用作燃料的可燃?xì)怏w稱為煤氣,它已成為城鎮(zhèn)居民公共事業(yè)及工業(yè)用戶的重要燃料資源,煤氣的生產(chǎn)可分為天然生產(chǎn)和人工制造兩種。生產(chǎn)煤氣的原料主要是煤和渣油,人工制造的方法主要有焦?fàn)t制氣、炭化爐制氣、水煤氣爐制氣、發(fā)生爐制氣、油制氣等。通過制氣生產(chǎn)的粗煤氣還要經(jīng)過凈化處理,達(dá)到規(guī)定要求,通過計(jì)量室計(jì)量后,才可壓送入儲(chǔ)氣柜或煤氣輸配管網(wǎng)供用戶使用。煤氣凈化處理過程包括冷凝冷卻、排送、脫焦油霧、脫氨、脫苯、脫硫和脫萘等工序。在煤氣生產(chǎn)過程中,還可回收數(shù)百種化工副產(chǎn)品。
煤氣燃燒無煙,不污染環(huán)境,火力強(qiáng),熱效率高,以煤氣作燃料有利于節(jié)約能源。但煤氣的易燃易爆、有毒等特性,決定了其在生產(chǎn)和輸配過程中潛在的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性。煤氣廠(站)一旦遭災(zāi)停產(chǎn),不僅危及人員生命安全和造成國家財(cái)產(chǎn)損失,并且影響居民的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)。所以,必須重視煤氣廠(站)的防火工作。
1.火災(zāi)危險(xiǎn)性
(1)煤氣發(fā)生爆炸的情況與點(diǎn)火源在煤氣生產(chǎn)中,煤氣與空氣能形成爆炸性氣體混合物,火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)情況一般在開爐時(shí)、停爐時(shí)、悶爐時(shí)、煤在爐中懸掛下墜時(shí)、突然斷電時(shí)、突然斷水時(shí)、檢修時(shí),以及發(fā)生煤氣泄漏時(shí)發(fā)生。其間主要的點(diǎn)火源有生產(chǎn)設(shè)備L的高溫物體;檢修時(shí)的焊割、噴燈和明火;雷擊、靜電;電氣設(shè)備及線路產(chǎn)生的電火花;鐵器碰擊、摩擦產(chǎn)生的火星;吸煙、縱火等。
(2)原料準(zhǔn)備過程
①以煤為原料的煤氣生產(chǎn)廠,由于煤在儲(chǔ)存時(shí),堆放方法不當(dāng),堆放過高過大、堆放時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)導(dǎo)致氧化放熱積而不散發(fā)生自燃,煤在粉碎、研磨、篩分或裝卸、皮帶輸送過程中,也易造成煤粉塵飛揚(yáng)引發(fā)粉塵爆炸。
②以渣油為原料的煤氣生產(chǎn)廠,由于油品在儲(chǔ)存、裝卸及輸送過程中可能泄漏流散,會(huì)使油蒸汽擴(kuò)散到空氣中產(chǎn)生火災(zāi)危險(xiǎn)。此外,當(dāng)遭受雷擊、靜電,以及在設(shè)備檢修時(shí)動(dòng)用明火,都可引燃油品。
(3)制氣生產(chǎn)過程
①利用焦?fàn)t制氣時(shí),焦?fàn)t的爐門和頂部有時(shí)會(huì)冒出濃煙烈火,引燃附近的可燃物,加熱用的煤氣管道或閥門管件發(fā)生泄漏,也會(huì)受爐內(nèi)噴出的火焰或高溫爐壁作用起火或爆炸。
②利用炭化爐制氣時(shí),煙煤會(huì)在高溫下熔成膠質(zhì)狀,粘附在爐壁上積聚懸空,堵塞通道,當(dāng)負(fù)重過大時(shí)會(huì)突然下墜,使?fàn)t內(nèi)下部空間的煤氣急速從爐底壓出。同時(shí)又從爐頂吸入大量空氣,而在爐膛內(nèi)與粗煤氣混合形成爆炸性氣體,受高熱的爐溫作用發(fā)生爆炸。此外,從爐下部推出的大量煤氣,也存在著空間爆炸的危險(xiǎn)。
③利用水煤氣爐制氣時(shí),由于水煤氣中的主要成分為一氧化碳和氫氣,如果發(fā)生泄漏或生產(chǎn)系統(tǒng)中吸入空氣,則會(huì)形成爆炸性氣體混合物而發(fā)生爆炸事故。
④利用發(fā)生爐制氣時(shí),生產(chǎn)過程的火災(zāi)危險(xiǎn)基本與水煤氣爐制氣的火災(zāi)危險(xiǎn)相同。此外,發(fā)生爐頂?shù)牟僮魇乙彩前l(fā)生煤氣泄漏的關(guān)鍵部位,潛在很大的火災(zāi)危險(xiǎn)。
⑤油制氣時(shí),因油品本身的火災(zāi)危險(xiǎn)性,使其在催化反應(yīng)器、廢熱鍋爐、蒸氣蓄熱器、空氣蓄熱器等主要生產(chǎn)設(shè)備中潛在發(fā)生火災(zāi)爆炸的可能。另外,油制氣產(chǎn)生的副產(chǎn)品萘和焦油等也屬于易燃和可燃物。
