煤氣安全教育1前言培訓目的：為新從事工業煤氣行業的人員提供一定的理論基礎知識，以達到減少煤氣事故的發生，給韶鋼的正常生產提供某些安全保障。培訓內容：煤氣基礎知識、煤氣安全技術、煤氣事故的救護與預防以及煤氣事故的案例學習2第一章煤氣基礎知識

第一節煤氣燃燒1.燃燒的定義可燃物質在一定條件滿足下，與氧氣發生激烈的物理化學作用，并產生大量的光和熱的一種客觀現象在燃燒理論中，需要掌握常用的與我們工作相關的某些燃燒反應方程式（熱化學反應式）32.熱值熱值——1Nm3氣體或1kg液體燃料完全燃燒時產生的熱量。

1mol=22.4l1kgmol=22.4Nm3

煤氣熱值的計算H=1/100（2580H2+3019CO+8560CH4+14115CmHn）

高熱值——煙氣溫度回到原始值，水蒸汽變成冷凝水

低熱值——煙氣溫度回到原始值，水蒸汽仍是氣態

43。煤氣壓力煤氣的壓力，是指煤氣的壓力強度，即煤氣對容器壁單位面積上作用的垂直力。(1)單位面積上的力來表示，單位常用kg/cm2.(2)液柱表示法，用水或者水銀在玻璃管上的垂直高度表示，單位常用mmH2O,mmHg。(3)大氣壓表示法，用atm表示5各種壓力之間的關系P=B+Pb真空度=PB/B*100%4.煤氣的組分和重度(1)重量法：gi=Gi/sumGi*100%(2)容積法：ri=Vi/sumVI*100%(3)摩爾法：mi=Mi/sumMi*100%(4)絕對表示法65.煤氣的重度、比重與比容

重度

γ=G/V(kgf/m3)

密度

ρ=m/V(kg/m3)γ=ρ×g

比重S=γ/γa

γa(空氣重度)=1.293kgf/m3

比容

β=1/γ

（m3/kg）76.燃燒計算理論空氣量——按反應式所需要的空氣量

如H2+1/2O2=H2OVair=1/2(O2+N2)=1/2(1+3.76)=2.38如煤氣燃燒

Vair=1/21（0.5H2+0.5CO+Σ（m+n/4）CmHn+1.5H2S-O28實際空氣量V高爐煤氣0.83~0.85Nm3/Nm3

焦爐煤氣3.8~4.0Nm3/Nm3天然氣9.0~9.5Nm3/Nm3理論煙氣量

Vflue=1/100（CO+H2+Σ（m+n/2）CmHn+2H2S+CO2+N2+H2O）+79/100Vai實際煙氣量V’flue=Vflue+(a-1)Vair

