冶金煤氣的來源
煤氣是冶金生產(chǎn)的副產(chǎn)品和重要能源，生產(chǎn)和使用量大。冶金煤氣主要有焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣。煉焦炭時產(chǎn)生的煤氣叫焦?fàn)t煤氣；將焦炭送到高爐去煉鐵，它是作為還原劑使用的，把鐵礦石中的鐵還原出來，焦炭就生成了煤氣----高爐煤氣；還原過程中有多的炭浸入，鐵含炭高，需要脫炭，脫炭即為煉鋼，脫炭產(chǎn)生煤氣----轉(zhuǎn)爐煤氣。煉焦、煉鐵、煉鋼過程中煤氣的發(fā)生量很大：
焦?fàn)t煤氣：500m3-600m3/t
高爐煤氣：1000m3-1400m3/t
回收轉(zhuǎn)爐煤氣：50m3-100m3/t
冶金煤氣是冶金能耗的大頭，占能耗的53%，冶金煤氣是冶金企業(yè)的副產(chǎn)品，有效利用冶金煤氣也是企業(yè)節(jié)能降耗的重要途徑。如轉(zhuǎn)爐回收得好，可以實現(xiàn)負(fù)能煉鋼。
二、 冶金煤氣的危險性
煤氣是混合物，由于成份不一樣，煤氣體現(xiàn)的危險性不一樣。從安全的角度，最關(guān)心的是一氧化炭、氫氣、甲烷三種成份，他們既是危險成份，也是有用成份，具有較高的熱值。體現(xiàn)煤氣的毒性上，實際主要是一氧化炭，煤氣中毒，主要是一氧化炭中毒。煤氣中的氫氣和甲烷具有爆炸性，爆炸極限越低，煤氣爆炸性越強(qiáng)。見下表：
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通過這個表格看出來，焦?fàn)t煤氣中CO含量比較底，毒性最小，但爆炸性下限最低，爆炸性很強(qiáng)；轉(zhuǎn)爐煤氣CO最高，含量占60-70％，毒性相當(dāng)厲害。高爐煤氣既有毒性，又有爆炸性，但有所區(qū)別。
所有的煤氣都具有毒性和火災(zāi)爆炸危險性。
n 焦?fàn)t煤氣容易爆炸（毒性相對較低）
焦?fàn)t煤氣爆炸下限5.5%左右，接近甲烷、氫氣。
n 轉(zhuǎn)爐煤氣極具毒性
轉(zhuǎn)爐煤氣、鐵合金煤氣的CO含量在60-70%。有轉(zhuǎn)爐煤氣通過煙囪放散，空中經(jīng)過的小鳥就中毒掉下來的案例。
n 高爐煤氣壓力高，溫度高
高爐煤氣出爐壓力可達(dá)0.35-0.4Mpa（大型高爐出爐壓力可達(dá)4公斤，如寶鋼，基本都是高壓操作，為了強(qiáng)化冶煉，提高產(chǎn)量）, 爐頂煤氣溫度可達(dá)300OC。由于高爐有這個特點，生產(chǎn)中要回收高爐壓力，就出現(xiàn)了TRT（高爐余壓發(fā)電）。
三、冶金煤氣安全重點
（一）爐窯本體的安全
1.高爐安全
高爐煤氣是焦炭和鐵礦石在爐內(nèi)起化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。焦炭主要是還原劑，焦炭和鐵礦石從爐頂逐步往下走，焦炭走到風(fēng)口與被補(bǔ)進(jìn)去的熱風(fēng)一起燃燒，生成CO2，CO2再往上走碰到落下來的焦炭生成CO，CO碰到鐵礦石，將Fe2O3逐步變成Fe3O4、FeO，即鐵水。
CO不斷生產(chǎn)，并聚集在爐的項部，通過爐子的上升管把煤氣引出，這就是煉鋼的副主品。高爐涉及到什么安全問題呢，爐內(nèi)煤氣不能隨便跑出來。煤氣有幾個地方可能跑出來，一是爐頂裝料的地方。目前采取的是分段下料，分步隔離（大鐘小鐘，或叫串罐或并罐料罐裝料），堵住煤氣，讓料能下來，堵不好就會冒煤氣。
高爐風(fēng)口、鐵口、渣口套接不嚴(yán)冒煤氣（供風(fēng)給爐內(nèi)，進(jìn)風(fēng)口也易冒煤氣；鐵口、渣口不出鐵不出鋼時應(yīng)堵住。所以從監(jiān)管上要關(guān)心這此地方的煤氣濃度，看是否超標(biāo)）；
