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1、钢铁企业冶金煤气安全知识一、冶金煤气的来源煤气是冶金生产的副产品和重要能源，生产和使用量大。冶 金煤气主要有焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气。炼焦炭时产生的煤 气叫焦炉煤气；将焦炭送到高炉去炼铁，它是作为还原剂使用的， 把铁矿石中的铁还原出来， 焦炭就生成了煤气-高炉煤气；还原 过程中有多的炭浸入，铁含炭高，需要脱炭，脱炭即为炼钢，脱炭 产生煤气-转炉煤气。炼焦、炼铁、炼钢过程中煤气的发生量很 大：焦炉煤气：500m-600m3/t高炉煤气：1000m-1400m3/t回收转炉煤气：50m3-100m3/t冶金煤气是冶金能耗的大头，占能耗的53%，冶金煤气是冶金企业的副产品，有效利用冶金煤气也是企
2、业节能降耗的重要途径。 如转炉回收得好，可以实现负能炼钢。二、冶金煤气的危险性煤气是混合物，由于成份不一样，煤气体现的危险性不一样。从安全的角度，最关心的是一氧化炭、氢气、甲烷三种成份，他们 既是危险成份，也是有用成份，具有较高的热值。体现煤气的毒性 上，实际主要是一氧化炭，煤气中毒，主要是一氧化炭中毒。煤气 中的氢气和甲烷具有爆炸性，爆炸极限越低，煤气爆炸性越强。见 下表：成分COHCH爆炸范围煤气种类24焦炉煤气6-958-6022-254.5-35.8高炉煤气26-292.0-3.00.1-0.435.0-72.0转炉煤气63-662.0-3.012.5-74.0铁合金炉煤气60-631
3、3-150.5-0.87.8-75.07发生炉煤气 27-317-1016-1821.5-67.5通过这个表格看出来，焦炉煤气中CO含量比较底，毒性最小， 但爆炸性下限最低，爆炸性很强；转炉煤气CO最高，含量占60- 70 %，毒性相当厉害。高炉煤气既有毒性，又有爆炸性，但有 所区别。所有的煤气都具有毒性和火灾爆炸危险性。焦炉煤气容易爆炸（毒性相对较低）焦炉煤气爆炸下限5.5%左右，接近甲烷、氢气。转炉煤气极具毒性转炉煤气、铁合金煤气的CO含量在60-70%。有转炉煤气通过 烟囱放散，空中经过的小鸟就中毒掉下来的案例。高炉煤气压力高，温度高高炉煤气出炉压力可达0.35-0.4Mpa （大型高炉
4、出炉压力可达4公 斤，如宝钢，基本都是高压操作，为了强化冶炼，提高产量），炉顶 煤气温度可达300oC。由于高炉有这个特点，生产中要回收高炉压力， 就出现了 TRT （高炉余压发电）。三、冶金煤气安全重点（一）炉窑本体的安全1. 高炉安全高炉煤气是焦炭和铁矿石在炉内起化学反应产生的。焦炭主要 是还原剂，焦炭和铁矿石从炉顶逐步往下走，焦炭走到风口与被补 进去的热风一起燃烧，生成 CO2, CO2再往上走碰到落下来的焦炭生 成CO，CO碰到铁矿石，将Fe2O3逐步变成Fe3O4、FeO，即铁水。CO不断生产，并聚集在炉的项部，通过炉子的上升管把煤气 引出，这就是炼钢的副主品。高炉涉及到什么安全问题
5、呢，炉内煤 气不能随便跑出来。煤气有几个地方可能跑出来，一是炉顶装料的地 方。目前采取的是分段下料，分步隔离（大钟小钟，或叫串罐或并罐料 罐装料），堵住煤气，让料能下来，堵不好就会冒煤气。高炉风口、铁口、渣口套接不严冒煤气（供风给炉内，进风口 也易冒煤气；铁口、渣口不出铁不出钢时应堵住。所以从监管上要关 心这此地方的煤气浓度，看是否超标）；高炉炉顶装料系统不严冒煤气（炉顶装料系统采取氮气密封， 保持高于炉内0.05 Mpa压力，大小钟拉杆、料罐的齿轮箱等处）；高炉冷却系统进出炉壁不严冒煤气（要有明确的警示标志，一般 人不能去，安监检查也不能上去）；高炉风口以上各层平台煤气危险区（要有明确的警示
