煤气发生炉安全讲义

煤气发生炉安全讲义 煤气发生炉是相关企业的核心设备，在生产中占有重要地位。发生炉煤气的生产过程实际是一个化工过程:燃料与空气的化学反应;煤与水蒸汽的化学反应;燃烧产物之间的相互化学反应等等。因此，煤气站的安全工作是一个高危行业的工作，在煤气站的各个过程中稍有不慎就会导致事故的发生。目前，发生炉煤气的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造、检修等诸环节都没有系统的国家规范，煤气站的设备配置也不尽相同，即使同一规格型号的煤气炉配置也不同。我们和大家交流煤气炉的相关安全知识，也是在现有的设备的基础上发表自己的一些看法，不妥之处请指正。 1.需要讨论的几个问题 1、关于煤气炉炉体的设计温度问题 2、关于煤气炉炉体的排污口位置问题 1 3、关于防爆膜爆破压力的问题 4、关于汽水系统常压问题(平封头的不合理性分析) 5、关于放散管的问题 6、关于煤气管道的安全问题 7、关于煤气站应急响应问题 2.煤气炉开炉前的准备工作 煤气炉开炉前要进行一次验收工作。验收从机械、管道、电气、仪表等多方面来进行。验收时从几个方面:1、首先检查机械设备、电气、仪表是否全部安装就位，而且安装正确。2、所有人孔(炉体人孔除外)应全部封闭(热状态后有的可能还要再紧固)。3、所有水封应加水，底部水封、双竖管水封、及最大放散阀水封都应在溢流状态(双竖管水封处于上溢流状态)，并且在各个水封的其他部分不应有渗水现象。4、灰盘水封加至离灰盘上沿150毫米处，灰盘的拼合部分不应有漏水和渗水现象。5、检查汽包和炉体是否有变形和腐蚀情况并进水，再检查是否有渗漏现象。6、所 2 有与发生炉联结的管道应无渗漏现象(气密试验)，阀门开关灵活。7、所有的润滑点应注入润滑剂，处于良好的润滑状态。8、电源已经接通，开关或按钮能正确操作。9、启动加煤机构，检查加煤机的滚筒(或钟罩)处于动作灵活，运转自如的状态。10、启动出灰传动机构，应运转自如。11、最大放散阀应处于起落灵活状态。12、仪表电源已经接通，信号管阀门打开，仪表检测合格。13、现场无杂物(包括零部件、机具工具等)。14、起重设备检测合格。 3.烘炉、点炉及停炉操作要点 1、烘炉的目的:是为了缓慢地使炉膛内耐火砖缝内的水分蒸发，防止水分急剧蒸发，砖缝内水分急剧膨胀，导致砖体开裂或脱落。 2、烘炉要点:A:向各个水封注水，确认工作正常。B:向炉体注入软化水，在汽包1/2~1/3处，打开汽包放空阀，检查三大安全附件。C:打开自然通风阀，封闭钟罩阀水封和竖管水封，拉开最大 3 放散阀，给各个部位冷却水上水。d:在炉内底部填充粒度20~60mm的炉渣，填充高度以高出炉栅最顶部100~200mm为宜;加木柴及易燃物，禁用汽油、煤油等挥发性强、低沸点的物质进行点火。F:正确执行烘炉升温曲线。注意升温的速度(?/h)(双段炉烘炉时间一般为6~10天)，烘炉温度一般控制在550?。双段炉点火前，应将底部煤气出口阀门、顶部煤气出口阀门关闭，将顶部煤气管通往炉顶放空火炬的阀门打开(有的煤气站无放空火炬，可以将顶部煤气阀门打开)，以排放烘炉期间的烟气和调试期间的不合格煤气。 3、点炉注意事项:?、炉体漏水的发生炉不能点火。?、加煤送风要及时适量。?、蒸汽送人不能过早，应保持一定煤层时，才能送人蒸汽，否则也会引起熄炉。?、加煤机构有故障加不到煤，会造成烧枯现象。?、填入炉渣中含碳量高时，或掺入煤炭会造成燃烧方向向下，出现灰盘水温异常升高，同时 4 对炉篦不利。 4、点火升炉合格 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 :氧气,1%, 一氧化碳,25%。 