高爐爐頂裝料系統(tǒng)不嚴(yán)冒煤氣（爐頂裝料系統(tǒng)采取氮氣密封，保持高于爐內(nèi)0.05 Mpa壓力，大小鐘拉桿、料罐的齒輪箱等處）；
高爐冷卻系統(tǒng)進(jìn)出爐壁不嚴(yán)冒煤氣（要有明確的警示標(biāo)志，一般人不能去，安監(jiān)檢查也不能上去）；
高爐風(fēng)口以上各層平臺煤氣危險區(qū)（要有明確的警示標(biāo)志，一般人不能去，安監(jiān)檢查也不能上去）。
還要控制爐內(nèi)壓力。爐頂有一個放散裝置，叫泄壓，泄壓不好，會導(dǎo)致事故。檢查時要到中控室檢查氮氣的密封壓力、齒輪箱的密封情況、冷卻水進(jìn)出水溫度是不是正常，有沒有限制、報警等等。
2.轉(zhuǎn)爐安全
高爐內(nèi)是一個還原反應(yīng)，相反，轉(zhuǎn)爐內(nèi)是一個氧化反應(yīng)，它是把鐵水中的炭氧化（脫）掉，采取的辦法是用氧槍向爐內(nèi)的鐵水吹氧，吹氧的過程就產(chǎn)

生一氧化炭。回收爐內(nèi)一氧化炭采用的是外延法，爐口不蓋嚴(yán)，外面的空氣會進(jìn)來，產(chǎn)生的一氧化炭會部燒掉了，此方法叫燃燒法。轉(zhuǎn)爐煉鋼的前期和后期爐蓋是打開的。回收煤氣是在中間一段，煙罩落下來，不讓外面的空氣進(jìn)去。
從安全的角度講，應(yīng)注重以下幾點
轉(zhuǎn)爐煙罩氧槍、副槍插入孔冒煤氣（固定煙罩和活動煙罩應(yīng)密封好，密封的方法有多種，如沙、水、機(jī)械密封等）；
轉(zhuǎn)爐加料系統(tǒng)冒煤氣（加料口加造渣、浠釋，去雜加石灰時，容易漏煤氣，這里也要用氮氣氣封，要考慮密封的壓力，壓力有沒有報警等）；
轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻進(jìn)出不嚴(yán)冒煤氣（壓力太大，煤氣會跑出來，壓力太小，空氣會進(jìn)取）；
轉(zhuǎn)爐爐口以上各層平臺煤氣危險區(qū)（也是不讓人隨便上去的，在這些區(qū)域作業(yè)是否按規(guī)定執(zhí)行，有沒有制度，有無單人作業(yè)情況，作業(yè)是不是隨身攜帶一氧化炭報警器等）。
還要關(guān)注氧槍冷卻水泄漏、噴濺問題。
3.焦?fàn)t安全
焦?fàn)t煤氣的發(fā)生機(jī)理與前兩種不一樣，它是物理作用，是煤在在炭化室內(nèi)（兩側(cè)是燃燒室）隔絕空氣的情況下加熱，經(jīng)干餾，使煤含有的一些有機(jī)物質(zhì)蒸發(fā)出來，即為焦?fàn)t煤氣（如圖），通過上升管、集氣管（有調(diào)壓系統(tǒng)、煤氣放散系統(tǒng)），又引入下方作為加熱燃料。因此，焦?fàn)t煤氣安全主要有以下兩個重點區(qū)域：
焦?fàn)t地下室煤氣危險區(qū)（要監(jiān)測濃度，易爆區(qū)，不能動火作業(yè)）；
焦?fàn)t爐頂煤氣危險區(qū)（主要含裝煤孔作業(yè)、上升管不能堵塞、集氣管壓力不能太大，也不能太小）。
（二）高爐煤氣凈化回收工藝過程的安全
1.高爐煤氣回收
煤氣必須要凈化，它從爐內(nèi)出來時的含塵量有10克左右，到用戶只到10毫克左右，必須要把塵去掉。目前除塵有兩大類方法，一類是濕法，一類是干法。不管是顯法還是干法，都要先經(jīng)過重力除塵器把大顆粒塵除掉。港陸事故情況：爐頂放散正常情況下，爐頂壓力是0.6公斤左右，事故時是1.2公斤，而放散閥的配重超過設(shè)計20%，放散閥沒有動作，重力除塵器放散閥配重多加了超過正常的73.5公斤，超設(shè)計20%，也沒有動作，壓力通過頂部的防爆板（規(guī)程沒有要求設(shè)置）泄漏，除塵器離廠房高度和直線距離為9米多（都不夠），煤氣擴(kuò)散到出鐵廠。出鐵廠正出鐵，有煙霧、水氣，掩蓋了飄過來的煤氣，導(dǎo)致現(xiàn)場人員中毒。