6、标志，一般 人不能去，安监检查也不能上去）。还要控制炉内压力。炉顶有一个放散装置，叫泄压，泄压不好， 会导致事故。检查时要到中控室检查氮气的密封压力、齿轮箱的密封情况、冷却水进出水温度是不是正常，有没有限制、报警等等。2. 转炉安全吹氧的过木 口不高炉内是一个还原反应，相反，转炉内是一个氧化反应，它是把铁 水中的炭氧化（脱）掉，采取的办法是用氧枪向炉内的铁水吹氧，F就产生一氧化炭。回收L内一氧化炭采用的是外延法，炉 -，此法。转炉炼钢的搠和后期炉盖是打开的芝回收煤气是在外面、白蠹气会进来，产生的一氧化炭烟罩落干来，m从安全的角度讲，应注重以下几点转炉烟罩氧枪、副枪插入孔冒煤气（固定烟罩和活动烟
7、罩应密 封好，密封的方法有多种，如沙、水、机械密封等）；转炉加料系统冒煤气（加料口加造渣、浠释，去杂加石灰时， 容易漏煤气，这里也要用氮气气封，要考虑密封的压力，压力有没有 报警等）；转炉氧枪冷却进出不严冒煤气（压力太大，煤气会跑出来，压 力太小，空气会进取）；转炉炉口以上各层平台煤气危险区（也是不让人随便上去的，在 这些区域作业是否按规定执行，有没有制度，有无单人作业情况， 作业是不是随身携带一氧化炭报警器等）。还要关注氧枪冷却水泄漏、喷溅问题。3. 焦炉安全焦炉煤气的发生机理与前两种不一样，它是物理作用，是煤在在 炭化室内（两侧是燃烧室）隔绝空气的情况下加热，经干馏，使来,即为3户地下室煤
8、气危险区户酬煤气危险区含装煤孔作业要有以下两个重点区域3艮wms噩曜AB0（二）高炉煤气净化回收工艺过程的安全1.高炉煤气回收煤气必须要净化，它从炉内出来时的含尘量有10克左右，到用户只到10毫克左右，必须要把尘去掉。目前除尘有两大类方法， 一类是湿法，一类是干法。不管是显法还是干法，都要先经过重力 除尘器把大颗粒尘除掉。港陆事故情况：炉顶放散正常情况下，炉顶压力是0.6公斤左右，事故时是1.2公斤，而放散阀的配重超过设计20%，放散阀没有动作，重力除尘器放散阀配重多加了超过正常的73.5公斤，超设计20%，也没有动作，压力通过顶部的防爆板（规程没有要求设置）泄漏，除尘器离厂房高度和直线距离为
9、9米多 （都不够），煤气扩散到出铁厂。出铁厂正出铁，有烟雾、水气，掩盖了飘过来的煤气，导致现场人员中毒。高炉湿法除尘防止排污系统冒煤气，循环水系统带煤气，净化水 池（如果是管道，水位高时压力可封住煤气，当清洗水池时人员高炉干法除尘防止出灰系统半气、电除尘控制煤气含氧量不这种违章行妇中毒）。2006年6月11日，齐钢清洗水池时就发生了事故、 I就会串入煤气。2.转炉煤气回收转炉煤气回收有两种工艺，一种叫OG法（如下图），是一种湿法 除尘，也就是双文法（两级文氏管）。文氏管是一种变径管，当煤气 通过变径管时，由小口径通过大口径时，压力能变为动能，速度会增加，两边有水喷淋，汽水雾把尘粒粘住了。一级文
10、氏管是一 种液流文氏管，液流起泄爆作用，同时液流可灭煤气带来的火星。二级文氏管是一种可调口径文氏管，调节口径，可控制炉口的微正 压（5毫米水柱）。烟罩提升时，叫烟气净化，净化的烟气通过三通 阀打向烟窗。从安全考虑，转炉（系统）煤气间歇式回收，保持系统惰性（不 回收也要充氮气保持系统压力，防止煤气倒罐，所以有一个水封逆止 阀）。第一、二级文氏管都在转炉平台以上，检查时看不到，只 能看风机房、后面的三通阀、水封阀、放散管，可检查放散管高度 是否符合要求，煤气点燃了没有，因为煤气毒性很大，所以放散管 必须高于30，有的厂现在高于60。必须防雷，下面要接地，水封、 防止封隔断时有没有液流。部转炯煤气回
