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摘要煤气发生炉是一种新型封闭、高效、节能、环保的燃烧系统,煤气具有易燃易爆有毒的特点,火灾爆炸等事故不容忽视,本文从主要危险有害因素分析、设施设备防火防爆防、电气与消防安全、安全管理等方面对煤气发生炉装置的安全设计要求做了简要分析。
关键词煤气发生炉 安全评价 安全防范措施
中图分类号:TQ54文献标识码:A
煤气发生炉是以煤为原料生产煤气,供燃气设备使用的装置,热效率可达80%以上,其综合成本比直接燃煤更节能,是一种新型封闭、高效、节能、环保的燃烧系统。但由于煤气发生炉装置涉及的煤气主要成分一氧化碳和氢气、硫化氢均是第2.1类易燃气体,火灾爆炸等事故不容忽视,本文就以CG-2.4m煤气发生炉和CG-3.0m煤气发生炉系统为例,从主要危险有害因素分析、设施设备防火防爆防、电气与消防安全、安全管理等方面对煤气发生炉装置的安全设计要求作一简要分析。
1 煤气发生炉装置危险有害因素分析
1.1 涉及物资的危险特性
煤气发生炉装置涉及的最主要的危险物质是易燃易爆有毒的煤气,其主要成分为一氧化碳(CO)、氢气(H2)、氮气,另外在生产过程中还会产生少量的二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)等。而一氧化碳、氢气属于第2.1类易燃气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热极易燃烧爆炸。
1.2 生产过程中主要危险有害因素
火灾爆炸:煤气本身作为一氧化碳、氢气等气体的混合物,其爆炸极限低,泄漏气体很可能与空气形成爆炸性混合物,遇有明火甚至电气或静电火花等将发生火灾爆炸事故。
煤气中毒:煤气作为一氧化碳、氮气、氢气、硫化氢等气体的混合物,一旦泄漏将对人体产生综合性健康危害,轻者发生头晕缺氧,重者导致死亡。如果不采取通风防护措施,空气中浓度过高也对人体有严重的危害。
静电:煤气在管道中流动时易产生和积聚静电。静电具有高电压、静电感应及尖端放电的特点,放电产生的静电火花容易导致爆炸和火灾事故。
电气伤害:各种变配电室、操作控制室,各种以电力为能源的动力、照明和控制电器设备、电缆、设备等因故障、误操作、过负荷、老化失修、雷击等原因,不仅本身有可能发生火灾爆炸等危险,而且可能引发人身触电伤害和设备财产损失。
机械伤害:生产过程中高速旋转或往复运动的机械零部件和固定机械设备、运输设备、运送物料用的吊钩及吊物等因防护不良、操作失误、警示信号不灵或无防护,当人与其接触时,会使人遭受打击、挤压、绞卷、碾压等伤害。
其他危险有害因素:如坠落及落物、粉尘、噪声、地震、雷击等危险危害因素也应当采取积极防范措施。
2 煤气发生炉装置的安全设计要求
煤气发生炉装置的设计中应综合考虑各方面的安全要求,做到全面明确,不遗不漏。
(1)选址及总体布局:选址时应布置在厂区主要建筑物和构筑物夏季最小频率风向的上风侧,平面布局应与其他生产车间的防火间距至少应达到15m,并应根据条件设置环形消防通道。厂房耐火等级至少应达到2级水平,操作平台及竖直梯均应设置防护设置(护栏或护笼)。
(2)工艺布置和设备:设备应由正规单位制造、安装,安装完毕进行气密性试验;煤气发生炉炉顶有探火孔时应设气封,保证探火时不漏气;煤气发生炉的进口空气管道应设逆止阀,空气总管末端应设泄爆膜,煤气发生炉的出口管道应设钟罩阀安全放散装置;水套集气包进水软管应装逆止阀;
钟罩阀、双竖管、洗涤塔、电气滤清器、脱硫塔均应设置直径符合要求的泄压放散管,电捕焦油器和洗涤塔上应设泄爆阀;加压机后煤气管道应设泄爆膜;煤气加压机和鼓风机、煤气低压总管压力之间建议设置连锁装置。
当电气滤清器出口煤气压力下降到设计值时,应有声、光信号;当电气滤清器绝缘子箱内的温度下降到设计值时,应有声、光信号;电气滤清器宜装设煤气含氧量检测装置,当含氧量大于0.8%(体积比)时,应发出声、光信号,当达到1%(体积比)时,应自动或手动切断其高压电源;煤气排送机间应设事故排风装置,事故排风装置的开关应在室内外分别设置,并应便于操作,建议设置在线氧含量自动分析仪表。
