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煤气着火、爆炸事故火源的分析

2012-09-27   来源:安全文化网    |   浏览:    评论: 0    收藏
  中毒、着火、爆炸 是煤气生产、输配过程中易发生的三大事故,其中着火、爆炸事故对企业生产、设备、人员 伤亡造成的破坏性更为严重,本文着重就造成着火、爆炸事故的火源进行重点分析:  1 煤气着火、爆

  中毒、着火、爆炸 是煤气生产、输配过程中易发生的三大事故,其中着火、爆炸事故对企业生产、设备、人员 伤亡造成的破坏性更为严重,本文着重就造成着火、爆炸事故的火源进行重点分析:

  1 煤气着火、爆炸的三个条件

  ①煤气中本身含有易燃气体H2、H2S、CO、CH4、CNHM等;②可燃气体与空气或氧气混 合达到一定的浓度。③必须有引燃气体的火源。

  在煤气设备生产运行中,上述条件①是无法避免的。条件②可燃物着火浓度又决定于系统的 压力和可燃混合物的成分。因此,除了条件③火源条件外,着火也只有在一定的压力和成分 条件下才能实现,即着火过程只有在一定的压力极限和成分极限内才能实现,因而条件b可 以通过通入大量蒸汽和氮气得以降低浓度至一定程度而下面重点分析条件③火源条件。

  在实际工作中,凡是能够引起可燃物燃烧的点火能源,我们系统为火源,主要包括明火、高 温热源、撞击火花、静电放电、电气火花、雷电放电、化学反应热等等。要使可燃物燃烧, 火源必须具备一定的温度和足够的热量。现对煤气可燃成分的着火温度及爆炸极限进行分析 ,见下表1:

  从上表1可以看出,可燃物达到上述温度或爆炸范围时即可着火或爆炸。而现实中,常见的 几种火源,比如一个烟头中心温度就在200——800℃之间,电气火花达2000——3000℃,吊 车、汽车、等机械排放的火星温度约在600——800℃之间等等,大大超过了煤气中可燃气体 的燃点,故一点即燃。

  2 火源分析

  结合实际,在煤气生产过程中,造成煤气着火爆炸事故的主要火源有:

  2.1 明火

  2.1.1 常见明火有

  焊割动火,包括电焊、气焊、喷灯火焰等。其中,气焊氧炔焰温度高大3000℃。电焊电弧温 度可达3000~6000℃,喷灯火焰也有1000℃以上,焊割时产生的金属熔珠和飞溅的火花也高 达2000~3000℃,都能引起煤气的着火与爆炸。

  2.1.2 机械排放火星,包括火车、汽 车、拖拉机、摩托车、吊车等机械排放的火星,其火星温度大约在600~800℃之间。

  2.1.3 生活用火,以一个烟头、打火机为例:烟头中心温度为200~800℃,打火机火焰 温度高达1200℃。

  2.2 高温热源

  高温热源包括高温蒸汽管道、高温物件(如铁水罐、出炉钢锭)、蒸汽采暖系统等。以高温蒸 汽管道为例:生产运行中的高温蒸汽管道可以分为中压、低压,中压管道温度高达440℃, 低压管道表面温度也高达250℃。因此,在煤气作业区域内的上述管道如隔热措施不彻底, 煤气作业法兰开口时煤气高速撞击蒸汽管道则会引起着火事故。

  2.3 摩擦撞击引起火花

  包括铁质工具撞击、机械物件摩擦。

  2.4 静电放电

  包括化纤衣物、人身毛发摩擦放电。

  2.5 电气火花

  这里着重指煤气作业区域内电气设备应断电时未断电,电气开关打火、短路、过热、接触不 良等。

  2.6 雷电放电

  2.7 化学反应热

  焦炉煤气在管道内输送过程中,铁质管壁与空气中的氧气发生化学反应生成Fe2O3,Fe2O3与煤气中H2S成份发生化学反应生成沉积物Fe2S3,沉积物Fe2S3在松散型 状态下,空气中的氧(O2)充分进入Fe2S3中发生化学反应生成Fe2O3单质S,并释放大量热量,其热量足以使单质S变 成硫蒸汽。硫蒸汽在化学反应释放的高热量作用下,发生自燃着火(硫蒸汽燃点低,200℃以 上即可自燃)从而引发煤气着火事故,上述化学反应方 程式为:

  4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

  Fe2O3 + 3H2S = Fe2S3 + 3H2O

  2Fe2S3 + 3O2 = 2Fe2O3 + 6S + 149KCaL

  3 包钢燃气厂近年煤气着火爆炸事故回顾

  现对近几年来包钢燃气厂发生的几起煤气着火事故分析,来看其发生原因,请看下表2: 

 

 

  4 事故的预防措施

  如何防范火源,避免发生煤气事故,是我们安全工作中的一个重要课题,本文就各种火 源提出相应的预防措施:

  4.1 明火的预防

  4.1.1 煤气区域应挂牌标志,制定健全的动火安全管理制度。

  4.1.2 在煤气区域,凡是动火作业人员都必须办理动火申请、审批手续,并经煤气防护 车间专业人员审批合格后,签发动火证方可动火。

  4.1.3 加强煤气区域的巡回检查。

  4.1.4 带煤气抽堵盲板作业前,沿线检查,确认无明火。

  4.2 高温热源的预防

  4.2.1 高温管线与煤气作业点较近时,高温管线表面应刷石灰水1.5-2m或用石棉布包裹 进行隔热处理,作业法兰也相应刷石灰水处理。

  4.2.2 带煤气抽堵盲板时,如作业点经常通过运输铁水罐、钢锭的车辆时,应提前联系 有关单位,作业期间严禁运输高温物件的车辆通行,并安排防护人员进行封道,确保安全。 

  4.3 摩擦撞击引发火源的预防

  431 带煤气抽堵盲板时使用铜工具或铁 工具涂黄甘油。

  4.3.2 带煤气抽堵盲板时应避免工具、机具碰撞、掉落等。

  4.3.3 带煤气作业时,作业人员不许穿带钉子鞋。

  4.3.4 带煤气钻眼时、搬眼时,钻头应涂油,钻眼过程中,钻头不停地用冷水冷却。

  4.3.5 煤气运行机械设备,润滑制度要认真执行。

  4.4 静电火花的预防

  4.4.1 为进行带煤气作业人员配备防静电服。

  4.4.2 带煤气抽堵盲板作业前,正确穿戴防静电服,并将身体静电放掉。

  4.4.3 抽堵焦炉煤气或混合煤气盲板时,法兰两侧要用导线连接,使其电阻为零。并进 行摇表测接地试验,测地电阻不大于5Ω。

  4.5 电气火花的预防

  4.5.1 带煤气作业时,作业点附近照明设备应设在作业点10m外,并采用防爆型。

  4.5.2 进入煤气设施内工作,所用照明电压不得超过24V。

  4.5.3 作业现场电器开关盒应远离煤气作业点。

  4.5.4 严禁在煤气设备上拴拉带电的电焊线、电缆。

  4.6 雷电放电起火的预防

  4.6.1 定期对煤气设备的接地装置进行检测。

  4.6.2 严禁雷雨天进行带煤气抽堵盲板作业。

  4.7 化学反应热着火的预防

  4.7.1 防止产生自燃物质铁的硫化物FeS、Fe2S3最根本的方法是煤气进入煤气管道 前消除其中的H2S含量至最小程度。

  4.7.2 采取防止煤气管道内腐蚀的措施。例如,煤气的干燥、管道内采用保护层及用非 钢管材。

  4.7.3 作业时,在作业点附近向管道内大量通入氮气或蒸汽置换管道内煤气,并使作业 点保持微正压,并设置压力表监视压力情况。

  4.7.4 煤气作业法兰下方平台铺石棉布,待法兰开口后沉积物坠落在石棉布上,迅速卷 起移走。

  4.7.5 作业法兰开口后,剔口后再抽出盲板或垫圈,剔口时要快,尽量减少与空气接触 时间。