高爐濕法除塵防止排污系統(tǒng)冒煤氣，循環(huán)水系統(tǒng)帶煤氣，凈化水池（如果是管道，水位高時壓力可封住煤氣，當(dāng)清洗水池時人員就會中毒）。2006年6月11日，齊鋼清洗水池時就發(fā)生了事故、地溝就會串入煤氣。
高爐干法除塵防止出灰系統(tǒng)冒煤氣、電除塵控制煤氣含氧量不超過1%。防塵要密封，最好調(diào)濕。不要放干灰。在重力除塵器處放干灰，往往是出煤氣再關(guān)掉，非常危險，這種違章行為較普遍。
2.轉(zhuǎn)爐煤氣回收
轉(zhuǎn)爐煤氣回收有兩種工藝，一種叫OG法（如下圖），是一種濕法除塵，也就是雙文法（兩級文氏管）。文氏管是一種變徑管，當(dāng)煤氣通過變徑管時，由小口徑通過大口徑時，壓力能變?yōu)閯幽埽俣葧黾樱瑑蛇呌兴畤娏埽F把塵粒粘住了。一級文氏管是一種液流文氏管，液流起泄爆作用，同時液流可滅煤氣帶來的火星。二級文氏管是一種可調(diào)口徑文氏管，調(diào)節(jié)口徑，可控制爐口的微正壓（5毫米水柱）。煙罩提升時，叫煙氣凈化，凈化的煙氣通過三通閥打向煙窗。
從安全考慮，轉(zhuǎn)爐（系統(tǒng)）煤氣間歇式回收，保持系統(tǒng)惰性（不回收也要充氮氣保持系統(tǒng)壓力，防止煤氣倒罐，所以有一個水封逆止閥）。第一、二級文氏管都在轉(zhuǎn)爐平臺以上，檢查時看不到，只能看風(fēng)機(jī)房、后面的三通閥、水封閥、放散管，可檢查放散管高度是否符合要求，煤氣點燃了沒有，因為煤氣毒性很大，所以放散管必須高于30，有的廠現(xiàn)在高于60。必須防雷，下面要接地，水封、防止封隔斷時有沒有液流。
轉(zhuǎn)爐煤氣回收流程(OG法)
另外一種方法，LT法是轉(zhuǎn)爐凈化的方向，是電除塵。煤氣通過煙罩、蒸發(fā)冷卻器（水蒸氣和水噴進(jìn)去，降煤氣的溫度），通過電除塵器（一般4個

電場）除塵，再通過煤氣冷卻器把溫度進(jìn)一步降下來，再送到煤氣柜。除塵器收下來的干灰密封輸送，作為燒結(jié)原料。電除塵要嚴(yán)格控制進(jìn)到電除塵系統(tǒng)的氧含量，控制煤氣柜含氧量不超過2% ；轉(zhuǎn)爐LT法控制煤氣含氧量不超過1%。下圖系統(tǒng)中裝有氧含量激光分析儀。
另外，煤氣冷卻器的冷卻水要保持高低位報警。
轉(zhuǎn)爐煤氣回收流程(LT法)
3.焦?fàn)t煤氣回收
焦?fàn)t煤氣回收的物質(zhì)是沒有燃燒過的有機(jī)物質(zhì)，價值很高，比煤氣的價值還高。所以焦?fàn)t煤氣回收有凈化回收車間、苯精制等等后續(xù)工藝。從集氣管收集起來的粗煤氣要初冷，把溫度保持在28度左右，通過鼓風(fēng)機(jī)輸送到后面工藝。鼓風(fēng)機(jī)前叫負(fù)壓系統(tǒng)，鼓風(fēng)機(jī)后叫正壓系統(tǒng)。通過電捕焦油器（類似電除塵）除焦油，再脫炭、脫硫、脫氰，回收氨，再把溫度進(jìn)一步冷卻（脫硫時溫度上升了），再用洗油洗煤氣，回收里面的苯。此時煤氣凈化過程基本完成了。
凈化過程中有許多塔，如反應(yīng)塔、洗滌塔，脫硫塔、洗苯塔，也涉及到很多介質(zhì)，如水、洗油等等。介質(zhì)有一個排放的問題，有一個水封、油封的高度問題，一定要保持工作壓力加500毫米水柱。還有一個就是含氧量的控制，電捕焦油是高壓的電場，氧含量高會產(chǎn)生爆炸。
（三）凈化回收設(shè)備的安全
1) 凈化回收設(shè)備之間與管網(wǎng)要可靠隔斷（因為凈化回收設(shè)備要經(jīng)常檢修，要與系統(tǒng)脫離）；
2) 重力除塵器最高點應(yīng)設(shè)放散閥；
3) 布袋除塵器應(yīng)設(shè)有煤氣高、低溫報警和低壓報警裝置，各箱體應(yīng)設(shè)泄爆裝置（濾代耐溫一般280度以下）；
4) 電除塵器應(yīng)設(shè)氧含量超標(biāo)斷電控制；