(3)设施的操作与维修:煤气设备均保持微正压操作,吹扫和置换煤气设施内部的煤气,应用蒸汽、氮气或烟气为置换介质。吹扫或引气过程中,周围40m内严禁火源用蒸汽作为置换介质。进入煤气设备内工作时,应取空气样作一氧化碳含量分析,并根据含量合理安排作业时间,采取防护措施并设专职监护人,所用照明电压不得超过12V。打开煤气加压机、脱硫、净化和贮存等煤气系统设备和管道时,必须采取防止硫化物等自燃的措施。
(4)电气与消防:建筑物和构筑物、室外煤气设备、煤气管道的均应采取防雷防静电措施,并定期进行接地效果检测;各个岗位和通道要设置应急照明灯,最好同时配备移动式应急照明设施;煤气排送机的电动机,必须与空气总管的空气压力传感装置或空气鼓风机的电动机进行联锁,同时与煤气排送机前低压煤气总管的煤气压力传感装置进行联锁,当压力下降到允许值时,应自动停止煤气排送机;选用符合防爆等级要求的防爆电机及电器,线路穿管保护;设置可燃气体泄漏报警仪,第一时间采取安全措施;危险岗位设置防火安全警示标志,应设置事故柜,配备相应的安全防护用具,如:防毒面具、应急药品等,并配备足量的消防栓、灭火器等消防设施。
(5)安全管理:应建立安全管理机构,成立安全领导小组,聘请有实践经验的技术人员负责本单位的煤气管理工作;制订各级各类人员、职能部门安全生产责任制,建立健全各项安全管理制度和各岗位安全操作规程;职工上岗前必须经过三级安全教育,特种作业人员必须持证上岗;根据煤气发生炉周边实际情况制定切实可行的安全事故应急救援预案,并定期进行演练,根据演练情况及时修订。
煤气发生炉生产装置虽然危险性大,但现有工艺已成熟可靠,设计过程若做到硬件设施到位,严格执行安全三同时要求,并定期进行安全评价,针对安全评价过程中发现的问题及时整改排查,充分发挥现代化生产的优势,将事故的事后处理变为事前预防,从源头抓起,防患于未然,则煤气发生炉装置的安全生产是完全可以保证的。
参考文献
[1]GB50195-94《发生炉煤气站设计规范》
[2]GB 6222-86《工业企业煤气安全规程》
关键词煤气发生炉 安全评价 安全防范措施
中图分类号:TQ54文献标识码:A
煤气发生炉是以煤为原料生产煤气,供燃气设备使用的装置,热效率可达80%以上,其综合成本比直接燃煤更节能,是一种新型封闭、高效、节能、环保的燃烧系统。但由于煤气发生炉装置涉及的煤气主要成分一氧化碳和氢气、硫化氢均是第2.1类易燃气体,火灾爆炸等事故不容忽视,本文就以CG-2.4m煤气发生炉和CG-3.0m煤气发生炉系统为例,从主要危险有害因素分析、设施设备防火防爆防、电气与消防安全、安全管理等方面对煤气发生炉装置的安全设计要求作一简要分析。
1 煤气发生炉装置危险有害因素分析
1.1 涉及物资的危险特性
煤气发生炉装置涉及的最主要的危险物质是易燃易爆有毒的煤气,其主要成分为一氧化碳(CO)、氢气(H2)、氮气,另外在生产过程中还会产生少量的二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)等。而一氧化碳、氢气属于第2.1类易燃气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热极易燃烧爆炸。
1.2 生产过程中主要危险有害因素
火灾爆炸:煤气本身作为一氧化碳、氢气等气体的混合物,其爆炸极限低,泄漏气体很可能与空气形成爆炸性混合物,遇有明火甚至电气或静电火花等将发生火灾爆炸事故。
煤气中毒:煤气作为一氧化碳、氮气、氢气、硫化氢等气体的混合物,一旦泄漏将对人体产生综合性健康危害,轻者发生头晕缺氧,重者导致死亡。如果不采取通风防护措施,空气中浓度过高也对人体有严重的危害。
静电:煤气在管道中流动时易产生和积聚静电。静电具有高电压、静电感应及尖端放电的特点,放电产生的静电火花容易导致爆炸和火灾事故。