11、收流另外一种方法，LT法是转炉烟罩（水蒸气和水 蔑除尘，下尘器（丁般.4|.再送到煤气柜。除料。电除尘要严格控制进到电 不超过2% ；转炉LT法控制: 氧含量激光分析仪。1 E j E 除尘。煤气通过*进去，嶂煤气的温度），通过电除 I通过煤气冷却器把温度进一步降下来，控制煤气含氧量下图系统中装有另外，煤气冷却器的冷却水要保持高低位报警。转炉煤气回收流程（LT法）3.焦炉煤气回收焦炉煤气回收的物质是没有燃烧过的有机物质，价值很高，比煤气的价值还高。所以焦炉煤气回收有净化回收车间、苯精制等等后续工艺。从集气管收集起来的粗煤气要初冷，把温度保持在28度左右，通过鼓风机输送到后面工艺。鼓风机前叫负压
12、系统，鼓风脱硫、脱氰，回收氨，再把温度进一步部脱硫时温度上升了） ，再机后叫正压系统。通过电捕焦油器（类似电除尘）除焦油，再脱炭、用洗油洗煤气，回收里面的苯。此时煤气净化过程基本完成了。净化过fl _ M ML程中有许多塔，.如反应塔、洗涤塔，脱硫塔、洗苯塔，也涉及到很多介质，如水、洗油等等。介质有一个排放的问题，有GlI K Jk 11I I T I一个水封、油封的高度问，一定要保持工作压力加500毫米水柱。还有一个就是含氧量的控制，电捕焦油是高压的电场，氧含量高会产生爆炸。怎况一、斜.待（三）净化回收设备的安全?净化回收设备之间与管网要可靠隔断（因为净化回收设备要经 常检修，要与系统脱离）
13、；?重力除尘器最高点应设放散阀 ；?布袋除尘器应设有煤气高、低温报警和低压报警装置，各箱体应设泄爆装置（滤代耐温一般280度以下）；?电除尘器应设氧含量超标断电控制 ；?湿法洗涤塔（包括比肖夫）污水排出管要保持水封有效高度?高炉煤气TRT入口管道上还应设有紧急切断阀（一旦煤气压力供应紧急切断），应设有可靠、严密的轴封装置。（四）管网输送安全煤气管网分布区域广、危险源点多。?煤气管道应采取消除静电和防雷的措施；?高炉煤气和转炉煤气等管道不应埋地敷设（含煤气10%以上的 管道不应埋地敷设，因埋地腐蚀后，渗出的气沿地逢串，串到休息室、值班室导致事故。城市用气含煤气小10%），煤气管 道不应穿过不使用
14、煤气的建构筑物；?在已敷设的煤气管道下面，不得修建无关的建筑物和存放易 燃、易爆物品；?架空管道要防止高温热源辐射（钢水及车辆通过或停于下方是不允许的）；?煤气管道的架设要防止被车辆碰撞（高度一般不低于5米）；煤气输送防止压力波动，安全运行压力不低于500Pa （规范没有定， 是建议值，普遍采用低了通蒸气、氮气保压）；?煤气管道要防止地基沉陷、应力拉伸。（五）隔断装置?愚|-魅 E-f隔断装置失效是煤气事故的主要因素。?可靠隔断装置有插板、盲板； ?视为可靠的隔断形式有：阀门+水封、闸阀（密封蝶阀）+眼镜阀（扇形阀）；?阀门应有开度及方向的标志； ?水封要保持水封高度和溢流现象。寒冷地区应采取防冻措施（通蒸气保温）。煤气设备与管道附属装置OrNK球阀（六）燃烧装置爆炸事故的防控重点?炉窑点火必须先点火、后开煤气（先吹一吹，查看煤气开关 是否处于关闭位置）；?煤气燃烧要防止回火、吹脱（对压力有要求，还要求管道上 有紧急切断阀，当压力低它就会关闭）；?煤气管上应装逆止装置或紧急切断阀、在空气管道上应设泄 爆膜；?煤气、空气管道应安装低压警报装置；?煤气烧嘴应有火焰监测装置（火灭时将信号传给继电器，关 闭阀门）。煤气燃烧器要有常明火（小火）（七）放散装置H %、防止人为中毒事故，一种方式是人工吹扫，通过放散管将其引 走。吹刷煤气放
