1、1 1 煤气安全基础知识煤气安全基础知识1.1 煤气性质煤气性质1.1.1 煤气成分煤气成分 我们通常所说的煤气是指人工煤气，含有多种气体成分，为可燃性混合气体。由于制我们通常所说的煤气是指人工煤气，含有多种气体成分，为可燃性混合气体。由于制气原料和煤气的生产、回收方法不同，所以各种煤气的组成部分及所占的百分比也不同，气原料和煤气的生产、回收方法不同，所以各种煤气的组成部分及所占的百分比也不同，常见的有焦炉煤气、发生炉煤气、连续式直立炭化炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。常常见的有焦炉煤气、发生炉煤气、连续式直立炭化炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。常见煤气的成分见表见煤气的成分见表1-1。表表1-1
2、 常见煤气的成分常见煤气的成分成分%(积)COCO2H2N2O2CmHnCH4其 他焦炉煤气5-81.5-355-603-50.4-0.82-423-28高炉煤气23-3016-182-451-560.8-10.2-0.5转炉煤气60-7015-201.510-202煤气种类1.1.2 煤气理化性质煤气理化性质（1）焦炉煤气）焦炉煤气 净化后的焦炉煤气是无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体，比重净化后的焦炉煤气是无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体，比重0.3623，热值热值16800-18900kj/m3,着火温度着火温度550-650，爆炸极限，爆炸极限4.5%-35.8%，理论燃，理论燃烧温度烧
3、温度2150左右。焦炉煤气中的左右。焦炉煤气中的CO含量较高炉煤气少，但也会造成中毒事含量较高炉煤气少，但也会造成中毒事故。故。（2）高炉煤气）高炉煤气 高炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体，比重高炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体，比重0.9-1.1，热值，热值3349-4187kJ/m3,理论燃烧温度理论燃烧温度1500左右，着火温度左右，着火温度730左右，爆炸极限左右，爆炸极限30.8%-89.5%,含含N2和和CO2之和近之和近70%，会致人喘息（因氧含量很低）和窒息。，会致人喘息（因氧含量很低）和窒息。（3）转炉煤气）转炉煤气 转炉煤气的成分，在吹炼周期内，不同时期有所不同
4、，而且与回收设备及转炉煤气的成分，在吹炼周期内，不同时期有所不同，而且与回收设备及回时的操作条件有关。转炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体，热值回时的操作条件有关。转炉煤气是无色、无味、有毒的易燃易爆气体，热值6800-10000kj/m3，着火温度，着火温度530，爆炸极限，爆炸极限18.2%-83.2%。转炉煤气的理。转炉煤气的理论燃烧温度比高炉煤气高。论燃烧温度比高炉煤气高。以上三种煤气的爆炸极限（下限与上限）数值均相应于其某一特定成分。以上三种煤气的爆炸极限（下限与上限）数值均相应于其某一特定成分。1.1.3 煤气中单一气体理化性质煤气中单一气体理化性质v任何一种煤气都是由一些单一
5、气体混合而成，其中可燃气体成分有任何一种煤气都是由一些单一气体混合而成，其中可燃气体成分有CO、H2、CH4、H2S和碳氢化合物和碳氢化合物CmHn，不可燃气体成分有，不可燃气体成分有CO2、N2和少量的和少量的O2，此，此外还含有粉尘微粒及微量杂质。外还含有粉尘微粒及微量杂质。1.2 煤气中毒、着火、爆炸煤气中毒、着火、爆炸1.2.1 煤气中毒机理煤气中毒机理 （1）有害气体的基本概念）有害气体的基本概念 按对人体的作用，有害气体可分为以下几类：按对人体的作用，有害气体可分为以下几类：v单纯窒息性气体单纯窒息性气体v人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系见表人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系见表1-
