摘 要：煤气发生炉是一种新发展起来的设备，煤气发生炉的使用对煤炭的干净化使用产生积极的影响。本文首先对煤气发生炉的工作原理进行了介绍，然后主要对煤气发生炉的安全使用以及提出相应的防范措施，并在预防煤气爆炸以及煤气泄露煤等相关问题进行研究。
　　关键词：煤气发生炉；安全使用
　　中图分类号：TQ545 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）20-0244-02
　　引 言
　　煤气发生炉（又稱造气炉）是煤气系统的主要设备，固体燃料煤或焦炭在炉内与空气进行燃烧反应，同时通入水蒸气，反应后生成半水煤气。然后将其经过一系列综合利用和净化过程除去不需要的或有害的成分，如二氧化碳、硫化氢等，由于半水煤气的主要成分有氢气、氮气、一氧化碳和少量的硫化氢、甲烷等，这些气体不仅极易燃烧爆炸，而且还具有腐蚀和毒性，此外煤气发生炉为高温操作，造气周期短，操作难度大以及存在有引爆的火种。如果操作规程不遵守，维护管理不妥善以及安全阀附件动作不灵敏等都有可能导致煤气发生炉爆炸事故。
　　1 煤气发生炉的原理
　　煤气发生炉分为单段式煤气炉和两段式煤气炉两大类。
　　1.1 单段式煤气炉
　　单段式煤气发生炉的基本构造从上到下依次是空层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰层，如图1所示。其中灰层也被叫做渣层，灰层的厚度大约150～250mm。灰层是由煤炭燃烧与气化后的混合物组成，灰层也是固态物料由上到下移动的最后一层。灰层的作用是：提高空气和水蒸气的温度，提前为氧化层产生的热化学反应提供合适的环境，有利于充分燃烧。
　　1.2 两段式煤气发生炉
　　两段式煤气发生炉两段式由气化段和干馏段组成，它的工作原理是进入炉体的煤先在干馏段长时间干燥和充分的干馏，使煤形成半焦状，煤气发生炉由气化段和干馏段两部分组成，煤先从炉顶煤仓经过下煤阀进入炉体，然后煤在经过低温干馏后形成半焦，半焦状态的煤再与气化剂发生反应生成煤气，最后煤气由加压风机加压后再送往水雾捕滴器脱水，最后送往用户。
　　2 煤气发生炉常见事故与防范措施
　　2.1 过氧操作致使煤气发生炉爆炸
　　在半水煤气的生产过程中，为防止后序变换工段触媒活性降低或烧坏和引起造气系统发生爆炸，氧含量要求控制在0.5%以下。如果半水煤气中氧含量增加，达到爆炸极限时，遇明火和其他激发能源，就会引起恶性爆炸事故，如果氧含量在半水煤气的爆炸上限（10.5%）以外时，既使有少量氧气进入系统，就会有发生爆炸的危险。
　　2.1.1 爆炸原因
　　操作中煤气下行阀、吹风阀失灵或关闭不严密或当采用手工操作时，忘关煤气下行阀，而开动吹风阀，使空气漏入或大量空气流入系统；上吹加氮空气阀、下吹加氮空气阀，二次空气阀、克立斯三通阀及安全挡板漏气；点火时炉温过低或炉内炭层太薄或大块焦炭悬空，存在风洞现象时，空气燃烧不完全，空气随之进入系统；因气柜后水封被水封住，风机将系统抽成负压，大量空气进入系统。
　　2.1.2 预防措施
　　停炉检查原因后进行检修并格操作规程及加强维护管理；延长吹风时间，提高炉温，待炉温恢复正常后再开炉制气或采取提高炭层，扒除大块，填补风洞。
　　2.2 检修时煤气倒流或空气进入系统，形成爆炸性混合物
　　2.2.1 爆炸原因
　　检修时未利用盲板切断系统，或用水封代替盲板，或盲板腐蚀穿孔同时又未关闭下行煤气阀，煤气总管和气柜水封积水造成升压，致使煤气冲破两个炉共用的洗气塔水封，倒流入炉内引起爆炸；置换不彻底，点火时未进行动火分析；用煤烘炉时产生煤气，不慎空气进入而爆炸；检修时未关闭煤气阀，在大量煤气存在下动火而产生爆炸；因设备与管道腐蚀（如洗气箱进气管）穿孔，煤气倒流。
　　2.2.2 预防措施
　　按规定采取堵盲板，专人负责，有人监护并登记，确保盲板质量，不得随意代替，再次投入运行时，必须认真检查；检修前，必须进行彻底置换，吹洗，排尽炉内残存煤气。动火前必须进行动火分析，确认合格后方可动火；经常检查，发现设备、管道腐蚀及时修复或更换，加强防腐措施。
