煤气事故24起，占总数的68.6%，死亡113人，占总数的74%，平均每起事故死亡4.7人。如2004年河北省邯郸新兴铸管公司发生煤气爆炸事故，死亡13人。巴州和静县新疆金特钢公司发生煤气管道泄漏事故26人中毒，其中死亡1人。2008年河北省唐山遵化市港陆钢铁公司2#高炉重力

2、除尘器泄爆板爆裂泄漏，造成44人中毒，其中死亡17人。沙钢2006年和2009年因煤气设备泄漏也发生两起事故造成9人中毒，4人死亡。,因此，加强煤气安全管理是一项十分迫切的工作。根据国家安全监督管理总局“关于冶金企业安全生产监督管理规定”对从事煤气生产、储存、输送、使用、维护检修的人员，必须进行专门的煤气安全基本知识、煤气安全技术、煤气检测方法、煤气中毒紧急救护技术等内容的培训，结合，结合酒钢煤气方面的生产实际情况，整理编写煤气安全作业培训教材，是为广大煤气操作人员进一步提高安全使用煤气和预防煤气事故的发生及处理事故的能力，确保职工生命和健康，确保企业煤气设施的正常运行。,第一讲 煤气安全基础

3、知识,一、煤气性质 （一）、煤气的成分 我们通常所说的煤气是指人工煤气，它是由一些单一气体混合而组成的，其中可燃成分有CO、H2、CH4等，不可燃成分有CO2 、N2和少量助燃成分O2，除此之外还含有水蒸汽、焦油和一些固体粉尘微粒。由于制气原料和煤气的生产、回收方法不同，所以各种煤气的组成部分及占的百分比也不同。常见煤气的成分见表1-1所示。,表1-1,（2）高炉煤气 1） 净化后的高炉煤气是无色、无味、剧毒的易燃易爆可燃气体。 2）重度1.3Kg/m3 。 3）热值33004200KJ/m3。 4）理论燃烧温度1500 。 5）着火温度700 。 6）爆炸极限30.8489.49% 。 7）

4、理论燃烧空气需要量0.595m3/m3,燃烧火焰：浅蓝色。,（3）转炉煤气 1）净化后的转炉煤气是无色、无味、有剧毒的易燃易爆气体。 2）重度1.33Kg/m3 。 3）热值70008400KJ/m3。 4）理论燃烧温度1700 。 5）着火温度600650 。 6）爆炸极限18.2283.22%， 7）理论燃烧空气需要量1.45m3/m3，燃烧火焰：浅蓝色。,（三）、煤气中单一气体理化性质 （1）一氧化碳：分子式为，无色、无臭,分子量28.01,重度1.25Kg/m3,低发热值为16269KJ/m3,爆炸极限12.574.2%。,着火温度是644658,火焰呈微光,在气体混合物中含有少量的水

5、,可降低着火温度,火焰呈蓝色。CO毒性极强，空气中含量达到0.06%即有害于人体，含量0.2%即可使人失去知觉，含量0.4%即可使人迅速死亡。空气中可允许的CO浓度不得超过0.0024%(24ppm )30mg/m3,（2）甲烷：分子式为CH4，无色、有微量葱臭味，分子量16，重度0.715 Kg/m3，难溶于水，低发热值为35671KJ/m3，爆炸极限为5.415%，着火温度为650，燃烧火焰微弱亮光。当空气中甲烷浓度达到25%30%时才会使人中毒。,（3）氢气分子式H2，无色无臭气体，分子量2，重度0.0899Kg/m3，难溶于水，低发热值为10747.5KJ/m3，爆炸极限为4.274%

6、，着火温度580590。 （4）硫化氢分子式H2S，有浓厚的臭鸡蛋味，属于剧毒气体，分子量34，重度1.52Kg/m3，易溶于水。低发热值为23668.6 KJ/m3，爆炸极限为4.345.6%，着火温度为364，火焰呈蓝色。在大气中最大允许浓度为0.01 g/m3=10mg/m3,当浓度达到0.04%时有害于人体，0.1%可以致人死亡。,（5）二氧化碳分子式为CO2，略有气味的无色，不可燃的气体，分子量为44，重度为1.977Kg/m3，易溶于水。空气中达25mg/L时对人体即有危害，高浓度时会刺激呼吸系统，引起呼吸加快、呼吸困难并有窒息、中毒的危险。 （6）氮气分子式为N2：无色、不可燃气