5、如何根据放散管放出的气体颜色来判别点火过程,从点火开始到完全生成煤气的点火结束，从放散管排出的气体颜色是不同的，以烟煤为例:?、气体中青颜色中带黑色，此时说明木柴油类已经开始燃烧。?、气体青颜色中黑色渐淡，此时说明煤层已经建立。?、气体中略微带淡黄色，此时说明干熘层已经开始建立。?、气体中黄色增浓，此时说明各层次正在逐步建立、增厚。?气体为浓黄色，说明有足够的干馏层，此时点火升炉基本上趋于完成，此时可以取样分析。 6、停炉操作要点:停炉有慢速停炉法和快速停炉法。?、慢速( 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 )停炉法:即在停炉前开始不加煤，逐步减少通风量，将火层上移，使料层中的煤炭尽量耗尽。?、快速停炉(紧急停炉)应用在什么场合,?、加煤机构经多次 5 检修后还不能维持正常运行;?、加煤通道堵塞;?、炉体漏水，灰盘水位明显上升;?、不能正常出灰;?、1#炉篦脱落，炉底压力骤增;?、炉裙大面积的烧裂漏气;?、6#炉篦(没有饱和空气的冷却，容易烧裂)及底座的开裂，造成炉底严重漏气;?、灰盘水封严重漏水，?、汽包水位表不见水，经叫水仍不见水位。(炉体严重缺水)?、炉出压力超高，并居高不下。 7、快速停炉法适用于紧急情况，当出现上述情况时，应如下操作:?、立即开大炉底蒸汽(高压);?、关空气闸阀;?、停止加煤;?、拉起最大放散阀，使炉内立即进入吹熄状态。 4.煤气炉的正常运行 正常运行指的是:1、煤气炉在运行中符合设计制造时的设定要求，各项参数指标能够达到满足生产活动的需要。2、并且在一定范围内调整。3、使用中各个岗位的操作人员能够按照规章制度 6 及操作规程的要求进行作业，对出现的不正常情况能够迅速做出判断和处理。 ?、正常运行时，加煤的原则:加煤要坚持少加勤加的原则。?要保持料层的稳定，料层中的各个层次(干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层等)的稳定。所谓稳定，不是绝对的保持不变，而是在一定的范围内变动，根据空层测料层，空层大时多加煤，空层小时要少加煤。2.根据炉出温度及表面温度调整加煤:炉出温度高时多加煤，炉出温度低时少加煤。3.根据需用煤气的流量调整加煤:流量??加煤?;流量??加煤?。4、根据煤气质量调整:煤层过薄时造成co 反应差，产生co量少时，可以适当的多加煤，增厚煤层，加强还原反应。 ?、正常运行时，出灰的原则:出灰要坚持少出勤出的原则。根据测钎所得到的各层次情况决定出灰 的速度。1.出灰主要根据灰层的厚度出灰而不能单纯根据总层的高低来出灰。2.根据需用煤 7 气流量来出灰，在炉况及层次正常，当流量大时加大出灰，反之亦然。3.根据煤种性质来控制出灰:高灰份的煤在调节时要加大出灰速度。4.观察灰盘水封内水温的高低，水温高，说明火层下移，灰层薄应降低出灰速度或停止出灰。 5.煤气中一氧化碳和二氧化碳的关系 煤气中CO 、CO的关系如下: 2 Y=aX，b;其中Y代表CO含量，X代表CO含量，故此式可以表达为: 2 CO%=a×CO%，b (其中a2 是负数，即a,0) 以烟煤为例，正常气化时煤气成分大致如下: CO 4-6% 2 O 0.2-0.4% 2 CH 1.8-2.4% 4 N 47-51% 2 CO 27-30% H 13-15% 2 ,, 0.2-0.4% mn 根据上述条件，结合我们气站情况，可 8 以把a、b值计算出来。 6.煤气发生炉常见的不正常情况及处理 方法 煤气发生炉常见的不正常情况，一般指发生炉冷运行、热运行、偏运行、层次混乱等。 1-1发生炉的热运行指:?料层内的火层温度过高(炉出温度反应不出来)。