6、2。v化学性窒息性气体化学性窒息性气体v刺激上呼吸道的气体刺激上呼吸道的气体v刺激肺脏的气体刺激肺脏的气体v对中枢神经有损伤的气体对中枢神经有损伤的气体 有害气体侵入人体的途径有下列几种：有害气体侵入人体的途径有下列几种：吸入吸入 由皮肤侵入由皮肤侵入 吞入吞入 （2）一氧化碳中毒机理）一氧化碳中毒机理 CO具有多种引起缺氧的作用，是一种较强的窒息性毒物。正常时人体中具有多种引起缺氧的作用，是一种较强的窒息性毒物。正常时人体中HbO2（氧合血红蛋白）和其他正铁血红素的分解产生的（氧合血红蛋白）和其他正铁血红素的分解产生的CO反应生成反应生成HbCO（碳氧血红蛋白），其浓度为（碳氧血红蛋白），其
7、浓度为0.5%。只要。只要HbCO不严重地干扰血液中不严重地干扰血液中O2的运的运输，即输，即HbCO的浓度低于的浓度低于20%，是相对无害的。，是相对无害的。CO与与Hb（血红蛋白）结合成（血红蛋白）结合成HbCO，CO与与Hb之间的亲合力要比之间的亲合力要比O2与与Hb的亲和力大。的亲和力大。CO与与Hb结合的速度比结合的速度比O2与与Hb结合的速度快。当吸入结合的速度快。当吸入CO后，血浆中后，血浆中CO便迅速把便迅速把HbO2中的中的O2排挤出来，形成排挤出来，形成HbCO。CO亦和肌红亦和肌红蛋白（蛋白（Mb）结合，其化学亲和力比和氧的大。一旦结合后也形成）结合，其化学亲和力比和氧的
8、大。一旦结合后也形成HbCO和和MbCO，CO的解离是较缓慢的，排出方式主要是通过肺。在常压下，的解离是较缓慢的，排出方式主要是通过肺。在常压下，HbCO脱离速度仅为脱离速度仅为HbO2的的1/3600，空气中，空气中CO由血液释放的半量排除期平均为由血液释放的半量排除期平均为320分钟；如吸入一个大气压的纯氧可缩短排除期至分钟；如吸入一个大气压的纯氧可缩短排除期至80.3分钟，吸入三个大分钟，吸入三个大气压的纯氧可缩短到气压的纯氧可缩短到23.3分钟。这是高压氧治疗分钟。这是高压氧治疗CO中毒的理论基础。中毒的理论基础。（3）煤气中毒表现）煤气中毒表现 急性中毒发病较急，症状严重，通常分轻、
9、中、重三级。急性中毒发病较急，症状严重，通常分轻、中、重三级。1.2.2煤气中毒事故预防煤气中毒事故预防 （1）加强煤气安全管理，对于煤气作业人员，应进行生产操作及安全技）加强煤气安全管理，对于煤气作业人员，应进行生产操作及安全技术培训考核，合格后方准上岗工作。制定严格的岗位责任制，并确保实施。术培训考核，合格后方准上岗工作。制定严格的岗位责任制，并确保实施。（2）从 生 产 设 施 的 密 闭 式 入 手，提 高 系 统 的 自 动 化 程 度，）从 生 产 设 施 的 密 闭 式 入 手，提 高 系 统 的 自 动 化 程 度，防止和减少一氧化碳在生产环境中形成危及人的健康与安全的浓度。防
10、止和减少一氧化碳在生产环境中形成危及人的健康与安全的浓度。（3）加强对生产环境的一氧化碳浓度监测和警报。一氧化碳最高浓度不）加强对生产环境的一氧化碳浓度监测和警报。一氧化碳最高浓度不允许超过允许超过30mg/m3（24ppm）。）。（4）设备或管道检修时，首先要把设备或管道内煤气吹扫干净；新建或）设备或管道检修时，首先要把设备或管道内煤气吹扫干净；新建或大修的煤气设备及管道要进行强度或气密性试验。大修的煤气设备及管道要进行强度或气密性试验。（5）在煤气区域工作）在煤气区域工作，须，须2人以上，并要携带便携式人以上，并要携带便携式CO报警仪。一旦发报警仪。一旦发生 煤 气 泄 漏，则 要 站 在
11、 上 风 侧 监 视，严 禁 任 何 人 进 入 危 险生 煤 气 泄 漏，则 要 站 在 上 风 侧 监 视，严 禁 任 何 人 进 入 危 险区，同时立即通知有关单位处理。区，同时立即通知有关单位处理。（6）建立煤气中毒事故的抢救和急救体制，配备必要的防护器具和急救）建立煤气中毒事故的抢救和急救体制，配备必要的防护器具和急救器材，如器材，如CO监测仪、空气呼吸器等，平时要经常检查，确保器具有效。佩戴监测仪、空气呼吸器等，平时要经常检查，确保器具有效。佩戴时，也须认真检查，尤其注意不准在煤气危害区摘掉口罩、鼻卡或面具。进时，也须认真检查，尤其注意不准在煤气危害区摘掉口罩、鼻卡或面具。进入高浓
12、度一氧化碳环境中工作时，一定要戴好防毒面具，并有足够的监护和入高浓度一氧化碳环境中工作时，一定要戴好防毒面具，并有足够的监护和抢救措施。抢救措施。1.2.3 煤气中毒事故抢救煤气中毒事故抢救 煤气中毒事故的现场与一般事故发生后的现场不同，爆炸、坍塌、机械煤气中毒事故的现场与一般事故发生后的现场不同，爆炸、坍塌、机械事故等发生后现场不保持原有的危险状态，而中毒事故发生后现场一般保持事故等发生后现场不保持原有的危险状态，而中毒事故发生后现场一般保持原有的危险状态。所以，进行中毒事故现场抢救时，救护人员首先应做好个原有的危险状态。所以，进行中毒事故现场抢救时，救护人员首先应做好个人自身的防护。人自身