a=V’air/Vair過剩空氣系數

（低壓噴射燒嘴a=1.10~1.15

高壓噴射燒嘴a=1.20~1.25）9第二節熱力學與氣體力學基礎知識1.理想氣體狀態方程PV/T=C2.流量恒定公式vA=C3.了解熱力學第一定律、第二定律（1）能量既不能創造，也不能消滅，只能由一個物體轉移到另一個物體上。（能力守恒定律（2）熱量不能自動的由高溫物體轉移至低溫物體上。102.氣體靜力學氣體靜力學的歐拉方程Z1+P1/γ=Z2+P2/γ氣體動力學的伯努里方程Z1+P1/γ+ω12/2g=C(理想氣體)Z1+P1/γ+ω12/2g=Z2+P2/γ+ω22/2g+h失（實際氣體）式中：位壓頭——Zγ動壓頭——ω2/2g.γ靜壓頭——P壓頭損失——h失11第三節工業煤氣的性質1.煤氣的成分煤氣成分，是指人工煤氣，它是由一些單一氣體混合而組成的，其中可燃成分有CO、H2、CH4等，不可燃成分有CO2、N2和少量助燃成分O2，除此之外還含有水蒸汽、焦油和一些固體粉塵微粒。由于制氣原料和煤氣的生產、回收方法不同，所以各種煤氣的組成部分及占的百分比也不同。常見煤氣的成分見下表所示。122.煤氣理化性質（1）焦爐煤氣凈化后的焦爐煤氣是無色、有臭味、有毒的易燃易爆氣體，重度0.45～0.55Kg/m3，熱值16800～18900KJ/m3，著火溫度為550～650℃，爆炸極限4～40%，理論燃燒溫度為2100℃，理論燃燒空氣需要量4.2m3/m3，燃燒火焰:棕紅色。（2）高爐煤氣凈化后的高爐煤氣是無色、無味、劇毒的易燃易爆可燃氣體，重度1.3Kg/m3,熱值3300～4200KJ/m3。理論燃燒溫度1500℃，著火溫度700℃，爆炸極限30～89%，理論燃燒空氣需要量0.595m3/m3,燃燒火焰：淺藍色。13（3）轉爐煤氣凈化后的轉爐煤氣是無色、無味、有劇毒的易燃易爆氣體，重度1.33Kg/m3，熱值7000～8400KJ/m3。理論燃燒溫度1700℃，著火溫度600～650℃，爆炸極限18～84%，理論燃燒空氣需要量1.45m3/m3，燃燒火焰：淺藍色。143.煤氣中單一氣體理化性質（1）一氧化碳：分子式為ＣＯ，無色、無臭,分子量28.01,重度1.25Kg/m3,低發熱值為16269KJ/m3,爆炸極限12.5～74.2%。,著火溫度是644~658℃,火焰呈微光,在氣體混合物中含有少量的水,可降低著火溫度,火焰呈藍色。CO毒性極強，空氣中含量達到0.06%即有害于人體，含量0.2%即可使人失去知覺，含量0.4%即可使人迅速死亡。空氣中可允許的CO濃度不得超過0.0024%(24ppm)。15（2）甲烷：分子式為CH4，無色、有微量蔥臭味，分子量16，重度0.715Kg/m3，難溶于水，低發熱值為35671KJ/m3，爆炸極限為5.4～15%，著火溫度為650℃，燃燒火焰微弱亮光。當空氣中甲烷濃度達到25%～30%時才會使人中毒3）氫氣分子式H2，無色無臭氣體，分子量2，重度0.0899Kg/m3，難溶于水，低發熱值為10747.5KJ/m3，爆炸極限為4.2～74%，著火溫度580～590℃。16（4）硫化氫分子式H2S，有濃厚的臭雞蛋味，屬于劇毒氣體，分子量34，重度1.52Kg/m3，易溶于水。低發熱值為23668.6KJ/m3，爆炸極限為4.3～45.6%，著火溫度為364℃，火焰呈藍色。在大氣中最大允許濃度為0.01g/m3，當濃度達到0.04%時有害于人體，0.1%可以致人死亡。（5）二氧化碳分子式為CO2，略有氣味的無色，不可燃的氣體，分子量為44，重度為1.977Kg/m3，易溶于水。空氣中達25mg/升時對人體即有危害，高濃度時會刺激呼吸系統，引起呼吸加快、呼吸困難并有窒息、中毒的危險。17（6）氮氣分子式為N2：無色、不可燃氣體，分子量28，重度1.25Kg/m3。化學性質不活潑，空氣中含量增加時缺氧會使人窒息。（7）氧氣分子式為O2：無色無味助燃氣體，空氣中含有21%，分子量32，重度1.429Kg/m3。18第二章煤氣設施安全要求1.煤氣加壓站、混合站（1）煤氣混合與加壓的形式：1）先混合后加壓2）先加壓后混合3）單獨混合或單獨加壓（2）混合與加壓的目的：1）根據用戶煤氣熱值的要求對不同的煤氣進行配制煤氣熱值的要求取決于工藝對火焰溫度的要求2）壓力的要求主要取決于用戶燃燒器的形式加壓機提升壓力P=P1+P1+P2-P2

P1——用戶接點處壓力

P1——

加壓站至用戶接點處煤氣管道的壓力降

P2——加壓站內管道壓力降P2——進入加壓站的煤氣壓力（焦爐鼓風機前為負壓），192021（3）一般安全要求：1）加壓機、抽氣機的規定煤氣加壓機械應有兩路電源供電，如用戶允許間斷供應煤氣，可設一路電源。焦爐煤氣抽氣機至少應有兩臺(一臺備用)，均應有兩路電源供電，有條件時，可增設一臺用蒸汽帶動的抽氣機。煤氣加壓機、抽氣機的排水器應按機組各自配置。每臺煤氣加壓機、抽氣機前后應設可靠的隔斷裝置。