7、体，分子量28，重度1.25Kg/m3。化学性质不活泼，空气中含量增加时缺氧会使人窒息。 （7）氧气分子式为O2：无色无味助燃气体，空气中含有21%，分子量32，重度1.429Kg/m3。,第二讲 煤气安全基础知识 二、煤气的基本参数 (一)、温度 温度是表示物质冷与热特性和程度的参数，本质上标志物质分子运动具有动能大小的参数，目前测量温度通用的温标有两种： 1.摄氏温标：又名百度温标。规定纯水在1个标准大气压下开始结冰时的温度为零度，沸腾时的温度为一百度，其间划分为100个等分，每一等分为1摄氏度（1），零度以下为负值，或零下几度。,2.绝对温标：又称为热力学温标。在一个大气压下，纯水的冰点

8、定为273.15K，沸点定为373.15K，即绝对温标的零度相当于摄氏温标的273.15K。绝对温度与摄氏温度的换算关系如下： T=273.15+t或T-t=273.15 式中：T绝对温度，K（开尔文）； t摄氏温度，。,(二)、温度与热量 物体被加热则温度升高，物体失去热量则温度下降，所以温度与热量是密切相关的。 热是物质分子运动而产生的一种能量，因为它在物体中能有增有减，可以作为一种量来处理，所以说它是热量。热量的单位是卡，在标准大气压下，把1克纯水升高1度所需要的热量叫做1卡，它随着温度不同而稍有变化。严格说起来，1卡应是把0的水升高1所需要的热量。工程上用千卡作为热量单位。 1卡=4.

9、18焦耳或1 cal=4.18J 1千卡= 4.18千焦耳或1 kcal=4.18kJ 1兆焦= 103千焦耳=106焦耳或1MJ= 103KJ=106J,三)、压力 煤气压力，是指煤气的压力强度，即煤气对容器壁单位面积上作用的垂直力，其表示方法有： 1.用单位面积上所受的力来表示，单位为Kg/cm2。 2.液柱表示法。用盛有蒸馏水或水银的玻璃管的垂直高度来表示，用蒸馏水则称水柱高，单位为mmH2O；用水银则称为水银柱高或汞柱高（m），单位为mmHg。,3.大气压表示法 大气的重量对地表面的压力，称为大气压力。大气压有标准大气压（或称之为物理大气压）和工程大气压之分。 国际上规定纬度45海洋平

10、面上全年平均大气压为标准大气压，其值为：760mmHg，用atm来表示。,工程上1 Kg/cm2或为1工程大气压，一般简称大气压，用at来表示。 国际上用Pa作为压力单位，1Pa=1N/m2。 1标准大气压（atm)=1.013105 Pa0.1MPa(兆帕）=760毫米汞（水银）柱(mmHg)10.33米水柱（mH2O) 104mmH2O1.033kgf/cm2 （工程大气压）=1.01325bar(巴),各种压力单位的换算表,4.大气压力、表压力、绝对压力和真空度 (1)大气压力：大气压力是地球表面上空气的重量所产生的压力。 根据所取的基准不同，压力可分为绝对压力和相对压力。 (2)绝对压

11、力:气体压力，若以绝对真空（完全真空）为基准算起的压力，则称绝对压力； (3)相对压力(表压力):若以大气压为基准，即以大气压视为零来计算，这时的压力值称为相对压力。一般压力表上的读数都是相对压力，指容器（或管道）内的绝对压力与周围大气压力之差，所以又称表压力。因此，煤气表压是指工业炉、风道、烟道和管道在任一截面处压力表所测出的压力，而表压力与该处大气压力之和则是绝对压力。,表压、绝对压力和大气压力的关系如下： Pa=PG+P0 式中： Pa绝对压力； P0大气压力； PG表压力（相对压力）。 表压力可以是正压，也可以是负压。当炉子或管道用压力表测出其压力大于零，即炉内或管道内的绝对压力大于外