当温度超过灰熔点时，灰渣熔化结成块状。这样不仅使均匀供风遭到了破坏，恶化了炉内气化条件，还由于大块熔渣的存在，使气流与碳的接触面减小，CO2和水蒸汽未能与碳充分反应就通过了还原层。结果煤气中CO增加，发热值低。2 ?表面层的温度过高的现象(炉出温度能够反应出来)。综合起来是一个“热”字。 1-2热运行的处理方法:?加大饱和温度，加快水蒸气分解反应，使火层温度降下来。?适当加快出灰，增加加煤量，提高料层厚度。 2-1发生炉的冷运行指:发生炉的料 9 层处于低温状态。首先是氧化层温度过低，氧化反应不剧烈，然后是还原反应也随之减弱，导致炉出温度下降。冷运行归根到底一句话，就是没有达到完全的气化。冷运行的结果就是煤气质量的下降。严重时会造成部分区域内火层温度逐渐下降，完全不能起氧化反应，部分火层熄灭。(煤气发生炉生产量太低，炉内汽化速度慢，炉温低。) 2-2原因及处理方法:冷运行一般是在空气流量下降，而饱和温度的调节未及时跟上，加煤仍继续如初，尤其是煤中水分含量较高，就会渐渐转入冷运行状态。处理方法首先调低饱和温度，同时适当降低料层，使火层的温度渐渐上升，最后恢复到正常状态。 3-1偏运行:即偏炉。指料层的各个区域温度有差异:?半边热、半边冷?一部分正常，一部分冷?一部分区域热，一部分区域正常?中心热，边缘冷?边缘热，中心冷等多种情况。 3-2?由于加煤、出灰机构先天性的 10 缺陷造成?鼓风与加煤不适应，鼓风量小时，往往边缘温度低，中心温度高，鼓风量大时，往往造成边缘温度高?煤的粒度也会造成偏炉，当使用小颗粒煤时，中心加煤多，中心温度低，使用较大颗粒煤时，则往往造成中心温度高，边缘温度低?由于结大渣，影响该部分的料层上升，造成偏炉?由于出渣不当，高速度大灰量的出渣，造成大灰刀后局部区域火层落底而偏炉。 4-1层次混乱:层次偏斜、纹形火层、火层外露。 4-2层次混乱的原因是:下煤不均匀、出灰不均匀、炉内总层阻力不同，横断面空气分布不一致，结果在层次较薄的地方阻力小，通风量大，气化条件好，速度快，造渣多，火层上移，另一边则相反，因此造成偏斜、纹形火层及火层外露的不正常情况。 8.煤气分析数据的意义(烟煤) N是分析后的剩余量，能够参考的2 是含量高，可燃成分一定下降。 11 O通常情况含量在0.2~0.4%，?1%2 说明有烧穿或局部不气化现象。 CH含量在1.8~2.2%，变化不大。 4 ?剩余的CO、,,、H这三个成,, 分随炉况变动而发生的变化较大。所以经常根据这三个成分对煤气炉进行调整操作。 、CO?、CO?时，说明该炉料层12 中还原反应不完全，还原层太薄或料层过薄，表面温度高，应适当加厚煤层(在料层高时，可适当增加出灰速度)。 2、 CO?、CO? 、H?时，说明22 饱和温度用的过大，以致造成大量热量被水蒸气分解吸收，此时应适当降低饱和温度。 3、H?时，应注意适当的降低饱和2 温度，并检查是否有漏水现象。 4、H?、CO、CO正常，此时应22 适当提高饱和温度。 12 5、CO?、CO?、H?时，说明料22 层过薄或有烧穿现象，需加厚煤层，降低炉出温度。 煤气成分分析只是调整操作的依据之一，所以调整时不能只凭煤气成分的数据，同时要结合仪表指示、测钎分析、炉渣情况、流体流量等综合进行考虑。 我们前述已经知道CO和CO之间2的关系式，加上这些分析，会有助于较准确的调整好炉况。 9.煤气发生炉仪表上显示的主要参数 煤气发生炉的仪表指示操作参数很多，但主要参数是进风及煤气的两部分。在这些参数中，除汽包的水位及连锁装置是非煤气系统的参数外，一般调整煤气发生炉操作有几个参数: 1、?空气流量:反映发生炉负荷的大小，是一个可调节的参数。一般气化无烟煤系数为1.5，气化烟煤系数为1.6。