5) 濕法洗滌塔（包括比肖夫）污水排出管要保持水封有效高度；
6) 高爐煤氣TRT入口管道上還應(yīng)設(shè)有緊急切斷閥（一旦煤氣壓力供應(yīng)緊急切斷），應(yīng)設(shè)有可靠、嚴(yán)密的軸封裝置 。
（四）管網(wǎng)輸送安全
煤氣管網(wǎng)分布區(qū)域廣、危險源點多。
1) 煤氣管道應(yīng)采取消除靜電和防雷的措施；
2) 高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣等管道不應(yīng)埋地敷設(shè)（含煤氣10%以上的管道不應(yīng)埋地敷設(shè)，因埋地腐蝕后，滲出的氣沿地逢串，串到休息室、值班室導(dǎo)致事故。城市用氣含煤氣小10%），煤氣管道不應(yīng)穿過不使用煤氣的建構(gòu)筑物；
3) 在已敷設(shè)的煤氣管道下面，不得修建無關(guān)的建筑物和存放易燃、易爆物品；
4) 架空管道要防止高溫?zé)嵩摧椛洌ㄤ撍败囕v通過或停于下方是不允許的）；
5) 煤氣管道的架設(shè)要防止被車輛碰撞（高度一般不低于5米）；煤氣輸送防止壓力波動，安全運(yùn)行壓力不低于500Pa（規(guī)范沒有定，是建議值，普遍采用，低了通蒸氣、氮氣保壓）；
6) 煤氣管道要防止地基沉陷、應(yīng)力拉伸。
（五）隔斷裝置
隔斷裝置失效是煤氣事故的主要因素。
1) 可靠隔斷裝置有插板、盲板；
2) 視為可靠的隔斷形式有：閥門+水封、閘閥（密封蝶閥）+眼鏡閥(扇形閥)；
3) 閥門應(yīng)有開度及方向的標(biāo)志；
4) 水封要保持水封高度和溢流現(xiàn)象。寒冷地區(qū)應(yīng)采取防凍措施（通蒸氣保溫）。
煤氣設(shè)備與管道附屬裝置——NK球閥
（六）燃燒裝置
爆炸事故的防控重點
1) 爐窯點火必須先點火、后開煤氣（先吹一吹，查看煤氣開關(guān)是否處于關(guān)閉位置）；
2) 煤氣燃燒要防止回火、吹脫（對壓力有要求，還要求管道上有緊急切斷閥，當(dāng)壓力低它就會關(guān)閉）；
3) 煤氣管上應(yīng)裝逆止裝置或緊急切斷閥、在空氣管道上應(yīng)設(shè)泄爆膜；
4) 煤氣、空氣管道應(yīng)安裝低壓警報裝置；
5) 煤氣燒嘴應(yīng)有火焰監(jiān)測裝置（火滅時將信號傳給繼電器，關(guān)閉閥門）。
煤氣燃燒器要有常明火（小火），
（七）放散裝置
防止人為中毒事故，一種方式是人工吹掃，通過放散管將其引走。吹刷煤氣放散管必須安設(shè)在煤氣設(shè)備和管道的最高處；或煤氣管道以及臥式設(shè)備的末端；放散管口必須高出煤氣管道、設(shè)備和走臺4m，離地面不小于10m。
調(diào)壓煤氣放散管管口高度應(yīng)高出周圍建筑物，一般距離地面不小于30m，所放散的煤氣必須點燃，并有滅火設(shè)施。
（八）排水器
排水器是事故常發(fā)部位。
有人值守的值班室、操作室等不應(yīng)設(shè)在排水器旁，排水器應(yīng)有明顯的警告標(biāo)志；
排水器的滿流管口應(yīng)保持溢流。
（九）煤氣柜
煤氣柜是重大危險源（臨界量5噸）。
1) 煤氣柜不應(yīng)建設(shè)在居民稠密區(qū);
2) 煤氣柜周圍應(yīng)設(shè)有圍墻（隔絕）、消防車道和消防設(shè)施，柜頂應(yīng)設(shè)防雷裝置；
3) 煤氣柜上應(yīng)有容積指示裝置，柜位達(dá)到上限時應(yīng)關(guān)閉煤氣入口閥，并設(shè)有放散設(shè)施，還應(yīng)有煤氣柜位降到下限時，自動停止向外輸出煤氣或自動充壓的裝置。煤氣柜應(yīng)設(shè)操作室，室內(nèi)設(shè)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(lián)系電話。（要防止干擾信號，重鋼2006年11月3日，電焊機(jī)地線搭接在進(jìn)口不到二十米的地方，產(chǎn)生干擾信號，造成放散被誤打開，緊急疏散900多人，75分鐘。）