13、的防护。1.2.3.1 将中毒者迅速及时地救出煤气危险区域，抬到空气新鲜的地方，将中毒者迅速及时地救出煤气危险区域，抬到空气新鲜的地方，解除一切阻碍呼吸的衣物，并注意保暖。抢救场所应保持清静、通风，并指解除一切阻碍呼吸的衣物，并注意保暖。抢救场所应保持清静、通风，并指派专人维持秩序。派专人维持秩序。1.2.3.2 中毒轻微者，如出现头痛、恶心、呕吐等症状，可直接送往附近中毒轻微者，如出现头痛、恶心、呕吐等症状，可直接送往附近卫生所急救。卫生所急救。1.2.3.3 中毒较重者，如出现失去知觉、口吐白沫等症状，应通知煤气防中毒较重者，如出现失去知觉、口吐白沫等症状，应通知煤气防护站和附近卫生所赶到
14、现场急救。护站和附近卫生所赶到现场急救。1.2.3.4 中毒者已停止呼吸，应在现场立即做人工呼吸并使用苏生器，同中毒者已停止呼吸，应在现场立即做人工呼吸并使用苏生器，同时时通知煤气防护站和附近卫生所赶到现场抢救。通知煤气防护站和附近卫生所赶到现场抢救。1.2.3.5 中毒者未恢复知觉前，不得用急救车送往较远医院急救，就近送中毒者未恢复知觉前，不得用急救车送往较远医院急救，就近送往医院抢救时，途中应采取有效的急救措施，并应有医务人员护送。往医院抢救时，途中应采取有效的急救措施，并应有医务人员护送。1.2.3.6 有条件的企业应设高压氧仓，对煤气中毒者进行抢救和治疗。有条件的企业应设高压氧仓，对煤
15、气中毒者进行抢救和治疗。1.2.4煤气燃烧机量煤气燃烧机量 （1）燃烧本质）燃烧本质 燃烧是可燃物质与氧或氧化剂剧烈化合而放出光和热的物理化学反应。在燃烧是可燃物质与氧或氧化剂剧烈化合而放出光和热的物理化学反应。在燃烧过程中，物质会改变原有性质而变成新的物质。燃烧过程中，物质会改变原有性质而变成新的物质。燃烧应具备的条件是：燃烧应具备的条件是：图图1-1 着火三角形着火三角形着火助燃物可燃物点火源 上述三个条件在燃烧过程中缺一不可，统称燃烧三要素。但即使具备了上述三个条件在燃烧过程中缺一不可，统称燃烧三要素。但即使具备了燃烧三要素，也不一定发生燃烧。因此，燃烧三要素只是发生燃烧的三个必燃烧三要
16、素，也不一定发生燃烧。因此，燃烧三要素只是发生燃烧的三个必要条件时，三者共同作用才能发生燃烧。如图要条件时，三者共同作用才能发生燃烧。如图1-1所示。所示。（2）煤气的燃烧）煤气的燃烧 煤气中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化反应，并产生大量的煤气中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化反应，并产生大量的光和热的物理化学过程称为煤气的燃烧。光和热的物理化学过程称为煤气的燃烧。煤气热值煤气热值 1m3煤气完全燃烧所放出的热量称为煤气的热值，单位为煤气完全燃烧所放出的热量称为煤气的热值，单位为kJ/m3。热值也。热值也叫发热量，是表示燃料质量的重要指标之一。叫发热量，是表示燃料质量的重要指
17、标之一。着火温度着火温度 燃烧温度燃烧温度 燃烧速度燃烧速度 与测试管的管径有关，一般说来，随着管径的增加，火焰传播速度增大，与测试管的管径有关，一般说来，随着管径的增加，火焰传播速度增大，但当达到某个极限数值时，火焰传播速度就不再增大；当管径减小时，火焰但当达到某个极限数值时，火焰传播速度就不再增大；当管径减小时，火焰传播速度随之减小，小到某个极限直径时，火焰就不能传播，此时管径称为传播速度随之减小，小到某个极限直径时，火焰就不能传播，此时管径称为临界直径。如氢临界直径。如氢空气的临界直径为空气的临界直径为0.86mm，甲烷，甲烷空气的临界直径为空气的临界直径为3.68mm。阻火器就是根据这
18、个原理而设计的。阻火器就是根据这个原理而设计的。煤气燃烧时所需的空气量煤气燃烧时所需的空气量 1.2.5 煤气着火事故预防煤气着火事故预防 （1）保证煤气设施的严密性，发现煤气泄漏及时处理。应经常检查：阀）保证煤气设施的严密性，发现煤气泄漏及时处理。应经常检查：阀芯、法兰、膨胀器、焊缝口、计量导管、铸铁管接头、排水槽、煤气柜与活芯、法兰、膨胀器、焊缝口、计量导管、铸铁管接头、排水槽、煤气柜与活塞间、风机轴头、蝶阀轴头等。塞间、风机轴头、蝶阀轴头等。（2）煤气设施要有良好的接地装置，对接地线要定期检查测试。）煤气设施要有良好的接地装置，对接地线要定期检查测试。（3）严格执行煤气设施和煤气区域动火
