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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作煤气安全基础知识2012年7月第一章 煤气种类及特性第一节 煤气的种类工业上所讲的煤气，是指含有H2、CH4和CO等多种可燃气体成份的混合气体。我国煤气种类是按其形成原因进行分类的，包括天然气、人工煤气、液化石油气三种。天然气的主要成份是甲烷（CH4），按其含量的不同，天然气又分为气油气（纯天然气）、油田伴生气和煤矿矿井气三种。人工煤气主要成份是一氧化碳（CO），按照制气原料和方法的不同，又分为三种： 1、固体燃料干馏煤气，如焦炉煤气； 2、固体燃料气化煤气，如水煤气； 3、油制气。液化石油气是开采和特制石油过程中的副产品，主要组成成份有丙
2、烷、丙烯、正异丁烷、正异丁烯。工业煤气主要指的是人工煤气，如高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气，发生炉煤气、铁合金炉煤气。第二节 煤气的性质 一、煤气成份 成份（%）煤气种类COCO2H2CH4N2O2CmHn高炉煤气23-3016-182-40.2-0.551-560.81焦炉煤气5-81.5-355-6023-283-50.4-0.82-4转炉煤气60-7015-201.510-202二、煤气的理化性质 特性类别主要性质爆炸极限（%）着火温度（）热值（KJ/m3)理论燃烧温度（）比重高炉煤气剧毒、易燃、易爆、无色、无味46-687303349-418715000.9-1.1焦炉煤气有毒、易燃、易
3、爆、无色、有味5.6-30.4550-65016800-1890021500.3623转炉煤气剧毒、易燃、易爆、无色、无味20.3-71.55306800-100001.04高炉煤气特点表现在以下三方面： 1、含有CO等可燃物质，有剧毒却无色无味，比重接近空气比重； 2、热值较低、燃烧温度也低，爆炸下限较高； 3、煤气中含有大量水份（一般为50 - 80g/m3），水份能降低煤气热值，在流速较快的情况下进入燃烧室还可引发爆炸事故。焦炉煤气特点表现在以下三方面： 1、含CO有毒，还含有氨和苯等有毒气体，但有焦油味，比重较轻； 2、易燃易爆，爆炸下限极低，一旦泄漏与空气中的O2混合极易形成爆炸性混
4、合气体； 3、热值高，由于煤气中H2、CH4和CmHn的含量之和高达80.2% - 88.6%，因此有很高的热值。转炉煤气特点表现在以下三方面： 1、CO含量较高，剧毒； 2、无色无味； 3、比重略重于空气比重，泄漏后不易上升扩散而附着在地表。第三节 煤气的危害 一、中毒煤气中的CO成份，是造成人身煤气中毒的根本性成份。 基本概念是： 煤气中毒 一氧化碳中毒CO气体对人体的危害属于血液窒息性气体，少量的CO气体存在被人体吸入，便可对人体各组织器官造成损害，而煤气中的CO含量都比较高，大大超出了人体的所能承受的极限。二、着火和爆炸煤气是由一些单一气体混合而成，分为可燃气体、不可燃气体和助燃气体三
5、部分。成份分别是： 可燃气体成份：CO、H2、CH4、CmHn 不可燃气体成份：CO2、N2 助燃气体成份：O2煤气中可燃气体成份是形成煤气着火和爆炸的成份，可燃气体成份一旦与空气中的氧混合达到一定比例时，在无限空间遇火源可发生着火事故，在局限空间内遇火源可发生爆炸事故。三、腐蚀和磨损 1、腐蚀 煤气中的硫化氢（H2S） 、二氧化碳（CO2）及氧气（O2），是煤气设备设施产生腐蚀性的主要成份。因为H2S、CO2在水中呈酸性， O2在水中则具有氧化性腐蚀，所以降低煤气中的水份，是减轻煤气对设备管道腐蚀的基本方法。2、磨损 煤气中的含尘量在荒煤气时较高，干式除尘后的含尘量也在10% - 15%以上
6、，在流速的驱动下，能对设备和管道的拐弯部位和煤气流动易产生摩擦的部位造成磨损，使壁厚变薄甚至出现孔洞，煤气外泄。设计上的合理性是减轻煤气磨损的根本方法。第二章 煤气常用的计算及概念第一节 煤气浓度的表示方法及相互换算 一、煤气浓度的表示方法 1、重量、体积混合表示法。用每立方米空气中含有煤气的毫克数表示。符号：mg/m3 2、体积表示法。用每立方米空气中含有煤气的毫升数表示。因为一立方米等于一百万毫升，故常用百万分数表示。符号：ppm 二、相互换算 1、 mg/m3 与 ppm 的相互换算。可通过摩尔体积和一氧化碳的分子量进行换算。换算公式： mg/m3MPPm 或 PPmmg/m322.4