电气伤害:各种变配电室、操作控制室,各种以电力为能源的动力、照明和控制电器设备、电缆、设备等因故障、误操作、过负荷、老化失修、雷击等原因,不仅本身有可能发生火灾爆炸等危险,而且可能引发人身触电伤害和设备财产损失。
机械伤害:生产过程中高速旋转或往复运动的机械零部件和固定机械设备、运输设备、运送物料用的吊钩及吊物等因防护不良、操作失误、警示信号不灵或无防护,当人与其接触时,会使人遭受打击、挤压、绞卷、碾压等伤害。
其他危险有害因素:如坠落及落物、粉尘、噪声、地震、雷击等危险危害因素也应当采取积极防范措施。
2 煤气发生炉装置的安全设计要求
煤气发生炉装置的设计中应综合考虑各方面的安全要求,做到全面明确,不遗不漏。
(1)选址及总体布局:选址时应布置在厂区主要建筑物和构筑物夏季最小频率风向的上风侧,平面布局应与其他生产车间的防火间距至少应达到15m,并应根据条件设置环形消防通道。厂房耐火等级至少应达到2级水平,操作平台及竖直梯均应设置防护设置(护栏或护笼)。
(2)工艺布置和设备:设备应由正规单位制造、安装,安装完毕进行气密性试验;煤气发生炉炉顶有探火孔时应设气封,保证探火时不漏气;煤气发生炉的进口空气管道应设逆止阀,空气总管末端应设泄爆膜,煤气发生炉的出口管道应设钟罩阀安全放散装置;水套集气包进水软管应装逆止阀;
钟罩阀、双竖管、洗涤塔、电气滤清器、脱硫塔均应设置直径符合要求的泄压放散管,电捕焦油器和洗涤塔上应设泄爆阀;加压机后煤气管道应设泄爆膜;煤气加压机和鼓风机、煤气低压总管压力之间建议设置连锁装置。
当电气滤清器出口煤气压力下降到设计值时,应有声、光信号;当电气滤清器绝缘子箱内的温度下降到设计值时,应有声、光信号;电气滤清器宜装设煤气含氧量检测装置,当含氧量大于0.8%(体积比)时,应发出声、光信号,当达到1%(体积比)时,应自动或手动切断其高压电源;煤气排送机间应设事故排风装置,事故排风装置的开关应在室内外分别设置,并应便于操作,建议设置在线氧含量自动分析仪表。
(3)设施的操作与维修:煤气设备均保持微正压操作,吹扫和置换煤气设施内部的煤气,应用蒸汽、氮气或烟气为置换介质。吹扫或引气过程中,周围40m内严禁火源用蒸汽作为置换介质。进入煤气设备内工作时,应取空气样作一氧化碳含量分析,并根据含量合理安排作业时间,采取防护措施并设专职监护人,所用照明电压不得超过12V。打开煤气加压机、脱硫、净化和贮存等煤气系统设备和管道时,必须采取防止硫化物等自燃的措施。
(4)电气与消防:建筑物和构筑物、室外煤气设备、煤气管道的均应采取防雷防静电措施,并定期进行接地效果检测;各个岗位和通道要设置应急照明灯,最好同时配备移动式应急照明设施;煤气排送机的电动机,必须与空气总管的空气压力传感装置或空气鼓风机的电动机进行联锁,同时与煤气排送机前低压煤气总管的煤气压力传感装置进行联锁,当压力下降到允许值时,应自动停止煤气排送机;选用符合防爆等级要求的防爆电机及电器,线路穿管保护;设置可燃气体泄漏报警仪,第一时间采取安全措施;危险岗位设置防火安全警示标志,应设置事故柜,配备相应的安全防护用具,如:防毒面具、应急药品等,并配备足量的消防栓、灭火器等消防设施。
(5)安全管理:应建立安全管理机构,成立安全领导小组,聘请有实践经验的技术人员负责本单位的煤气管理工作;制订各级各类人员、职能部门安全生产责任制,建立健全各项安全管理制度和各岗位安全操作规程;职工上岗前必须经过三级安全教育,特种作业人员必须持证上岗;根据煤气发生炉周边实际情况制定切实可行的安全事故应急救援预案,并定期进行演练,根据演练情况及时修订。
煤气发生炉生产装置虽然危险性大,但现有工艺已成熟可靠,设计过程若做到硬件设施到位,严格执行安全三同时要求,并定期进行安全评价,针对安全评价过程中发现的问题及时整改排查,充分发挥现代化生产的优势,将事故的事后处理变为事前预防,从源头抓起,防患于未然,则煤气发生炉装置的安全生产是完全可以保证的。
参考文献
[1]GB50195-94《发生炉煤气站设计规范》
[2]GB 6222-86《工业企业煤气安全规程》