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1、煤气安全防护技术,一、煤气分类、成分及特性。,U:40+4学习讲义（分厂）.doc,注： 1、比重：,指煤气重度与同状态下空气重度的比值，是煤气安全的重要参数。比空气重的可燃气体或易燃液体蒸汽，能在地面流动扩散到相当远的地点，一旦遇到火源就会被点燃，并将火焰传播回来，引起着火爆炸事故，或积存于低洼处，遇明火而着火爆炸，或人员中毒。 实例：“1.6”事故 转炉放散阀熄火 高炉放散,2、热值：,指1标准立方米煤气完全燃烧所产生的热量，影响燃烧爆炸事故的难易。 实例：爆发实验 30平米烧工具掉落燃烧事故,3、爆炸极限：,煤气与空气（或氧气）混合达到一定浓度时，遇到火源就会发生爆炸，遇火源能发生爆炸的
2、浓度范围就叫爆炸极限。 实例：爆发实验 氧含量分析 谭家山微爆事故,4、产气源：,焦炉（二大二小）焦炉煤气 高炉（一大五小）高炉煤气 转炉（三座）转炉煤气,2、煤气柜。 主要问题：煤气或空气的置换。,方法： （1）间接置换：利用惰性气体作为空气或煤气的中间介质。 A 置换空气：打开排气口，浮塔（湿式）或活塞（干式）处于最低安全位置，通过进口或出口放进惰性气体，经检测氧气（或二氧化碳）合格后，关闭惰性气体，换接煤气。整个换气过程保持柜内正压大于500Pa 。 B 置换煤气：气柜排空到最低安全点，关闭进出口阀，利用惰性气体进行吹扫，一般氮气量应为柜容的2.5倍，经检测CO 合格后，关闭惰性气体，鼓
3、入空气。,（2）直接置换：,煤气和空气直接置换。因煤气与空气的混合气体经过从到达爆炸下限至超过爆炸上限的过程，存在着火、爆炸的危险，所以一般不宜使用。不得不使用时，必须严格防范，如100米内设警戒，煤气流速小于10米/秒，接地电阻小于4欧等。 特例：高炉煤气置换 局部惰性气体置换,3、煤气管道。,（1）煤气管道实验要求： A 煤气管道压力大于100000帕的，进行强度实验和严密性实验； B 煤气管道压力小于100000帕的，只进行严密性实验。,（2）实验的介质：,一般采用液压进行，实践中，工厂煤气管道为常压管道，设计时未考虑水压实验载荷强度的要求，常用气压实验代替。实验前的要求。煤气管道系统施
4、工完毕，应经过工程外观检查合格，各处连接部位和焊缝检查合格，清除杂物，将不能参与实验的系统、设备、仪表等加以隔离，并检查合格后，才能进行强度实验和严密性实验。,（3）强度实验：,煤气正常运行的压力远小于管道和焊缝的实际机械强度值。所以是作为检查煤气管道明显缺陷的预试压。实验压力为1.15Pj（架空管道）或1.5Pj（地下管道）。实验时，压力应逐级缓升，首先升至实验压力的50%，检查有无泄露或异常现象，然后将实验压力以10%为间隔逐级升压，每级稳定5分钟，直至达到所要求的实验压力为止。稳定时间不小于1小时，以无泄漏，目测无变形为合格。,（4）严密性实验：,A 实验压力根据位置确定，但一般不小于2
5、0000Pa； B 常压架空管道允许泄漏率，一般小于1%每小时。 A=1/t*（1-P2*T1/P1*T2）*100% A每小时平均泄漏率 P1、P2实验开始、结束时管道内气体的绝对压力。Pa T1、T2实验开始、结束时管道内气体的绝对温度。K t实验时间（一般为2小时）,C 闸阀、密封蝶阀等管道附件安装前，应按设备规定实验压力要求，用压缩空气进行严密性实验，采用涂肥皂水的直接实验法，以不漏气为合格。 D 管道以闸阀隔断的各个部位，应分别单独实验，实验过程中如遇泄漏或其它故障，不得带压修理，待正常后重新实验。 实例：验收者不负责任案例 施工者欺骗手段（盲断、加压）,4、煤气设备与管道的附属装置