7、22.4 M 式中：M 一氧化碳的分子量，M=28 22.4 分子摩尔体积 计算要快捷，可用比值的方法进行计算。 比值为：1:0.8 mg/m3=1 PPm=0.82、体积百分数与mg/m3的换算。换算公式： mg/m3C2810 103 或 C M 22.4 22.4 2810103式中：C=气体百分比浓度（当0.01%时，只取0.01）； M= mg/m3； 28=一氧化碳分子量； 22.4=分子摩尔体积； 10=常数。3、体积百分数与ppm的换算。换算公式： ppmC106 或 Cppm100 106 式中：C 体积百分数。4、不同单位表示同一数值的对照： 30mg/m3 = 24ppm
8、 = 0.0024%三、煤气卫生标准 一氧化碳CO 最高容许浓度 30mg/m3 甲烷CH4 空气中浓度才有毒 25-30% 硫化氢H2S 最高容许浓度 10mg/m3 苯C6H6（皮） 最高容许浓度 40mg/m3 二氧化碳CO2 空气中浓度有危险 1.25% 氧气O2 空气中浓度不低于 18% 第二节 煤气安全常用的符号和名词解释一、符号 1、气体类 一氧化碳：CO 二氧化碳：CO2 氢气：H2 氮气：N2 氧气：O2 甲烷：CH4 碳氢化合物：CmHn 硫化氢：H2S氨：NH3 苯：C6H62、单位类重量、体积混合表示法：mg/m3 体积表示法： ppm 体积百分数表示法： 速度：m/s
9、 温度（摄氏度）：压力表示法： 工程上一般用公斤力来表示压力，通常简称为公斤：1kgf(1kg) 帕：Pa 千帕： kPa 兆帕： MPa 换算关系如下： 1kgf(1kg) 100000Pa 100 kPa 01 MPa二、名词解释 1、名称类煤气：泛指一般的可燃气体。通常指由固体燃料（或重油）经干馏、气化或其它方法所获得的气体产物，主要成份为可燃气体。燃气：可燃气体的概称。也可指燃料燃烧后的高温气体。温度：温标上的标度，表示物体冷热程度的物理量。物体温度的升高或降低，标志着物体内部分子热运动平均动能的增加或减少。压力：也称压强。单位面积上受到的垂直作用力，称为压力。气体的压力是分子紊乱运动
10、对器壁频繁撞击的结果，其法定计量单位为帕斯卡（Pa）。表压力：以大气压力为基准算起的压力称表压力（表压），又称相对压力、计算压力。压力计测得的压力值一般是表压力。比重：煤气的质量与同等体积空气的质量之比。这时“比重”没有量纲，因而没有单位。介质：即媒介。物体系统在其间存在或物理过程（如力和能量的传递）在其间进行的物质。介质也可泛指一般物质。强度试验：为鉴定计算压力0.1MPa的煤气管道和设施在工作压力下能否产生不正常位移、变形、倒塌，以确保投运时的安全，需要在气密性试验前做强度试验。气密性试验：为确保煤气管道和实施有较高的密封性，需要在投运前按照国标工业企业煤气安全规程的规定，对煤气管道和设施
11、做气密性试验。要求气密性试验的压力不应高于强度试验压力。可靠隔断装置：凡在系统无异常状况下，处于关闭、封止状态，其承受介质压力在设计允许范围，具有煤气不泄漏到隔断区域功能的装置称为“煤气可靠隔断装置”。 目前，煤气可靠隔断装置只有（5种）： 1、插板（预压式插板、叶形插板）； 2、蝶阀或闸阀加水封； 3、密封蝶阀或闸阀加眼睛阀； 4、盲板。 5、双板切断阀（平行双闸板切断阀、NK阀）。可靠接地：为防止煤气管道及其它设施因雷击、带电产生火花导致煤气着火和爆炸事故，必须可靠接地。对地电阻不得超过10，煤气管道在300m范围内至少设置一处接地装置。水封击穿：当煤气压力超过排水器或水封器的有效高度（实
12、际水封液面高度）时，水封作用失效，煤气冒出水封液面外泄，或进入被封止区域的现象。煤气排水器（也称冷凝水排水器）：由于煤气一般都处于水气饱和或含湿较高的状况下输送，且因管壁散热使温度渐降，部分水气凝结成水，并有酚、氰、萘、焦油、尘粒等随水沉降，如不排除，将使管道载荷过重而坍塌、折断，造成严重事故。因此必须设置冷凝水排水器，并使其始终处于有效排放状况，同时又要能有效地封住煤气，防止煤气外泄或水封被击穿。 煤气排水器分为单式和复式两种。水封有效高度：水封的有效高度为煤气计算压力至少加500mm，并应定期检查水封高度。2、现象类导热：是由物体内部分子和原子的微观运动所引起的一种热量转移方式。如热量从固体的高温部分传送到低温部分。导热在固体、液体和气体中都能发生。自燃：可燃物质不依靠外部提供的点火能量，自行氧化发热直至燃烧的现象。如含有焦炉煤气的设施内腐蚀沉积物自燃现象，主要是硫化氢与钢材起腐蚀作用，产生含有活性硫化铁的棕褐色海绵状物质氧化发热所致。扩散：由于微粒（分子、原子等）的热运动而产生的物质转移现象即为扩散，可由一种或多种物质在气、液或固相的同一相内或不同相内进行。它主要由于浓度差或温度差所引起，而以前者为较常见。一般从浓度较高的区域向较低的区域迁移，直到相内各部分的浓度达到均匀