19、作业的管理制度，应事先办理动）严格执行煤气设施和煤气区域动火作业的管理制度，应事先办理动火证，应有防火措施，并经安全部门检查确认，按规定的要求、时间、地点火证，应有防火措施，并经安全部门检查确认，按规定的要求、时间、地点动火。动火。（4）应尽量避免带煤气（指作业时有煤气泄出）作业，如必须进行则应）应尽量避免带煤气（指作业时有煤气泄出）作业，如必须进行则应在降低压力的状况下进行，并必须使用铜制工具。在降低压力的状况下进行，并必须使用铜制工具。（5）带煤气作业地点附近的裸露高温管道，应做绝热处理。）带煤气作业地点附近的裸露高温管道，应做绝热处理。（6）煤气设施附近不准堆放易燃易爆物品。）煤气设施附
20、近不准堆放易燃易爆物品。1.2.6 煤气着火事故处理煤气着火事故处理 煤气设施着火时，处理正确，能迅速灭火；若处理错误，则可能造成爆炸煤气设施着火时，处理正确，能迅速灭火；若处理错误，则可能造成爆炸事故。灭火时，应设法降低煤气压力或局部停止使用煤气；往着火的设施内事故。灭火时，应设法降低煤气压力或局部停止使用煤气；往着火的设施内通入大量的蒸汽或氮气；保护周围设施不被烧红或烧坏。通入大量的蒸汽或氮气；保护周围设施不被烧红或烧坏。（1）由于设施不严密而轻微泄漏引起的着火，可用湿泥、湿麻袋等堵住）由于设施不严密而轻微泄漏引起的着火，可用湿泥、湿麻袋等堵住着火处，待火熄灭后再按有关规定补好泄漏处。着火
21、处，待火熄灭后再按有关规定补好泄漏处。（2）煤气管道着火，管道直径在）煤气管道着火，管道直径在100mm以下者可直接切断煤气灭火；管以下者可直接切断煤气灭火；管道直径大于道直径大于100mm者应逐渐降低煤气压力，但煤气压力不得低于者应逐渐降低煤气压力，但煤气压力不得低于49-98Pa，以防回火。煤气压力下降后引起的管道着火，可用黄泥、湿麻袋、石棉布等以防回火。煤气压力下降后引起的管道着火，可用黄泥、湿麻袋、石棉布等堵灭、捂灭，也可用蒸汽或灭火器扑灭。在通风不良的场所，煤气压力降低堵灭、捂灭，也可用蒸汽或灭火器扑灭。在通风不良的场所，煤气压力降低以前不要灭火，否则，灭火后煤气仍大量泄漏，会形成爆
22、炸性气体，遇烧红以前不要灭火，否则，灭火后煤气仍大量泄漏，会形成爆炸性气体，遇烧红的设施或火花，可能引起爆炸。的设施或火花，可能引起爆炸。（煤气设施着火时，应逐渐降低煤气压力，通入大量蒸汽或氮气，但设施（煤气设施着火时，应逐渐降低煤气压力，通入大量蒸汽或氮气，但设施内煤气压力最低不得小于内煤气压力最低不得小于1OOpa(10.2mmH20)。不应突然关闭煤气闸阀或封。不应突然关闭煤气闸阀或封水封，以防回火爆炸。直径小于或等于水封，以防回火爆炸。直径小于或等于100mm的煤气管道起火，可直接关闭的煤气管道起火，可直接关闭煤气阀门灭火。）煤气阀门灭火。）煤气设施内沉积物（如萘、焦油、硫化铁等）着火
23、时，可将设施的人孔、煤气设施内沉积物（如萘、焦油、硫化铁等）着火时，可将设施的人孔、放散管等一切与大气相通的附属孔关闭，使其隔绝空气自燃灭火；同时应通放散管等一切与大气相通的附属孔关闭，使其隔绝空气自燃灭火；同时应通入蒸汽或氮气。但灭火后不要立即停送蒸汽或氮气，以防设施内沉积物自燃入蒸汽或氮气。但灭火后不要立即停送蒸汽或氮气，以防设施内沉积物自燃引起爆炸。引起爆炸。（4）煤气设施已烧红时，不得用水骤然冷却，以防煤气设施急剧收缩造成）煤气设施已烧红时，不得用水骤然冷却，以防煤气设施急剧收缩造成变形断裂而泄漏出煤气。变形断裂而泄漏出煤气。（5）煤气阀、水封、压力表、蒸汽或氮气管头等，应有专人控制操
24、作。）煤气阀、水封、压力表、蒸汽或氮气管头等，应有专人控制操作。（6）火警解除后恢复通气前，应仔细检查，保证管道设施完好并进行置）火警解除后恢复通气前，应仔细检查，保证管道设施完好并进行置换操作后才允许通气。换操作后才允许通气。应该注意的是，如果扑灭了火焰，煤气不经过燃烧直接外泄，则危险区域应该注意的是，如果扑灭了火焰，煤气不经过燃烧直接外泄，则危险区域的作业人员可能会发生中毒事故，处理不当还可能发生煤气爆炸事故。所以的作业人员可能会发生中毒事故，处理不当还可能发生煤气爆炸事故。所以处理煤气燃烧事故，应由事故单位、消防队和煤气防护站共同组成临时指挥机处理煤气燃烧事故，应由事故单位、消防队和煤气