6、。 （1）烧嘴：,扩散式烧嘴（有焰），运用于低压、低热值煤气； 预混式烧嘴（无焰），适用于高压、高热值煤气。 故障：回火与脱火受烧嘴大小、燃料种类，燃料与空气的混合比、温度等影响。 扩散式燃烧一般不回火，预混燃烧易回火。 脱火主要是操作不当，煤气空气流速过大。 实践：预混燃烧，煤气大于400摄氏度，空气大于600摄氏度易发生回火。,（2）隔断装置。,A 插板：可靠的隔断装置。 B 闸阀：必须与水封联合使用，才成为可靠的切断装置。 因结构笨重，切断可靠性差，逐渐被球阀和蝶阀取代。 C 密封蝶阀与球蝶阀（NK阀）：密封蝶阀必须与水封联合使用，才成为可靠的切断装置。球蝶阀（NK阀）气密性高，往空腔注
7、水保持溢流就是可靠的煤气切断装置。正逐步推广，取代盲板抽堵的危险作业。,D 水封：只有装在其它隔断装置之后，才是可靠的隔断装置。 E 眼镜阀、盘形阀和扇形阀：不宜单独使用，应设在密封蝶阀或闸阀后面。 F 旋塞：一般用于快速切断的支管上。 G盲板：一般只用于煤气设施检修或扩建延伸而多年仅操作数次的部位。盲板作业发生煤气中毒、着火、爆炸的频率高，国家提倡在新设计工程中应采用机械操作的插板、眼镜阀等，而不应采用盲板。,（3）排水器：,A 管道按千分之二到千分之五的坡度，一般每200-250米间距设置一个排水器，水封有效高度为煤气计算压力加5000Pa。 B 水封原理：当煤气压力P突破第一室水封后，
8、第一室 P=H+P1 第二室 P1=（H-h）+P0 相对压力 P=2H-h P小于2H 达到平衡,四、煤气检测技术。 1、浓度检测：,A 检测管，标尔卡法：CO与强氧化剂五氧化二碘或亚硫酸铅钾等发生反应生成碘或铅和二氧化碳，由其颜色变化进行比长或比色阶来估算CO 浓度。误差较大且不能连续检测。 B 电化学检测仪：传感器寿命 响应时间 检测范围 C其它：半导体气敏型 红外线吸收型 气相色谱型,2、煤气区域作业时间：,CO 浓度 小于30毫克/立方米 长时小于50毫克/立方米 1小时小于100毫克/立方米 30分钟小于200毫克/立方米 15-20分钟,3、动火检测：,煤气爆发实验筒法： 点不着
9、空气爆鸣爆炸性气体燃烧至筒底煤气 连续实验为合格。 实例：高炉煤气爆发实验 焦炉煤气管道拆除动火灰分自燃事故 检测仪缺陷,4、动火审批：,一级：在运行的煤气管道及附属设施上动火； 二级：在停运的煤气管道及附属设施上动火； 三级：在煤气区域内动火。 实践：目前等级划分不科学性。,五、煤气安全作业技术。 1、停送煤气气体置换。,A直接置换：防止管道中的铁皮、氧化铁皮摩擦起火； B烟气置换：烟气中氧含量低于1%，一氧化碳含量低于2%； C惰性气体置换：氮气或二氧化碳； D蒸汽置换：吹刷蒸汽耗量为管道容积的3倍，蒸汽置换空气时，通煤气前切忌停气，以免重新吸入空气，更不能关闭放散管停气，以免管道出现真空
10、抽瘪事故。,2、加热炉送气点火。（略） 3、带煤气抽堵盲板。,带煤气抽堵盲板作业，劳动条件差，泄漏煤气严重，中毒、着火和爆炸事故时有发生，其特点是多发性、重复性，发生频率高和人员（本人和他人）伤亡严重程度大，所以国家一再要求以其它工艺代替盲板抽堵，在限制条件下，尽可能减少这种作业。,作业要求： A 申请批准 B 作业场所上风侧10米，下风侧40米的扇形范围内设立专人警戒，严禁一切火源和火种。 C 煤气压力保持稳定，并不低于1000Pa，高炉煤气压力小于4500Pa，焦炉（混合）煤气压力小于3500Pa；,D 尽量避免室内作业，禁止在焦炉地下室作业； E 加热炉前煤气管道顶有残余煤气的作业，管道