222）混合站管理室的設置、儀表、聯絡管理室應裝設二次檢測儀表及調節裝置。一次儀表不得引入管理室內。管理室應設有普通電話。大型加壓站、混合站和抽氣機室的管理室宜有與煤氣調度室和用戶聯系的直通電話。站房內宜設有一氧化碳監測裝置，并把信號傳送到管理室內。3）站房內的監測、檢查機械房、加壓站、混合站、抽氣機房內的值班人員不應少于二人。室內禁止煙火，如需動火檢修，必須有安全措施和動火許可證。煤氣加壓機、抽氣機等可能漏煤氣的地方，每月至少用檢漏儀或用涂肥皂水的方法檢查一次，機械房內的一次儀表導管應每周檢查一次。232、(1)濕式煤氣柜241）特點：——儲氣壓力低為~4000Pa靠塔節上升下降，穩壓效果差塔節水封冬天怕凍操作維護簡便2）安全要求出入口接管一般分開設置，出入口管道上設隔斷裝置，濕式柜上應有容積指示裝置，充氣達到上限時能自動放散和手控放散，煤氣柜位降到下限時，應有自動停止向外輸出煤氣或自動充壓的裝置。濕式柜應設操作室，室內設有壓力計、流量計、高度指示計，容積上、下限聲光訊號裝置和聯系電話濕式柜的水封在寒冷地帶應采取相應的防凍措施。濕式柜需設放散管，人孔、梯子、欄桿。濕式柜柜頂和柜壁外3m以內范圍的電氣設備屬Q-2級。

252）干式煤氣柜

1)類型曼型干式煤氣柜——稀油密封262)特點：

——儲氣壓力較高，為5500~8000Pa

——壓力穩定

——制造施工困難，精度高

3）安全要求

——曼恩型干式柜的上部可設預備油箱；油封供油泵的油箱應設蒸汽加熱管，密封油在冬季要采取防凍措施。

——大型干式柜應設外部電梯，供檢修及檢查時載人用。電梯應設最終位置極限開關、升低異常燈。電梯內部應設安全開關和安全扣。

27——干式柜外部樓梯的入口處應設門。——控制室內除設壓力計、流量計、高度指示計，容積上、下限聲光訊號裝置，還應設：活塞升降速度、煤氣出入口閥開度、煤氣放散閥和調整閥開度、煤氣放散管流量等測定儀；各種閥的開、關和故障信號裝置以及與活塞上部操作人員聯系的通信設備。——干式柜除生產照明外還應設事故照明、檢修照明、樓梯及過道照明、各種檢測儀表照明以及外部升降機上、下出入口照明。283.煤氣管道安全要求（1）煤氣管道的敷設1)架空煤氣管道A.一般應架空敷設嚴禁高爐煤氣、轉爐煤氣埋地敷設B.管道穿越要求——不應穿過不使用煤氣的建筑物、辦公室、進風道、配電室、變電所、碎煤室以及通風不良的地點等。如需要穿過不使用煤氣的生活間，必須設有套管；

——在已敷設的煤氣管道下面，不得修建與煤氣管道無關的建筑物和存放易燃、易爆物品；

——在索道下通過的煤氣管道，其上方應設防護網；

——

廠區架空煤氣管道與架空電力線路交叉時，煤氣管道如敷設在電力線路下面，應在煤氣管道上設置防護網及阻止通行的橫向欄桿，交叉處的煤氣管道必須可靠接地；29C.防凍、隔熱、——在寒冷地區可能造成管道凍塞時，應采取防凍措施；——架空管道靠近高溫熱源敷設以及管道下面經常有裝載熾熱物體的車輛停留時，應采取隔熱措施；D.傾斜度——架空煤氣管道的傾斜度一般為2‰--5‰。E.架空高度——大型企業煤氣輸送主管管底距地面凈距不宜低于6m，煤氣分配主管不宜低于4.5m，山區和小型企業可以適當降低；

——新建、改建的高爐臟煤氣、半凈煤氣、凈煤氣總管一般架設高度：管底至地面凈距不低于8m(如該管道的隔斷裝置操作時不外泄煤氣，可低至6m)，小型高爐臟煤氣、半凈煤氣、凈煤氣總管可低至6m；——新建焦爐冷卻及凈化區室外煤氣管道的管底至地面凈距不小于4.5m，與凈化設備連接的局部管段可低于4.5m；——水煤氣管道在車間外部，管底距地面凈空一般不低于4.5m，在車間內部或多層廠房的樓板下敷設時可以適當降低，但要有通風措施，不應形成死角。3031——與輸送腐蝕性介質的管道共架敷設時，煤氣管道應架設在上方，對于容易漏氣、漏油、漏腐蝕性液體的部位如法蘭、閥門等，應在煤氣管道上采取保護措施；