25、防护站共同组成临时指挥机构，以便统一指挥；应设立警戒范围，灭火人员要作好自我防护准备；对构，以便统一指挥；应设立警戒范围，灭火人员要作好自我防护准备；对已被烧伤的病人，不可盲目处理创面，应由医务人员处理，并及时送医院诊治。已被烧伤的病人，不可盲目处理创面，应由医务人员处理，并及时送医院诊治。1.2.7 煤气爆炸机理煤气爆炸机理 爆炸是系统的一种非常迅速的物理的或化学的能量释放过程，在这个过程爆炸是系统的一种非常迅速的物理的或化学的能量释放过程，在这个过程中，系统内物质所含的能量迅速转变为机械能以及热和光的辐射。爆炸具有三中，系统内物质所含的能量迅速转变为机械能以及热和光的辐射。爆炸具有三大特征
26、，即：放热性、瞬时性和放出大量气体。大特征，即：放热性、瞬时性和放出大量气体。（1）爆炸分类）爆炸分类 物理性爆炸物理性爆炸 化学性爆炸化学性爆炸 原子爆炸（核爆炸）原子爆炸（核爆炸）（2）燃烧与爆炸的区别）燃烧与爆炸的区别 从化学反应角度讲，燃烧与爆炸没有明显的区别。例如：以煤气做燃料从化学反应角度讲，燃烧与爆炸没有明显的区别。例如：以煤气做燃料时，煤气从喷嘴喷出后，在火焰外层与空气混合，这时燃烧的速度取决于气体时，煤气从喷嘴喷出后，在火焰外层与空气混合，这时燃烧的速度取决于气体扩散速度，作用比较缓慢，所进行的过程就是正常燃烧；但若令煤气预先与空扩散速度，作用比较缓慢，所进行的过程就是正常燃
27、烧；但若令煤气预先与空气混合达到相当比例，由于扩散过程已经完成，一经点火，就能发生爆炸。无气混合达到相当比例，由于扩散过程已经完成，一经点火，就能发生爆炸。无论燃烧还是爆炸，其所需的能量都由化学反应提供，但在传播过程和机理上则论燃烧还是爆炸，其所需的能量都由化学反应提供，但在传播过程和机理上则有所不同。有所不同。（3）爆炸极限在安全工作中的应用）爆炸极限在安全工作中的应用可燃气体在空气中的浓度低于某一极限时，氧化反应产生的热量不足以弥补散可燃气体在空气中的浓度低于某一极限时，氧化反应产生的热量不足以弥补散失的热量，则燃烧不能进行；浓度超过某一极限时，由于缺氧也无法燃烧。前失的热量，则燃烧不能进
28、行；浓度超过某一极限时，由于缺氧也无法燃烧。前一浓度极限称着火下限，后一浓度极限称着火上限。着火极限又称爆炸极限。一浓度极限称着火下限，后一浓度极限称着火上限。着火极限又称爆炸极限。爆炸极限一般用可燃性气体在混合物中的体积百分数表示。爆炸极限一般用可燃性气体在混合物中的体积百分数表示。爆炸极限可用于评定可燃气体的火灾危险性大小。可燃气体的爆炸下限爆炸极限可用于评定可燃气体的火灾危险性大小。可燃气体的爆炸下限愈低，爆炸浓度范围越大，燃爆危险性就越大。例如乙炔的爆炸极限为愈低，爆炸浓度范围越大，燃爆危险性就越大。例如乙炔的爆炸极限为2.5%82%，氢的爆炸极限为，氢的爆炸极限为4.1%74%，氨的
29、爆炸极限为，氨的爆炸极限为15%27%，其燃爆危险，其燃爆危险性排序为乙炔性排序为乙炔氢氢氨。氨。爆炸极限可作为确定可燃气体火灾危险性类别的标准，爆炸下限爆炸极限可作为确定可燃气体火灾危险性类别的标准，爆炸下限0.2%；着火、爆炸下限；着火、爆炸下限4%的单一可燃气体的单一可燃气体(蒸汽蒸汽)，其在空气中的含量不得其在空气中的含量不得0.5%。正、负压煤气管道和设备内的煤气含氧量不得正、负压煤气管道和设备内的煤气含氧量不得l%。取样分析不得早于动火前取样分析不得早于动火前2小时；取样要有代表性，即在动火容器内上、小时；取样要有代表性，即在动火容器内上、中、下各取一个样，再做综合分析。中、下各取
30、一个样，再做综合分析。用测爆仪测试时，不能少于用测爆仪测试时，不能少于2台同时测试，以防测爆仪失灵造成误测而导台同时测试，以防测爆仪失灵造成误测而导致动火危险。致动火危险。若当天动火未完，则第二天动火前也必须经空气含可燃介质分析合格，方若当天动火未完，则第二天动火前也必须经空气含可燃介质分析合格，方可继续动火。可继续动火。4 煤气设备与管道附属装置煤气设备与管道附属装置4.1燃烧装置燃烧装置 煤气的燃烧装置也叫煤气烧嘴。煤气与空气的混合速度是决定燃烧速度、温煤气的燃烧装置也叫煤气烧嘴。煤气与空气的混合速度是决定燃烧速度、温度与火焰性质的主要因素。度与火焰性质的主要因素。根据煤气与空气混合燃烧的
31、机理，可将烧嘴分为扩散式和预混式两类煤气烧根据煤气与空气混合燃烧的机理，可将烧嘴分为扩散式和预混式两类煤气烧嘴的型式。扩散式烧嘴，是煤气与空气预先不混合，扩散燃烧适用于低压、低发嘴的型式。扩散式烧嘴，是煤气与空气预先不混合，扩散燃烧适用于低压、低发热值煤气，如高炉煤气、发生炉煤气。其火焰稳定，没有回火危险性，但不易产热值煤气，如高炉煤气、发生炉煤气。其火焰稳定，没有回火危险性，但不易产生高温，容易产生不完全燃烧。生高温，容易产生不完全燃烧。预混式烧嘴，是煤气与空气预先混合，再进入炉内较快地燃烧。可形成短而预混式烧嘴，是煤气与空气预先混合，再进入炉内较快地燃烧。可形成短而高温的火焰，较适合于高压
