中毒、著火、爆炸 是煤氣生產、輸配過程中易發生的三大事故,其中著火、爆炸事故對企業生產、設備、人員 傷亡造成的破壞性更為嚴重,本文著重就造成著火、爆炸事故的火源進行重點分析:
1 煤氣著火、爆炸的三個條件
①煤氣中本身含有易燃氣體H2、H2S、CO、CH4、CNHM等;②可燃氣體與空氣或氧氣混 合達到一定的濃度。③必須有引燃氣體的火源。
在煤氣設備生產運行中,上述條件①是無法避免的。條件②可燃物著火濃度又決定于系統的 壓力和可燃混合物的成分。因此,除了條件③火源條件外,著火也只有在一定的壓力和成分 條件下才能實現,即著火過程只有在一定的壓力極限和成分極限內才能實現,因而條件b可 以通過通入大量蒸汽和氮氣得以降低濃度至一定程度而下面重點分析條件③火源條件。
在實際工作中,凡是能夠引起可燃物燃燒的點火能源,我們系統為火源,主要包括明火、高 溫熱源、撞擊火花、靜電放電、電氣火花、雷電放電、化學反應熱等等。要使可燃物燃燒, 火源必須具備一定的溫度和足夠的熱量。現對煤氣可燃成分的著火溫度及爆炸極限進行分析 ,見下表1:
從上表1可以看出,可燃物達到上述溫度或爆炸范圍時即可著火或爆炸。而現實中,常見的 幾種火源,比如一個煙頭中心溫度就在200——800℃之間,電氣火花達2000——3000℃,吊 車、汽車、等機械排放的火星溫度約在600——800℃之間等等,大大超過了煤氣中可燃氣體 的燃點,故一點即燃。
2 火源分析
結合實際,在煤氣生產過程中,造成煤氣著火爆炸事故的主要火源有:
2.1 明火
2.1.1 常見明火有
焊割動火,包括電焊、氣焊、噴燈火焰等。其中,氣焊氧炔焰溫度高大3000℃。電焊電弧溫 度可達3000~6000℃,噴燈火焰也有1000℃以上,焊割時產生的金屬熔珠和飛濺的火花也高 達2000~3000℃,都能引起煤氣的著火與爆炸。
2.1.2 機械排放火星,包括火車、汽 車、拖拉機、摩托車、吊車等機械排放的火星,其火星溫度大約在600~800℃之間。
2.1.3 生活用火,以一個煙頭、打火機為例:煙頭中心溫度為200~800℃,打火機火焰 溫度高達1200℃。
2.2 高溫熱源
高溫熱源包括高溫蒸汽管道、高溫物件(如鐵水罐、出爐鋼錠)、蒸汽采暖系統等。以高溫蒸 汽管道為例:生產運行中的高溫蒸汽管道可以分為中壓、低壓,中壓管道溫度高達440℃, 低壓管道表面溫度也高達250℃。因此,在煤氣作業區域內的上述管道如隔熱措施不徹底, 煤氣作業法蘭開口時煤氣高速撞擊蒸汽管道則會引起著火事故。
2.3 摩擦撞擊引起火花
包括鐵質工具撞擊、機械物件摩擦。
2.4 靜電放電
包括化纖衣物、人身毛發摩擦放電。
2.5 電氣火花
這里著重指煤氣作業區域內電氣設備應斷電時未斷電,電氣開關打火、短路、過熱、接觸不 良等。
2.6 雷電放電
2.7 化學反應熱
焦爐煤氣在管道內輸送過程中,鐵質管壁與空氣中的氧氣發生化學反應生成Fe2O3,Fe2O3與煤氣中H2S成份發生化學反應生成沉積物Fe2S3,沉積物Fe2S3在松散型 狀態下,空氣中的氧(O2)充分進入Fe2S3中發生化學反應生成Fe2O3單質S,并釋放大量熱量,其熱量足以使單質S變 成硫蒸汽。硫蒸汽在化學反應釋放的高熱量作用下,發生自燃著火(硫蒸汽燃點低,200℃以 上即可自燃)從而引發煤氣著火事故,上述化學反應方 程式為:
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3
Fe2O3 + 3H2S = Fe2S3 + 3H2O
2Fe2S3 + 3O2 = 2Fe2O3 + 6S + 149KCaL
3 包鋼燃氣廠近年煤氣著火爆炸事故回顧
現對近幾年來包鋼燃氣廠發生的幾起煤氣著火事故分析,來看其發生原因,請看下表2:
4 事故的預防措施
如何防范火源,避免發生煤氣事故,是我們安全工作中的一個重要課題,本文就各種火 源提出相應的預防措施:
4.1 明火的預防
4.1.1 煤氣區域應掛牌標志,制定健全的動火安全管理制度。
4.1.2 在煤氣區域,凡是動火作業人員都必須辦理動火申請、審批手續,并經煤氣防護 車間專業人員審批合格后,簽發動火證方可動火。
4.1.3 加強煤氣區域的巡回檢查。
4.1.4 帶煤氣抽堵盲板作業前,沿線檢查,確認無明火。
4.2 高溫熱源的預防
4.2.1 高溫管線與煤氣作業點較近時,高溫管線表面應刷石灰水1.5-2m或用石棉布包裹 進行隔熱處理,作業法蘭也相應刷石灰水處理。
4.2.2 帶煤氣抽堵盲板時,如作業點經常通過運輸鐵水罐、鋼錠的車輛時,應提前聯系 有關單位,作業期間嚴禁運輸高溫物件的車輛通行,并安排防護人員進行封道,確保安全。
4.3 摩擦撞擊引發火源的預防
431 帶煤氣抽堵盲板時使用銅工具或鐵 工具涂黃甘油。
4.3.2 帶煤氣抽堵盲板時應避免工具、機具碰撞、掉落等。
4.3.3 帶煤氣作業時,作業人員不許穿帶釘子鞋。
4.3.4 帶煤氣鉆眼時、搬眼時,鉆頭應涂油,鉆眼過程中,鉆頭不停地用冷水冷卻。
4.3.5 煤氣運行機械設備,潤滑制度要認真執行。
4.4 靜電火花的預防
4.4.1 為進行帶煤氣作業人員配備防靜電服。
4.4.2 帶煤氣抽堵盲板作業前,正確穿戴防靜電服,并將身體靜電放掉。
4.4.3 抽堵焦爐煤氣或混合煤氣盲板時,法蘭兩側要用導線連接,使其電阻為零。并進 行搖表測接地試驗,測地電阻不大于5Ω。
4.5 電氣火花的預防
4.5.1 帶煤氣作業時,作業點附近照明設備應設在作業點10m外,并采用防爆型。
4.5.2 進入煤氣設施內工作,所用照明電壓不得超過24V。
4.5.3 作業現場電器開關盒應遠離煤氣作業點。
4.5.4 嚴禁在煤氣設備上拴拉帶電的電焊線、電纜。
4.6 雷電放電起火的預防
4.6.1 定期對煤氣設備的接地裝置進行檢測。
4.6.2 嚴禁雷雨天進行帶煤氣抽堵盲板作業。
4.7 化學反應熱著火的預防
4.7.1 防止產生自燃物質鐵的硫化物FeS、Fe2S3最根本的方法是煤氣進入煤氣管道 前消除其中的H2S含量至最小程度。
4.7.2 采取防止煤氣管道內腐蝕的措施。例如,煤氣的干燥、管道內采用保護層及用非 鋼管材。
4.7.3 作業時,在作業點附近向管道內大量通入氮氣或蒸汽置換管道內煤氣,并使作業 點保持微正壓,并設置壓力表監視壓力情況。
4.7.4 煤氣作業法蘭下方平臺鋪石棉布,待法蘭開口后沉積物墜落在石棉布上,迅速卷 起移走。
4.7.5 作業法蘭開口后,剔口后再抽出盲板或墊圈,剔口時要快,盡量減少與空氣接觸 時間。
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