11、内必须通入蒸汽或氮气，保持正压； F 应使用铜制工具。 实例：公司目前状况 二轧爆炸事故,4、带煤气接管：人工开孔（钻孔、搬眼）,机械开孔,5、漏煤气处理：,A 排水器冒气：关闭下水管阀门； B 管道裂缝：小裂缝带压补焊；大裂缝打铁卡子后再焊补； C 管道腐蚀穿眼：木楔钉漏，再用铁板包好后焊补； D 法兰漏气：卸开螺丝，扎进石棉绳； E 膨胀圈漏气：带压补焊或用上部带放气头的保护套包焊。,六、煤气事故及预防。 1、煤气中毒：,一氧化碳是剧毒性窒息性气体，主要是破坏人体的供氧过程，从而引起缺氧窒息的症状。,（1）机理：,A 一氧化碳对血红蛋白的亲和力是氧对血红蛋白亲和力的240倍左右； B 碳氧
12、血红蛋白解离速度慢，是氧合血红蛋白的1/3600左右，并阻碍氧合血红蛋白的解离，但吸入氧气后可使解离速度加快； C 一氧化碳与肌红蛋白结合，使肌红蛋白对氧的结合受阻； D 一氧化碳本身不会引起特殊的病理损害，组织损伤原因由缺氧所致。,（2）中毒程度及症状：,A 轻度中毒：剧烈头痛、眩晕、心悸、胸闷、恶心、呕吐、耳鸣、视物不清、全身无力两腿沉重软弱，未晕厥或短时晕厥。脱离有毒现场，吸入新鲜空气后，症状多能很快消失； B 中度中毒：不能自救，继而嗜睡麻木，意识模糊，大小便失禁，进而昏迷，可能出现抽搐及全身强直。昏迷多在6-8小时内恢复，一般不伴有合并症出现，一般无后遗症； C 重度中毒：意识丧失，
13、昏迷达10小时以上，常并发各种缺氧性损伤，治愈后常有后遗症发生。,（4）抢救：,A 统一指挥，施救人员防护，先抢后救，先救后送； B 人工呼吸法，胸外心脏挤压法（苏生器、高压氧）； C 严防假死；,（5）预防：,A 防止设备泄漏；采用自动化、机械化新技术 ，加强验收责任，加强检测、监控； B 教育培训，多人作业。,2、煤气爆炸。 （1）影响爆炸极限因素：,爆炸极限受容器直径、含氧量、压力、温度等因素影响。,（2）爆炸破坏主要形式：,直接爆破作用，冲击波，火灾。,（3）预防：,A 采用防爆系统（防爆设备、工具，泄压装置，紧急切断，检测仪表，防爆墙等防护设施）； B 严格禁止火源，严控含氧量； C
14、 控制事故后果，防止人员坠落，建筑物倒塌等二次事故； D 发生爆炸后，应立即切断煤气来源，迅速处理残余煤气。 实例：工业炉点火程序 风机爆炸事故,3、煤气着火。,（1）燃烧三要素： 煤气与助燃气（空气或氧气）混合； 混合浓度达到着火极限； 足够能量的引火源或最小点火能量；,（2）预防：,A 消除火源：明火、表面高温、自燃发热、冲击摩擦、绝热压缩、电气火花、静电火花、红外射线等； B 蒸汽、氮气等稀释惰化装置； C 带煤气作业必须使用铜制工具，铁制工具必须涂黄油； D 清理附近易燃易爆物品。,（3）着火事故处理：,A 轻微着火，可用湿泥、湿麻袋覆盖或灭火器灭火； B 直径100毫米以下的煤气管道着火，可直接关闭阀门； C 直径大于100毫米的煤气管道着火，停止有关用户，根据火苗长短逐渐关小阀门降低煤气压力，通入蒸汽或氮气灭火，但煤气压力最低不得低于100Pa，严禁突然完全切断气源，以免回火爆炸； D 煤气设备已烧红时，不得用水骤然冷却，以防管道和设备急剧收缩造成变形和断裂。 实例：民用排水器着火事故,