(鼓入 3单台煤气发生炉的空气流量为3000米， 3生产出的煤气是3000×1.6,4800米)。 2、?饱和温度:虽是一个温度参数，但 13 实际上它是一个空气中水蒸气含量的标志，是主要的可调整参数。饱和温度的选择原则:灰分熔点低，为了防止结渣，选择较高的饱和温度。灰含量大，煤粒度小，在炉内结渣的可能性大，可适当提高饱和温度。煤中含水分多，应选取较低的饱和温度。提高气化强度(是指煤气炉的每平方米的有效截面每小时所气化的原料煤的重量)，风量、风压相应增加，炉内燃烧与气化强度增加，要提高饱和温度。当发现火层温度太高时，应提高饱和温度，当炉内温度太低时，应降低饱和温度。(双段炉气化烟煤时饱和温度在50~60?) 3、炉底压力:又称饱和压力，在正常情况下是与空气流量有关的参数，在异常时可显示不正常炉况。 4、?炉出温度:体现炉内气化后煤气出来的状态，同时可以显示出炉内的气化状况，是操作调整的一个主要参数。(双段炉炉出温度) 5、炉出压力:与煤气流量有关的参数， 14 也和空气流量有关(因为煤气流量与空气流量成正比)。 号的 在煤气发生炉的指示操作中，带*三个是最主要的操作参数。炉底压力和炉出压力是与煤气系统安全更需要关注的参数(它与空气鼓风机、煤气加压机的性能选取等有直接关系)。(风机参数:流量、全压、转速、功率、效率)。 10.运行中几种不正常情况的分析 1、炉出压力与炉底压力同时逐渐上升的原因:主要是煤气前进方向的阻力增加所造成的。比如:发生炉出口管道出现堵塞，煤气发生炉出口管道的两侧处于不同的工作状态，煤气在发生炉一侧是高温状态，炉出煤气又带有大量的灰尘颗粒及重质焦油，受水及其它介质冷却后，就要沉积，容易造成出口管道截面减小，因而煤气流动的阻力增大，导致炉出压力增高，由于煤气和空气处于同一系统中，所以炉底压力也同时上升。 2、炉出温度高、低是否代表炉内处 15 于冷、热运行状态,? 炉出温度高可能是处于两种运行的状态之中:?整个料层出现温度高，甚至冒火，这时炉出温度一定会高，所以炉出温度高可能是热运行;?另一种情况是火层温度高，炉出温度不一定高，但此时也处于热运行。?一般冷运行时炉出温度一定是低的，因为此时料层的表面温度低，料层厚，从还原层出来的煤气大部分热量被吸收，所以炉出温度就低了。但是炉出温度并非全决定于料层表面温度，有时出现炉体局部区域漏水时，大量的水分吸收热量蒸发成水蒸气，此时炉出温度也会下降，但炉内料层温度不一定低。 3、煤气中的含氧量增高是什么问题,氧气在煤气生成的过程中作用大家都清楚，如果没有最基本的碳和氧的完全燃烧的反应，就不可能有后续的还原反应，我们的工作是使氧化反应进行的彻底，也就是将饱和空气中的氧完全耗尽。?料层处于冷运行状态时，含氧量会升高。?出现料层倾斜、纹形火层、 16 层次混乱等情况也会使含氧量升高。甚至空层部分会产生爆炸现象(煤气、火，氧)。在点火过程中，料层逐渐建立，开始时氧含量虽然较高，随着料层的增厚，含氧量逐步降低，直至达到送气所要求的标准。 11.生产炉改热备炉及热备运行注意事项 1、生产炉改热备用炉时，应先将发生炉调整到正常炉况，否则不得将生产炉改为热备用炉，转为热备用炉的操作要求:?首先将炉内温度适当降低，减少给风量，如为自动控制系统应转为手动，然后再调节煤气流量(调小)。?启动出口切断水封与系统隔开，同时慢慢拉开钟罩阀(不一定全开)，维持炉膛有一定的正压。?适当加厚煤层，停止加煤，检查上下钟罩机构是否严密。?、慢慢关闭给风阀门和蒸汽阀门，直至全部关闭，少开自然通风门。?、关小冷热循环水系统，冬天注意防冻。?打开汽包安全阀，关闭探火用蒸汽。密切注 17 意观察汽包水位，防止炉体缺水。改热备后注意事项:热备用炉应有专人管理，在备用期间，炉出温度应保持150~250?