（十）煤氣加壓站與混合站
重點監(jiān)控、關(guān)鍵部位（焦?fàn)t煤氣鼓風(fēng)機(jī)—加壓機(jī)房被視為心臟，是易爆場所，照明燈具、開關(guān)、布線必須防爆，門窗要向外開，門窗面積不能小于容積的十分之一，平時和事故狀態(tài)下都要有通風(fēng)等）。
1) 站房內(nèi)宜設(shè)有一氧化碳監(jiān)測裝置，并把信號傳送到管理室內(nèi)；
2) 站房內(nèi)應(yīng)有通風(fēng)換氣裝置；
3) 煤氣加壓機(jī)械應(yīng)有兩路電源供電；
4) 煤氣加壓機(jī)、抽氣機(jī)的排水器應(yīng)按機(jī)組各自配置；
5) 每臺煤氣加壓機(jī)、抽氣機(jī)前后應(yīng)設(shè)可靠的隔斷裝置（1987年6月30日，馬鋼轉(zhuǎn)爐6萬立方氣柜加壓機(jī)僅靠一個水封隔斷，爐氣串入值班室，站房的監(jiān)測裝置失效，4人聽到煤氣沖破水封的聲音，沒有意識到是煤氣泄漏而去檢查，中毒死亡）。
（十一）其他附屬裝置
一些附屬裝置容易成為安全盲點，如：
1) 蒸汽管、氮氣管（伴隨煤氣管）；停用時必須與煤氣設(shè)施斷開或堵盲板（防止斷氣時，閥門關(guān)閉不可靠，煤氣沿蒸汽管串入澡堂、食堂、辦公樓，歷史上發(fā)生多次此類事故。）；
2) 補(bǔ)償器：宜選用耐腐蝕材料制造；廠房內(nèi)不得使用帶填料的補(bǔ)償器；
3) 泄爆閥不應(yīng)正對建筑物的門窗和走道；
4) 管道標(biāo)志（要有介質(zhì)、流向標(biāo)志，煤氣為灰色，管道還要有標(biāo)高）和警示牌（所有的水封都要掛煤氣危險的警示牌，防過路人在此處停靠、休息）；
5) 煤氣設(shè)施的人孔、閥門、儀表等經(jīng)常有人操作的部位，均應(yīng)設(shè)置固定平臺。
四、冶金煤氣安全管理要務(wù)
（一）在煤氣使用單位較多的企業(yè)中，應(yīng)設(shè)煤氣調(diào)度室（生產(chǎn)、使用是波動的，還要停修，發(fā)生煤氣事故在緊急調(diào)度關(guān)閉，所以應(yīng)設(shè)煤氣防護(hù)站，并半軍事化管理，設(shè)施按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，并經(jīng)常作應(yīng)急演習(xí)）。
（二）鋼鐵企業(yè)應(yīng)設(shè)煤氣防護(hù)站或煤氣防護(hù)組，按計劃定期進(jìn)行各種事故搶救演習(xí)。
（三）煤氣設(shè)施應(yīng)明確劃分管理區(qū)域，明確責(zé)任（哪個閥門該誰管都要明確），建立嚴(yán)格的制度。
（四）煤氣管網(wǎng)、設(shè)施應(yīng)建立技術(shù)檔案（如管網(wǎng)的走向、大中修記錄、設(shè)計圖紙、俊交工資料等等）。
（五）煤氣危險區(qū)的一氧化碳濃度應(yīng)定期測定，在關(guān)鍵部位應(yīng)設(shè)置固定的一氧化碳監(jiān)測裝置。作業(yè)環(huán)境一氧化碳最高允許濃度為30mg/m3(24ppm)（8小時允許濃度，高了時間要縮短工作時間，有一個一氧化碳在身體內(nèi)積累的問題）。
（六）應(yīng)對煤氣工作人員進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格的人員才準(zhǔn)上崗作業(yè)。
（七）有條件的企業(yè)應(yīng)設(shè)高壓氧倉，對煤氣中毒者進(jìn)行搶救和治療
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