(4)凈化處理過程
①在排送工序中,設(shè)備、管道出現(xiàn)破裂或因操作失誤,會(huì)發(fā)生煤氣外泄或吸入空氣,特別是排送機(jī)的軸封部位易出現(xiàn)微量泄漏,有形成爆炸性混合物的危險(xiǎn)。
②在脫氨工序中,一般要采用水或稀硫酸吸收脫除煤氣中含有的氨。但氨具有易燃易爆的性質(zhì),若發(fā)生泄漏可引起爆炸。此外,稀硫酸和硫酸銨都具有一定的腐蝕性,可損蝕設(shè)備、管道,使泄漏加劇。
③在脫笨工序中,通常采用洗油吸收法脫除煤氣中含有的苯,因苯是易燃液體,油渣鐵質(zhì)在空氣中能發(fā)生自燃,若發(fā)生泄漏可導(dǎo)致火災(zāi)爆炸。
④在脫硫工序中,采用濕法脫硫的火災(zāi)危險(xiǎn)是設(shè)備破裂或操作失誤,會(huì)導(dǎo)致煤氣泄漏或吸入空氣,以及操作人員遭到砷中毒;采用干法脫硫的火災(zāi)危險(xiǎn)性是由于用過的脫硫劑中含有硫化鐵、木屑和油類發(fā)生自燃,以及油類蒸氣、煤氣泄漏因違章動(dòng)火和干箱憋壓造成爆燃。
⑤在脫萘工序中,通常是采用輕柴油脫茶的方法,因輕柴油是易燃液體,若填料塔和柴油儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏,遇火源則會(huì)導(dǎo)致爆炸事故。
(5)煤氣計(jì)量過程
計(jì)量室的計(jì)量器發(fā)生故障,以及各種閥門、管件如果發(fā)生煤氣泄漏,則有形成爆炸性混合氣體的危險(xiǎn)。
(6)煤氣的輸配過程
① 儲(chǔ)氣柜在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)因基礎(chǔ)不均勻沉陷、承受腐蝕破損、本身構(gòu)造上的缺陷等原因,產(chǎn)生煤氣泄漏的火災(zāi)危險(xiǎn)。其易發(fā)生泄漏的部位是杯環(huán)和掛環(huán)。
② 煤氣管道受腐蝕或遭受雷擊,致使煤氣管道發(fā)生泄漏,若又采用明火或高溫強(qiáng)光燈具進(jìn)行檢修,就會(huì)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。
(7)副產(chǎn)品精煉過程
①在蒸餾焦油時(shí),因其生產(chǎn)原料和產(chǎn)品都具有揮發(fā)性,油品蒸氣可與空氣形成爆炸性混合物,而且蒸餾釜多采用明火加熱,溫度難以控制,火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性極大。
②在提取酚時(shí),因其生產(chǎn)原料和產(chǎn)品多為易燃可燃液體,并具有毒性和較強(qiáng)的腐蝕性,在生產(chǎn)操作中,由于旋塞、閥門多,經(jīng)常要間歇性加熱保溫,若發(fā)生泄漏或操作失誤即可導(dǎo)致火災(zāi)事故。
(8)廢水脫酚過程
煤氣廠排出的廢水中含有大量的酚、氰、硫等有害物質(zhì),必須加以處理。在使用溶劑脈沖革取脫酚時(shí),由于作為萃取劑的重苯是易燃易爆品,在使用、加工和儲(chǔ)運(yùn)過程中都有產(chǎn)生蒸氣爆炸、液體燃燒的危險(xiǎn)。
2.防火措施
(1)煤氣廠(站)的一般防火要求
①煤氣廠(站)各生產(chǎn)部位建筑耐火等級(jí)要求見表1。
表1 煤氣廠(站)各生產(chǎn)部位建筑耐火等級(jí)
生產(chǎn)類別 |
部 位 名 稱 |
建筑物耐火級(jí)要求 |
甲 類 |
焦?fàn)t地下室及分煙道廊,煤塔底爐間臺(tái),爐端臺(tái)底層,立式炭化爐下部排焦機(jī)構(gòu)兩側(cè),煤倉、焦倉及爐頂操作空間,初冷器,煤氣排送機(jī)房,電捕焦油器房,硫酸銨或氨水工程,提苯與脫萘工段、脫硫工段,苯精煉區(qū)域,精苯罐區(qū)壓送機(jī)房,計(jì)量器室油制氣廠房,油罐區(qū),油泵房,水煤氣生產(chǎn)廠房加壓全氣化新工藝及其凈化設(shè)備和廠房 |
大于或等于二級(jí) |
乙 類 |
煤氣發(fā)生爐主廠房,儲(chǔ)煤倉
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大于或等于二級(jí) |
丙 類 |
煤場(chǎng),焦?fàn)t其他部位,配電室 |