——與氧氣和乙炔氣管道共架敷設時，應遵守現行氧氣站和乙炔站設計規范的有關規定；

——油管和氧氣管宜分別敷設在煤氣管道的兩側；

——與煤氣管道共架敷設的其他管道的操作裝置，應避開煤氣管道法蘭、閘閥、翻板等易泄漏煤氣的部位；

——在現有煤氣管道和支架上增設管道時，必須經過設計計算，并取得煤氣設備主管單位的同意；

——煤氣管道和支架上不應敷設動力電纜、電線，但供煤氣管道使用的電纜除外；

——其他管道的托架、吊架可焊在煤氣管道的加固圈上或護板上，并應采取措施，消除管道不同熱膨脹的相互影響，但不得直接焊在管壁上；

——其他管道架設在管徑大于或等于1200mm的煤氣管道上時，管道上面應予留600mm的通行道。3233344.燃燒裝置當燃燒裝置采用強制送風氣燃燒嘴時，煤氣管上應裝逆止裝置或自動隔斷閥。在空氣管道上應設泄爆膜。煤氣、空氣管道應安裝低壓警報裝置。空氣管道的末端應設有放散管，放散管應引到廠房外。355.隔斷裝置凡經常檢修的部位應設可靠的隔斷裝置。焦爐煤氣管道的隔斷裝置不得使用帶銅質部件。寒冷地區的隔斷裝置，應根據當地的氣溫條件采取防凍措施36（1）插板

——插板是可靠的隔斷裝置。安設的插板，管道底部離地面的凈空距：金屬密封面的插板不小于8m，非金屬密封面的插板不小于6m，在煤氣不易擴散地區須適當加高。封閉式插板的安設高度可適當降低。

37（2）水封（詳細請參考第三章）——水封裝在其他隔斷裝置之后并用時，才是可靠的隔斷裝置。水封的有效高度為煤氣計算壓力加500mm。

——水封的給水管上應設U型給水封和逆止閥。煤氣管道直徑較大的水封，可就地設泵給水，水封應在5--15min內灌滿。

——禁止將排水管、滿流管直接插入下水道。水封下部側壁上應安設清掃孔和放水頭。U型水封兩側應安設放散管、吹刷用的進氣頭和取樣管。383）眼鏡閥和扇形閥

——眼鏡閥和扇形閥不宜單獨使用，應設在密封蝶閥或閘閥后面。

——眼鏡閥和扇形閥應安設在廠房外，如設在廠房內，應離爐子10m以上。

4）密封蝶閥

——密封蝶閥不能作為可靠的隔斷裝置，只有和水封、插板、眼鏡閥等并用時才是可靠的隔斷裝置。

——密封蝶閥的使用應符合下列要求：

a.

密封蝶閥的公稱壓力應高于煤氣總體嚴密性試驗壓力；

b.

單向流動的密封蝶閥，在安裝時應注意使煤氣的流動方向與閥體上的箭頭方向

一致；

c.

軸頭上應有開、關程度的標志。

39眼鏡閥40密封蝶閥41（5）旋塞閥

——旋塞一般用于需要快速隔斷的支管上。

——旋塞的頭部應有明顯的開關標志。

——焦爐的交換旋塞和調節旋塞應用2×10＾4Pa(2040mmH2O)的壓縮空氣進行嚴密性試驗，經30min后壓降不超過5×10＾2Pa(51mmH2O)為合格。試驗時，旋塞密封面可涂稀油(50號機油為宜)，旋塞可與0.03m3的風包相接，用全開和全關兩種狀態試驗4243（6）閘閥——單獨使用閘閥不能作為可靠的隔斷裝置。——所用閘閥的耐壓強度應超過煤氣總體試驗的要求。——煤氣管道上使用的明桿閘閥，其手輪上應有“開”或“關”的字樣和箭頭，螺桿上應有保護套。——閘閥在安裝時，應重新按出廠技術要求進行嚴密性試驗，合格后才能安裝。44閘閥45（7）盲板——盲板主要適用于煤氣設施檢修或擴建延伸的部位。——盲板應用鋼板制成并無砂眼，兩面光滑，邊緣無毛刺，盲板的厚度按使用目的經計算后確定。堵盲板的地方應有撐鐵，便于撐開。46476.放散裝置（1）吹刷煤氣放散管——下列位置必須安設放散管：a.煤氣設備和管道的最高處；b.煤氣管道以及臥式設備的末端；c.煤氣設備和管道隔斷裝置前，管道網隔斷裝置前后，支管閘閥在煤氣總管旁0.5m內，可不設放散管，但超過0.5m時，應設放氣頭。——放散管口必須高出煤氣管道、設備和走臺4m，離地面不小于10m。廠房內或距廠房20m以內的煤氣管道和設備上的放散管，管口應高出房頂4m。廠房很高，放散管又不經常使用，其管口高度可適當減低，但必須高出煤氣管道、設備和走臺4m。禁止在廠房內或向廠房內放散煤氣。48——放散管口應采取防雨、防堵塞措施。——放散管的閘門前應裝有取樣管。——煤氣設施的放散管不能共用。（2）調壓煤氣放散管（剩余煤氣放散管）——調壓煤氣放散管應安裝在凈煤氣管道上。——調壓煤氣放散管應控制放散，其管口高度應高出周圍建筑物，一般距離地面不小于30m，山區可適當加高，所放散的煤氣必須點燃，并有滅火設施。