32、、高发热值煤气，如焦炉煤气。可准确调节空气与煤高温的火焰，较适合于高压、高发热值煤气，如焦炉煤气。可准确调节空气与煤气比例，但有回火危险。气比例，但有回火危险。所谓回火与脱火，是指混合气体的流速比火焰速度慢时，火焰将回到烧嘴中所谓回火与脱火，是指混合气体的流速比火焰速度慢时，火焰将回到烧嘴中去，而形成回火事故；反之，当流速过快时，火焰将远离烧嘴，发生吹灭，引起去，而形成回火事故；反之，当流速过快时，火焰将远离烧嘴，发生吹灭，引起脱火事故。一般情况下，回火与脱火的产生受以下因素影响；烧嘴的大小、燃料脱火事故。一般情况下，回火与脱火的产生受以下因素影响；烧嘴的大小、燃料的种类、燃料与空气的混合比及
33、温度等。的种类、燃料与空气的混合比及温度等。燃烧装置的煤气、空气管道应安装低压警报装置；煤气管道的末端应设有放燃烧装置的煤气、空气管道应安装低压警报装置；煤气管道的末端应设有放散管，放散管应引到室外；燃烧装置采用强制送风的烧嘴时，煤气支管上应设逆散管，放散管应引到室外；燃烧装置采用强制送风的烧嘴时，煤气支管上应设逆止装置或自动隔断阀，空气管道上应设泄爆膜。止装置或自动隔断阀，空气管道上应设泄爆膜。4.1.1 当燃烧装置采用强制送风的燃烧嘴时，煤气支管上应装止回装置或自动隔当燃烧装置采用强制送风的燃烧嘴时，煤气支管上应装止回装置或自动隔断阀。在空气管道上应设泄爆膜。断阀。在空气管道上应设泄爆膜。
34、4.1.2 煤气、空气管道应安装低压警报装置。煤气、空气管道应安装低压警报装置。4.1.3 空气管道的末端应设有放散管，放散管应引到厂房外。空气管道的末端应设有放散管，放散管应引到厂房外。4.2 隔断装置隔断装置 煤气隔断装置是重要的生产装置，也是重要的安装装置。对煤气管道用的隔煤气隔断装置是重要的生产装置，也是重要的安装装置。对煤气管道用的隔断装置的基本要求是：安全可靠，操作灵活，便于控制，经久耐用，维修方便，断装置的基本要求是：安全可靠，操作灵活，便于控制，经久耐用，维修方便，避免干扰。避免干扰。工厂常用的隔断装置有：闸阀，插板，蝶阀，水封，眼镜阀，扇形阀，旋工厂常用的隔断装置有：闸阀，插
35、板，蝶阀，水封，眼镜阀，扇形阀，旋塞，盘形阀和盲板等。塞，盘形阀和盲板等。4.2.1 一般规定一般规定 凡经常检修的部位应设可靠的隔断装置。凡经常检修的部位应设可靠的隔断装置。焦炉煤气、发生炉煤气、水煤气（半水煤气）管道的隔断装置不应使用带铜焦炉煤气、发生炉煤气、水煤气（半水煤气）管道的隔断装置不应使用带铜质部件。寒冷地区的隔断装置，应根据当地的气温条件采取防冻措施）质部件。寒冷地区的隔断装置，应根据当地的气温条件采取防冻措施）4.2.1插板插板 插板是可靠的隔断装置。因操作时大量冒出煤气，故装设插板的管道底部距插板是可靠的隔断装置。因操作时大量冒出煤气，故装设插板的管道底部距地面应有一定的距
36、离，如果使用金属封面的插板，管道底部距离地面应不小于地面应有一定的距离，如果使用金属封面的插板，管道底部距离地面应不小于8m；使用非金属密封面的插板，则应不小于；使用非金属密封面的插板，则应不小于6m；在煤气不易扩散的地区，上述；在煤气不易扩散的地区，上述数值还应适当提高。中小型高炉煤气净化系统，使用叶形插板。数值还应适当提高。中小型高炉煤气净化系统，使用叶形插板。4.2.2 闸阀闸阀 4.2.2.1 单独使用闸阀不能作为可靠的隔断装置。单独使用闸阀不能作为可靠的隔断装置。4.2.2.2 所用闸阀的耐压强度应超过煤气总体试验的要求。所用闸阀的耐压强度应超过煤气总体试验的要求。4.2.2.3 煤
37、气管道上使用的明杆闸阀，其手轮上应有煤气管道上使用的明杆闸阀，其手轮上应有“开开”或或“关关”的字样和箭的字样和箭头，头，螺杆上应有保护套。螺杆上应有保护套。4.2.2.4 闸阀在安装前，应重新按出厂技术要求进行气密性试验，合格后才能安闸阀在安装前，应重新按出厂技术要求进行气密性试验，合格后才能安装。装。4.2.3密封蝶阀密封蝶阀4.2.3.1 密封蝶阀不能作为可靠的隔断装置，只有和水封、插板、眼镜阀等并用密封蝶阀不能作为可靠的隔断装置，只有和水封、插板、眼镜阀等并用时才是可靠的隔断装置。时才是可靠的隔断装置。4.2.3.2 密封蝶阀的使用应符合下列要求：密封蝶阀的使用应符合下列要求：密封蝶阀