大于或等于二級(jí) |
丁 類 |
金屬執(zhí)加工車間 |
二或三級(jí) |
戊 類 |
耐火材料、鋼材等不燃燒材料倉庫
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二或三級(jí) |
②煤氣廠(站)各生產(chǎn)部位應(yīng)有良好的自然和機(jī)械通風(fēng)條件。甲、乙類生產(chǎn)部位應(yīng)設(shè)置必要的防爆泄壓面積,爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的電氣設(shè)備必須有防爆措施和防雷設(shè)施,以及接地裝置。在除塵器、洗滌塔、煤氣總管及空氣總管上宜裝設(shè)防爆板或防爆閥。在生產(chǎn)系統(tǒng)中還應(yīng)設(shè)蒸汽清掃和水封裝置,在煤氣管道上應(yīng)設(shè)煤氣低壓報(bào)警裝置。生產(chǎn)及輸配的所有設(shè)備和管道應(yīng)經(jīng)常檢查,嚴(yán)防跑、冒、滴、漏。
③煤氣廠(站)除生產(chǎn)必須用人外,嚴(yán)禁攜帶火柴、打火機(jī)、煙頭等火種進(jìn)入。不準(zhǔn)穿有釘鞋和化纖衣服的人員,以及汽車、電瓶車或其他機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)入甲類生產(chǎn)區(qū)。
④在甲、乙類生產(chǎn)區(qū)內(nèi)檢修動(dòng)人,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)火審批制度、制定動(dòng)火檢修明細(xì)方案。應(yīng)完全排除設(shè)備和其他連接管道內(nèi)的可燃?xì)怏w或液體,排放口下風(fēng)向1O米內(nèi)應(yīng)禁止明火,然后關(guān)閉所有進(jìn)出口閥門。動(dòng)火前,應(yīng)先使用測(cè)爆儀測(cè)定,確認(rèn)安全后方準(zhǔn)動(dòng)火。動(dòng)火設(shè)備的接地電阻,不得超過2歐姆。對(duì)附近尚在運(yùn)行的設(shè)備應(yīng)用濕帆布分隔,對(duì)周圍的油槽應(yīng)采取局部遮蓋措施。乙炔發(fā)生器、電焊機(jī)不得直接進(jìn)入甲類生產(chǎn)區(qū)內(nèi),可采取加長(zhǎng)橡皮管和電線等措施。動(dòng)火時(shí)應(yīng)有人監(jiān)護(hù),并備有充足的消防水源及滅火器材。動(dòng)人后,要徹底檢查現(xiàn)場(chǎng)并消除殘留火種、火源,撤離乙炔發(fā)生器和電焊機(jī)。煤氣設(shè)備檢修完畢后,封閉底部入孔或倒門,然后依次抽除盲板,用惰性氣體或煤氣緩緩置換空氣,直至排放樣品中含氧量小于2%時(shí),方可使用。
(2)原料準(zhǔn)備過程
①煤場(chǎng)應(yīng)設(shè)在地勢(shì)較高的地域,地面應(yīng)進(jìn)行除濕、壓實(shí)處理,地下應(yīng)妥善設(shè)置排水溝。不同牌號(hào)的原煤,應(yīng)分隔存放,煤堆與廠房、生產(chǎn)裝置的距離不得小于8米,附近也不可堆積可燃物,更不準(zhǔn)吸煙。所有設(shè)備應(yīng)經(jīng)常檢查,發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)檢修,凡需動(dòng)人時(shí),須做好監(jiān)護(hù)。煤粉碎機(jī)房的各種電氣設(shè)備應(yīng)采用防爆型。
②油品的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝卸過程的防火要求請(qǐng)參照本輯“倉庫防火”部分中“石油及其產(chǎn)品儲(chǔ)存?zhèn)}庫的防火”的相關(guān)內(nèi)容。
(3)制氣生產(chǎn)過程
①利用焦?fàn)t制氣的生產(chǎn)場(chǎng)所應(yīng)裝設(shè)煤氣濃度報(bào)警裝置,并定為一級(jí)防爆區(qū),嚴(yán)禁附近有火源或堆放可燃物。定期檢查煤氣管道保持正壓,防止發(fā)生泄漏或吸入空氣??刂婆潘蜋C(jī)的功率,使集氣管保持正壓,焦?fàn)t出焦時(shí),要正確操作水封。集氣管的放散閥應(yīng)嚴(yán)密無漏,遇到停電時(shí),可以立即開啟。