用作燃料的可燃氣體稱為煤氣,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,煤氣的生產可分為天然生產和人工制造兩種。生產煤氣的原料主要是煤和渣油,人工制造的方法主要有焦爐制氣、炭化爐制氣、水煤氣爐制氣、發(fā)生爐制氣、油制氣等。通過制氣生產的粗煤氣還要經過凈化處理,達到規(guī)定要求,通過計量室計量后,才可壓送入儲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。在煤氣生產過程中,還可回收數(shù)百種化工副產品。
煤氣燃燒無煙,不污染環(huán)境,火力強,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,決定了其在生產和輸配過程中潛在的火災爆炸危險性。煤氣廠(站)一旦遭災停產,不僅危及人員生命安全和造成國家財產損失,并且影響居民的日常生活和工業(yè)生產。所以,必須重視煤氣廠(站)的防火工作。
1.火災危險性
(1)煤氣發(fā)生爆炸的情況與點火源在煤氣生產中,煤氣與空氣能形成爆炸性氣體混合物,火災爆炸的危險情況一般在開爐時、停爐時、悶爐時、煤在爐中懸掛下墜時、突然斷電時、突然斷水時、檢修時,以及發(fā)生煤氣泄漏時發(fā)生。其間主要的點火源有生產設備L的高溫物體;檢修時的焊割、噴燈和明火;雷擊、靜電;電氣設備及線路產生的電火花;鐵器碰擊、摩擦產生的火星;吸煙、縱火等。
(2)原料準備過程
①以煤為原料的煤氣生產廠,由于煤在儲存時,堆放方法不當,堆放過高過大、堆放時間過長,會導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引發(fā)粉塵爆炸。
②以渣油為原料的煤氣生產廠,由于油品在儲存、裝卸及輸送過程中可能泄漏流散,會使油蒸汽擴散到空氣中產生火災危險。此外,當遭受雷擊、靜電,以及在設備檢修時動用明火,都可引燃油品。
(3)制氣生產過程
①利用焦爐制氣時,焦爐的爐門和頂部有時會冒出濃煙烈火,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,也會受爐內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,煙煤會在高溫下熔成膠質狀,粘附在爐壁上積聚懸空,堵塞通道,當負重過大時會突然下墜,使爐內下部空間的煤氣急速從爐底壓出。同時又從爐頂吸入大量空氣,而在爐膛內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。
③利用水煤氣爐制氣時,由于水煤氣中的主要成分為一氧化碳和氫氣,如果發(fā)生泄漏或生產系統(tǒng)中吸入空氣,則會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,生產過程的火災危險基本與水煤氣爐制氣的火災危險相同。此外,發(fā)生爐頂?shù)牟僮魇乙彩前l(fā)生煤氣泄漏的關鍵部位,潛在很大的火災危險。
⑤油制氣時,因油品本身的火災危險性,使其在催化反應器、廢熱鍋爐、蒸氣蓄熱器、空氣蓄熱器等主要生產設備中潛在發(fā)生火災爆炸的可能。另外,油制氣產生的副產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,設備、管道出現(xiàn)破裂或因操作失誤,會發(fā)生煤氣外泄或吸入空氣,特別是排送機的軸封部位易出現(xiàn)微量泄漏,有形成爆炸性混合物的危險。
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,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,油渣鐵質在空氣中能發(fā)生自燃,若發(fā)生泄漏可導致火災爆炸。
④在脫硫工序中,采用濕法脫硫的火災危險是設備破裂或操作失誤,會導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危險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,若填料塔和柴油儲罐發(fā)生泄漏,遇火源則會導致爆炸事故。
(5)煤氣計量過程
計量室的計量器發(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。