12、界大气压，称为正压；相反，当炉内或管道内的绝对压力小于外界大气压，则表压力是负值，称为负压,(4)真空压力（又称真空度）：当绝对压力小于大气压力时，大气压力与绝对压力之差。真空压力大气压力绝对压力。 压力负压值的大小，也可用真空度来表示。 真空度= （PG / P0）100% 式中：PG容器的负压值； P0该处的大气压力。 (5)差压（压差）：两个相关压力之差。 符号P 注意：基准点任意且相同,不同压力间的关系,第三讲 煤气安全基础知识 二、煤气的基本参数 (四)、煤气组分表示法 煤气是由一些可燃气体和不可燃气体组成的混合气体，表示其各组分的方法有质量法、体积法、摩尔法和绝对表示法。工厂煤气一

13、般用质量法、体积法和绝对表示法。 1、相对表示法 （1）. 质量法： 煤气的质量组分或质量百分比是指混合气体中各组分的质量与混合气体总质量比值的百分数。 （2）. 体积法： 煤气体积百分比是指混合气体中某一组分的体积与混合气体总体积比值的百分数。 （3）.摩尔法： 煤气各组成分物质的量与煤气的总物质的的量之比 。,2、绝对表示法 质量法、体积法、摩尔法都是气体浓度的相对表示法。我国卫生标准常采用mg/m3，这是一种气体浓度的绝对表示法。 此外，国外常采用PPm浓度，PPm是百万分率，1PPm等于一百万分之一。 对大气中的污染物，常用体积浓度和质量-体积浓度来表示其在大气中的含量。 （1）、体积

14、浓度 体积浓度是用每立方米的大气中含有污染物的体积数（立方厘米）或（ml/m3）来表示，常用的表示方法是ppm(百万分浓度)，即1ppm=1立方厘米/立方米=10-6。除ppm外，还有ppb和ppt，他们之间的关系是：,1ppm=10-6 = 一百万分之一， 1ppb=10-9 = 十亿分之一 ， 1ppt=10-12 = 万亿分之一， 1ppm=103ppb=106ppt （2)、质量-体积浓度 用每立方米大气中污染物的质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度，单位是毫克/立方米 或克/立方米。 百万分率PPm与质量浓度（mg/m3）的换算，可分两种情况： 按标准状态（0，760 mmHg） CW

15、=MC/22.4,C= (CW22.4)/ M, 按常温状态（25，760 mmHg） CW=MC/24.45, C= (CW24.45)/ M 式中：M被测物质的分子量。 C被测物质的百万分率浓度。 CW 被测物质的质量浓度。 3.有毒气体浓度单位及其换算 （1）百分浓度：分为体积百分浓度和重百分浓度，惯用前者，即在100份气体的总体积中该气体所占的体积份数，用“%”表示。,（2）PPm：在100万份气体总体积中该气体所占的体积份数。 以上两种均为相对浓度表示法，二者关系如下： PPm=百分浓度（%）106 例如：1%=1%106 =10-2106=10000PPm 百分浓度（%）= PPm

16、10-6 例如：10000PPm=1000010-6 =10-2=1% （3）mg/m3：是气体浓度的绝对表示法：是指1立方米气体（空气）中含该种气体的毫克数。,我国工业企业设计卫生标准中的最高容许浓度是以mg/m3为单位，它与PPm的关系如下： mg/m3=PPmM/24.45 PPm= mg/m324.45/M 式中：M为有毒气体分子量，常数24.45是25、1个大气压时气体的摩尔体积。 例题1、国家规定空气中允许CO的最高浓度为30mg/ m3，分别求在标准状态下和常温状态下30mg/m3的CO的ppm浓度。,1） 按标准状态（0，760 mmHg）C= (CW22.4)/ M CO的分子量为28，则： C= (CW22.4)/ M3022.4/28=24ppm 2 )按常温状态（25，760 mmHg）, C= (CW24.45)/ M CO的分子量为28, 则：C= (CW24.45)/ M=(3024.45)/28=26.2 ppm,