497.人孔、手孔及檢查管

——閘閥后，較低管段上，膨脹器或蝶閥組附近、設備的頂部和底部，煤氣設備、和管道需經常入內檢查的地方，均應設人孔。

——煤氣設備或單獨的管段上人孔一般不少于兩個。直管段每隔150--200m設一個人孔。人孔直徑應不小于600mm，直徑小于600mm的煤氣管道設手孔時，其直徑與管道直徑相同。

——有磚襯的管道，人孔圈的深度應與磚襯的厚度相同。

——人孔蓋上應根據需要安設吹刷管頭。

——在容易積存沉淀物的管段上部，宜安設檢查管。

508.梯子、平臺、樓梯

——煤氣設施的人孔、閥門、儀表等經常有人操作的部位，均應設置固定平臺。平臺、

———欄桿和走梯的設計應遵守GB

4053.1~4053.2-83《固定式鋼直梯和斜梯》、GB

4053.3-83《固定式工業防護欄桿》和《工業固定式鋼平臺》的有關規定。

519.管道標志和警告牌

——廠區主要煤氣管道應標有明顯的煤氣流向和種類的標志。

——所有可能泄漏煤氣的地方均應掛有提醒人們注意的警告標志。10.排水器——詳細請參考第三章52

第三章U型水封與煤氣排水器

第一節U型水封1.水封——一種以水、油等液體物質為工作介質的可以使得工作系統與外界或者工作系統內部需分割部分完全隔離的隔斷裝置。水封的類型（1）隔離水封（2）缸式水封（3）U型水封53U型水封示意圖542.工作原理由于U型水封的工作狀態分為兩種狀態：投產運行狀態與停產封水狀態，其工作原理為：當其在運行狀態之時，U型水封進出口兩端的蝶閥處于“開”的狀態，U型管道內的水基本排空，此時煤氣流經U型管道可以暢通無阻，煤氣內的冷凝水和積污得以正常排出；當其在封水狀態時，兩端的蝶閥處于“關”的狀態，U型管道內由給水管對其充水，此時煤氣完全不能從U型管道內通過，U型水封得以發揮隔斷裝置的效果。553.U型水封的有效高度由于U型水封分為兩種工作狀態，其有效高度也相應的分為運行有效高度h與封水高度H。關系：H>h>Ｐ(Ｐ為煤氣壓力)在Ｕ型水封正常運行過程當中，需要定期對其檢查排污，保證運行有效高度h達到要求值564.運行狀態下的事故處理由于生產的不正常或者其他原因，造成管道內煤氣壓力P>h時，煤氣從U型水封溢流管沖出，使得周圍煤氣超標，引發煤氣事故。關閉下降管上的閥門，分析引發事故的原因，消除其影響，并進行補水，使其有效高度h>p，恢復其正常運行。575.U型水封的安全要求（1）U型水封需要定期檢查排污，發現隱患及時處理。U型水封旁邊必須有可靠的水源，以保證斷水時的操作。（2）水封裝在其他隔斷裝置之后并用時，才是可靠的隔斷裝置。水封的有效高度為煤氣計算壓力加500mmH2O。（3）水封的給水管上應設U型給水封和逆止閥。封水應在5--15min內灌滿U型管道。（4）U型水封兩側應安設放散管、吹刷用的進氣頭和取樣管。58第二節煤氣排水器1.煤氣排水器的作用煤氣排水器也叫冷凝物排水器，它在煤氣管網中的作用是連續不斷地排出管道內的機械水和冷凝水，以及排出煤氣管道內的某些雜物污物等，排水器在水封高度正常的情況下是不能排出煤氣的，是保證管道暢通的一種必要安全附屬設施。59復式冷凝物排水器602.排水器的分類根據排水器的工作壓力，排水器可分為低壓排水器（<1000mmH2O）、高壓排水器（1000