(6)煤氣的輸配過程
① 儲氣柜在長期運轉過程中會因基礎不均勻沉陷、承受腐蝕破損、本身構造上的缺陷等原因,產生煤氣泄漏的火災危險。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光燈具進行檢修,就會發(fā)生火災爆炸事故。
(7)副產品精煉過程
①在蒸餾焦油時,因其生產原料和產品都具有揮發(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,火災爆炸危險性極大。
②在提取酚時,因其生產原料和產品多為易燃可燃液體,并具有毒性和較強的腐蝕性,在生產操作中,由于旋塞、閥門多,經常要間歇性加熱保溫,若發(fā)生泄漏或操作失誤即可導致火災事故。
(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,必須加以處理。在使用溶劑脈沖革取脫酚時,由于作為萃取劑的重苯是易燃易爆品,在使用、加工和儲運過程中都有產生蒸氣爆炸、液體燃燒的危險。
2.防火措施
(1)煤氣廠(站)的一般防火要求
①煤氣廠(站)各生產部位建筑耐火等級要求見表1。
表1 煤氣廠(站)各生產部位建筑耐火等級
生產類別 |
部 位 名 稱 |
建筑物耐火級要求 |
甲 類 |
焦爐地下室及分煙道廊,煤塔底爐間臺,爐端臺底層,立式炭化爐下部排焦機構兩側,煤倉、焦倉及爐頂操作空間,初冷器,煤氣排送機房,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)壓送機房,計量器室油制氣廠房,油罐區(qū),油泵房,水煤氣生產廠房加壓全氣化新工藝及其凈化設備和廠房 |
大于或等于二級 |
乙 類 |
煤氣發(fā)生爐主廠房,儲煤倉
|
大于或等于二級 |
丙 類 |
煤場,焦爐其他部位,配電室 |
大于或等于二級 |
丁 類 |
金屬執(zhí)加工車間 |
二或三級 |
戊 類 |
耐火材料、鋼材等不燃燒材料倉庫
|
二或三級 |
②煤氣廠(站)各生產部位應有良好的自然和機械通風條件。甲、乙類生產部位應設置必要的防爆泄壓面積,爆炸危險場所的電氣設備必須有防爆措施和防雷設施,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防爆板或防爆閥。在生產系統(tǒng)中還應設蒸汽清掃和水封裝置,在煤氣管道上應設煤氣低壓報警裝置。生產及輸配的所有設備和管道應經常檢查,嚴防跑、冒、滴、漏。
③煤氣廠(站)除生產必須用人外,嚴禁攜帶火柴、打火機、煙頭等火種進入。不準穿有釘鞋和化纖衣服的人員,以及汽車、電瓶車或其他機動車輛進入甲類生產區(qū)。
④在甲、乙類生產區(qū)內檢修動人,應嚴格執(zhí)行動火審批制度、制定動火檢修明細方案。應完全排除設備和其他連接管道內的可燃氣體或液體,排放口下風向1O米內應禁止明火,然后關閉所有進出口閥門。動火前,應先使用測爆儀測定,確認安全后方準動火。動火設備的接地電阻,不得超過2歐姆。對附近尚在運行的設備應用濕帆布分隔,對周圍的油槽應采取局部遮蓋措施。乙炔發(fā)生器、電焊機不得直接進入甲類生產區(qū)內,可采取加長橡皮管和電線等措施。動火時應有人監(jiān)護,并備有充足的消防水源及滅火器材。動人后,要徹底檢查現(xiàn)場并消除殘留火種、火源,撤離乙炔發(fā)生器和電焊機。煤氣設備檢修完畢后,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,方可使用。
(2)原料準備過程
①煤場應設在地勢較高的地域,地面應進行除濕、壓實處理,地下應妥善設置排水溝。不同牌號的原煤,應分隔存放,煤堆與廠房、生產裝置的距離不得小于8米,附近也不可堆積可燃物,更不準吸煙。所有設備應經常檢查,發(fā)現(xiàn)故障及時檢修,凡需動人時,須做好監(jiān)護。煤粉碎機房的各種電氣設備應采用防爆型。
②油品的儲存、運輸、裝卸過程的防火要求請參照本輯“倉庫防火”部分中“石油及其產品儲存?zhèn)}庫的防火”的相關內容。
(3)制氣生產過程
①利用焦爐制氣的生產場所應裝設煤氣濃度報警裝置,并定為一級防爆區(qū),嚴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。控制排送機的功率,使集氣管保持正壓,焦爐出焦時,要正確操作水封。集氣管的放散閥應嚴密無漏,遇到停電時,可以立即開啟。