　　2.3 蒸汽压力剧升，致使煤气发生炉水夹套超压爆炸
　　水夹套内的水在炉内高温气体的幅射下，迅速汽化，水蒸气压力升高，如果水夹套密闭系统无泄压装置，随着温度和压力升高，夹套即发生爆炸。此爆炸事故在化肥生产中居多，占煤气发生炉爆炸事故的一半以上。
　　2.3.1 爆炸原因
　　为提高发生炉负荷，多生产煤气，有意关小甚至关闭水夹套进（进水）、出口（水蒸气出口）阀门，以提高发生炉炉温和加速反应，结果导致水夹套升压而爆炸；因交接班制度不健全，操作失误，使水夹套的进水阀开得过小或未打开；水夹套蒸汽出口阀开得过小或未打开；水夹套的进、出口阀全部关死；因检修时关闭水夹套进、出口阀，检修（如补焊）后未开启，致使水夹套压力升高而爆炸；在水夹套断水或水量不足时或发现水夹套锅炉进、出口阀未打开，致使压力剧升，或发现水泵停止运行时，匆忙启动水泵和打开水夹套进水阀门，大量补充冷却水，致使水遇到高温骤然汽化超压而爆炸。内壁破裂后，大量水和蒸汽进入炉内，与灼热炭层接触，还会导致煤气发生炉爆炸；检修煤气发生炉完工后，忘记卸除安装在水夹套出口管的盲板，点火开炉后，随炉温升高，夹套内水蒸汽不能排出，导致水夹套升压爆炸。
　　2.3.2 预防措施
　　严格操作规程，严禁超压、超负荷运行；点火前，认真检查水夹套进出口阀，检修完毕后，应及时开启进出水阀，并与操作人员联系；点火前和正常运行时，应检查蒸汽出口阀，发现未开或开得过小应缓慢打开；按规定时间加水，避免断水或水量不足，密切注视水位变化，如确实断水应停炉待降温后再慢慢加水，不可加水过急和直接补充冷水；如因泄漏缺水，可连续加水，暂时维持生产；如发现水夹套进、出口阀未打开，应按规定开启，切不可盲动；严格执行操作规程和交接班制度，不得在操作时擅自离岗。 　　2.4 设备缺陷，检修不良引起爆炸事故
　　由于水夹套焊接质量低劣，无装设安全保护装置或失灵，设备严重腐蚀漏气，漏水和检修不良引起的水夹套爆炸事故也屡屡发生。
　　2.4.1 爆炸原因
　　自制设备或检修时水夹套焊接质量差，如12mm厚的钢板只焊透6mm，甚至更少，也未进行X光射线透查，或补焊时未开坡口，致使夹套存在缺陷而导致爆炸；水夹套上未装设压力表和安全阀，或动作不灵敏、失效，在出现超压时，根本不能或不能正确指示其压力和泄压；更换煤气发生炉煤气箱密封圈后，将原设计的四根螺栓减少到三根，其中两根螺栓是断裂后焊接而成的，而且在未紧固螺栓完毕就充气升压而导致爆炸事故；检修煤气发生炉自动调节阀时，因未打开副线，致使蒸汽中断，造成煤气倒流，与氧气混合形成爆炸性混合气体，致使水夹套爆炸；因仪表间减压阀比例积分调节器信号胶管脱落，导致减压阀失灵，蒸汽减压阀全开，使高压蒸汽进入低压蒸汽管网。因夹套锅炉出口单向阀失灵，高压蒸汽返回水夹套，使其超压破裂，水夹套中的水、蒸汽与炽热的焦炭接触，激烈的汽水反应导致炉体爆炸。
　　2.4.2 预防措施
　　严格执行设备进厂验收制度，把好质量关，发现设备焊接缺陷时不得使用并严格按压力容器有关规定加工制造；应安装压力表、安全阀，并经鉴定合格后方可使用。定期检验，确保灵敏、准确，不合格者及时修复或更换；严格按设计图纸加工，保证质量。检修完工后方可投入运行，不可在中途投料。
　　3 结束语
　　随着全球对环保的重视，使用清洁能源无疑是社会发展的最终走向，煤气发生炉也将会为社会创造巨大的经济效益。因此如何正确地对待煤气发生炉的使用已经成为业界研究的焦点。煤气发生炉使用单位应加强相关操作人员的责任意识，相關操作人员应培训上岗，及时准确的监控煤气发生炉的使用状况，以确保煤气发生炉平稳运行。
　　参考文献
　　[1]韩素明.煤气发生炉水夹套鼓包原因分析及预防措施[J].河北化工，2012（4）.
　　[2]郑鸿杰.煤气发生炉定期检验验中常见缺陷及产生原因探讨[J].科技信息.
　　[3]张伟洪.煤气发生炉的全面检验及鼓包事故分析[J].机械与设备，2011（6）.
　　收稿日期：2018-6-15
　　作者简介：蒙扬华（1985-），男，助理工程师，大专，主要从事生产指挥调度工作。