38、的公称压力应高于煤气总体气密性试验压力；密封蝶阀的公称压力应高于煤气总体气密性试验压力；单向流动的密封蝶阀，在安装时应注意使煤气的流动方向与阀体上的箭单向流动的密封蝶阀，在安装时应注意使煤气的流动方向与阀体上的箭头方向一致；头方向一致；轴头上应有开、关程度的标志。轴头上应有开、关程度的标志。4.2.4 双板切断阀（平行双闸板切断阀、水封阀）双板切断阀（平行双闸板切断阀、水封阀）4.2.4.1 阀腔注水型且注水压力为煤气计算压力至少加阀腔注水型且注水压力为煤气计算压力至少加5000Pa，并能全闭到，并能全闭到位，保证煤气不泄漏到被隔断的一侧的双板切断阀是可靠的隔断装置。位，保证煤气不泄漏到被隔断
39、的一侧的双板切断阀是可靠的隔断装置。4.2.5水封水封 水封使用较普遍，因其制作、操作和维护均较简便，投资少，只要达到煤气水封使用较普遍，因其制作、操作和维护均较简便，投资少，只要达到煤气计算压力要求的有效水封高度，即可切断煤气。它主要用于焦炉煤气和净高炉煤计算压力要求的有效水封高度，即可切断煤气。它主要用于焦炉煤气和净高炉煤气、转炉等用户的煤气管道上。气、转炉等用户的煤气管道上。工厂最常用的水封是工厂最常用的水封是U型水封：型水封：其控制水封高度的溢流管设在外面，煤气阻损较小，也便于维护检查，使用其控制水封高度的溢流管设在外面，煤气阻损较小，也便于维护检查，使用较为普遍。较为普遍。U型水封见
40、图型水封见图4-1。规程规定：规程规定：“水封只有装在其他隔断装置之后并用，才是可靠的隔断装置水封只有装在其他隔断装置之后并用，才是可靠的隔断装置”。水封的有效高度或有效压头，应为煤气计算压力加水封的有效高度或有效压头，应为煤气计算压力加500mm。水封的给水装置上。水封的给水装置上应设给水封和逆止阀。禁止将水封的排水管、溢流管直接插入下水道。水封下部应设给水封和逆止阀。禁止将水封的排水管、溢流管直接插入下水道。水封下部侧壁上应安设清扫孔和放水头。侧壁上应安设清扫孔和放水头。U型水封两侧应安设放散管、吹刷用的进气头和型水封两侧应安设放散管、吹刷用的进气头和取样管。取样管。图4-1 工厂煤气净化
41、回收、使用和输送管网中，水封使用较为普遍，但存在问题也工厂煤气净化回收、使用和输送管网中，水封使用较为普遍，但存在问题也较多，主要是：必须有可靠的水源，以保证断水时的操作；不能视为可靠的切断较多，主要是：必须有可靠的水源，以保证断水时的操作；不能视为可靠的切断装置单独使用，否则一旦煤气压力过高，突破水封有效高度，就会造成严重事装置单独使用，否则一旦煤气压力过高，突破水封有效高度，就会造成严重事故；注水和放水需要很长时间，不适应操作变化的需要；寒冷地区使用水封，冬故；注水和放水需要很长时间，不适应操作变化的需要；寒冷地区使用水封，冬季易出现冻结；煤气阻损较大，不利于输送；工厂水封不少设计结构不合
42、理，易季易出现冻结；煤气阻损较大，不利于输送；工厂水封不少设计结构不合理，易发生故障或不便于维护检查，或者达不到有效高度；加之不少工厂对水封管道不发生故障或不便于维护检查，或者达不到有效高度；加之不少工厂对水封管道不善等等。因此，工厂煤气水封事故也较多，且往往造成煤气着火、爆炸和中毒等善等等。因此，工厂煤气水封事故也较多，且往往造成煤气着火、爆炸和中毒等重大事故。重大事故。4.2.6 眼镜阀眼镜阀4.2.7.1 眼镜阀和扇形阀不宜单独使用，应设在密封蝶阀或闸阀后面。眼镜阀和扇形阀不宜单独使用，应设在密封蝶阀或闸阀后面。4.2.7.2 敞开眼镜阀和扇形阀应安设在厂房外，如设在厂房内，应离炉子敞开
43、眼镜阀和扇形阀应安设在厂房外，如设在厂房内，应离炉子10m以以上。上。4.2.8 旋塞旋塞旋塞一般用于需快速切断的支管上。一般的旋塞头部都有明显的开关标志。旋塞一般用于需快速切断的支管上。一般的旋塞头部都有明显的开关标志。4.2.9 盲板盲板 盲板主要用于煤气设施检修或扩建延伸而且多年仅操作数次的部位。盲板是盲板主要用于煤气设施检修或扩建延伸而且多年仅操作数次的部位。盲板是整圆板，其石棉绳的垫圈用两圈整圆板，其石棉绳的垫圈用两圈3mm的铁丝点焊于盲板上，并用铁丝扎紧。的铁丝点焊于盲板上，并用铁丝扎紧。制造盲板时要求使用钢板，材质要求无砂眼、两面光滑、边缘无毛刺。制造盲板时要求使用钢板，材质要求
44、无砂眼、两面光滑、边缘无毛刺。4.2.9.1 盲板主要适用于煤气设施检修或扩建延伸的部位。盲板主要适用于煤气设施检修或扩建延伸的部位。4.2.9.2 盲板应用钢板制成，并无砂眼，两面光滑，边缘无毛刺。盲板尺寸应与盲板应用钢板制成，并无砂眼，两面光滑，边缘无毛刺。盲板尺寸应与法兰有正确的配合，盲板的厚度按使用目的经计算后确定。堵盲板的地方应有撑法兰有正确的配合，盲板的厚度按使用目的经计算后确定。堵盲板的地方应有撑铁，便于撑开。）铁，便于撑开。）4.3 排水器排水器 工厂副产煤气，目前普遍采用湿式净化工艺，煤气管道输送的是水蒸气饱和工厂副产煤气，目前普遍采用湿式净化工艺，煤气管道输送的是水蒸气饱和
45、煤气，还含有气流携带的机械水，以及酚、氰、萘、油雾等杂质和固体尘粒，因煤气，还含有气流携带的机械水，以及酚、氰、萘、油雾等杂质和固体尘粒，因此在管道输送过程中产生大量冷凝液，这会加速煤气管壁的电化学腐蚀；冷凝液此在管道输送过程中产生大量冷凝液，这会加速煤气管壁的电化学腐蚀；冷凝液较多时，被煤气流推动，还将产生潮涌，造成煤气压力波动；冷凝液的积聚会使较多时，被煤气流推动，还将产生潮涌，造成煤气压力波动；冷凝液的积聚会使管道断面减小，增加压力降，在低洼段形成水封使输气停止；严重的甚至造成管管道断面减小，增加压力降，在低洼段形成水封使输气停止；严重的甚至造成管道荷载过大或管道震晃而倒塌。煤气冷凝物中
46、萘的凝降影响煤气输送最为突出，道荷载过大或管道震晃而倒塌。煤气冷凝物中萘的凝降影响煤气输送最为突出，尤其是焦炉煤气输送，萘是冷凝液中主要的凝取物。在冬季，管径较小而输送距尤其是焦炉煤气输送，萘是冷凝液中主要的凝取物。在冬季，管径较小而输送距离较近的情况下，萘与油蒸气相溶形成稠度较大的胶体粘附管壁，甚至会堵塞管离较近的情况下，萘与油蒸气相溶形成稠度较大的胶体粘附管壁，甚至会堵塞管道。因此，工厂室外煤气管道，每道。因此，工厂室外煤气管道，每200m250m间距应设置一个排水器，阀门间距应设置一个排水器，阀门后的车间煤气管道也应设置排水器，以排出管网中的冷凝水、杂质和污物。后的车间煤气管道也应设置排
47、水器，以排出管网中的冷凝水、杂质和污物。排水器水封的有效高度为煤气计算压力至少加排水器水封的有效高度为煤气计算压力至少加500mm，但高压高炉从过剩，但高压高炉从过剩煤气放散管算起煤气放散管算起300m以内的净煤气总管，其排水器水封的有效高度应不小于以内的净煤气总管，其排水器水封的有效高度应不小于3000mm。排水器结构见图排水器结构见图4-2（h为水封有效高度）。为水封有效高度）。排水器可分低压（排水器可分低压（1000mmH2O、高压（、高压（10003000mmH2O）和自动）和自动（用于地下管器）三种。由于煤气压力不同，排水器的水封可采取单式水封和复（用于地下管器）三种。由于煤气压力不
48、同，排水器的水封可采取单式水封和复式水封两种。煤气排水器的水封有效高度或有效压头式水封两种。煤气排水器的水封有效高度或有效压头1000mmH2O的，可采的，可采用单式的单室水封（见图用单式的单室水封（见图4-2）；水封有效高度）；水封有效高度1000mmH2O的，可采用复式的，可采用复式的双室或多室水封。复式水封的原理，见图的双室或多室水封。复式水封的原理，见图4-3。以双室水封为例，当煤气压力以双室水封为例，当煤气压力P突破第一室水封后，在第一室水面上空间聚突破第一室水封后，在第一室水面上空间聚焦形成焦形成P1压力，如压力，如P1压力不足，以突破第二室水封高度，则形成以下压力平衡：压力不足，
49、以突破第二室水封高度，则形成以下压力平衡：1-溢流管；溢流管；2-检查管；检查管；3-闸阀；闸阀；4-水封筒；水封筒；5-排污管；排污管；6-托架托架图图4-2 排水器排水器 图图4-3第一室：第一室：P=H+P1第二室：第二室：P1=（H-h）+P0其中，其中，P0为大气压。则相对压力为大气压。则相对压力P=H+（H-h）=2H-h故故 P2H 排水器，按其结构又可分为卧式和立式两种。排水器，按其结构又可分为卧式和立式两种。卧式排水器罐位低，便于操作和维护检查，但一旦发生超高煤气压力突破水卧式排水器罐位低，便于操作和维护检查，但一旦发生超高煤气压力突破水封，会吹出卧式排水器的存水，造成煤气持
50、续外泄，直到重新补水为止，极易发封，会吹出卧式排水器的存水，造成煤气持续外泄，直到重新补水为止，极易发生煤气事故。所以卧式排水器必须在确有卸压保障的煤气管网上使用，一般应在生煤气事故。所以卧式排水器必须在确有卸压保障的煤气管网上使用，一般应在设有煤气柜并有多处自动控制放散装置的工厂使用。设有煤气柜并有多处自动控制放散装置的工厂使用。立式排水器，其插入的管段和复式水封的隔板若受腐蚀穿孔，造成水封高度立式排水器，其插入的管段和复式水封的隔板若受腐蚀穿孔，造成水封高度降低而漏煤气，难以事先检查和预防处理，但若间断地把煤气压力升高突破水降低而漏煤气，难以事先检查和预防处理，但若间断地把煤气压力升高突破