(此时可以关小或关闭自然通风门)，热备用状态下，不得打开探火孔(此时炉体内可能已经是负压状态)，不得启动加煤机及灰盘。检查设备及各部水封是否正常。 2、热备炉转生产炉时操作要求:?关闭自然通风，开空气阀门。?启动加煤机，开大冷热循环水系统。?打开探火孔蒸汽阀门观察炉内情况，并根据炉内情况调整饱和温度。?在炉出口取煤气分析，当煤气质量符合要求时可以投入运行。?至此解除切断水封，关闭最大放散阀，若为单台洗涤塔时，应在洗涤塔放散10分钟后，开洗涤塔出口阀门，同时关洗涤塔放散阀门，煤气并入网络。 12.空气鼓风机与煤气加压机阀门设置情况 ?、所有的空气鼓风机和煤气加压机，一般都装有闸阀和蝶阀，安装位置如下: 18 闸 阀 蝶 阀 进口管出口管进口管出口 道 道 道 管道 空气鼓无 有 有 无 风机 煤气加有 有 有 无 压机 闸阀是作为切断系统之用，空气进口管道因为直接大气环境，所以无需安装闸阀，仅在出口处安装闸阀。在煤气加压机进出口管道上都应安装闸阀，可以切断煤气的来路与去路。作为调节，只能是依靠蝶阀。阀门装设情况仅供参考。 ?、风机(空气鼓风机和煤气加压机)交换机原则: 1、先开备用机后停工作机 2、渐开备用机渐关工作机 3、保持总管压力稳定 在双机并联运行时，其调节应当是双机同时进行调节，一般调节进口阀门。在同样流量时，调节出口阀门，功率损 19 耗较大。 •13.空气鼓风机与煤气加压机的关系 1、实施电气联锁保护:其含义是指在空气鼓风机和煤气加压机一对一的运转情况时，鼓风机停止工作时 ，加压机必须自动停止工作。因为当空气鼓风机全部失电停止工作时，发生炉无空气进入，产生不了煤气，而加压机还在继续工作，势必会造成发生炉及净化系统呈负压状态。由于负压的加剧，各点的水封和焦油封就会被突破，从大气中反吸入空气，引起爆炸。所以，当空气鼓风机停去，空气总管失压时，煤气加压机必须自动跳去。在这方面可以做到电气联锁，也可以通过空气总管压力仪表的信号来切断煤气加压机电源的联锁。 2、在发生炉煤气系统中，必须先启动空气鼓风机，间隔一定时间后，才能启动煤气加压机，至于间隔的时间，要根据每一个炉子实际情况来处理。严禁在任何情况下，都不能在鼓风机开出几分钟后，就立即启动煤气加压机，这样 20 会造成发生炉及煤气净化系统因抽空引起爆炸事故。 14煤气发生炉的附属设备 煤气发生炉的附属设备一般指止逆阀、钟罩阀(最大放散)、汽包三种。此三种设备附属于发生炉的原因是它们的作用直接与煤气发生炉的安全运行有关系，是发生炉必须配置的装置。1、止逆阀安装在煤气发生炉炉底给风箱前，主要是为了防止煤气倒流至空气管道中，当鼓风机突然停运时，炉内为正压，高温煤气从炉底倒流入空气管道或总管中，在空气管道中可能发生爆炸，为了避免此现象发生，采用止逆装置。2、钟罩阀在冷煤气生产工艺过程中，安装在竖管第一联，或与火炬相联。主要是为了控制发生炉的炉出压力和手动放散煤气，在转入热备用、停送煤气及在紧急情况下拉开钟罩阀以调节发生炉的炉出压力。3、汽包是汇集煤气发生炉水套产生的蒸汽而设置的。汽包能够实现汽水分离，蒸汽可实现伴热、加热、置换、 21 作为气化剂等。同时汽包能够对炉体供水，构成循环回路。汽包上设置三大安全附件。 15. 汽包、炉体、余热锅炉作为压力容器的基本要求 ?:压力容器是指盛装气体或液体，承载一定压力的密闭设备。?最高工作压力?0.1MPa;?容积?25L，且容积与压力的乘积?2.5MPa*L;?介质为气体、液化气体、和最高工作温度高于或等于标准沸点的液体。 ?、压力容器的一般性安全技术要求:压力容器的设计、制造、安装、运行使用和管理必须最大限度地满足工艺生产和安全规范的要求。强度:是指压力容器在确定的压力或其他外部载荷作用下，抵抗破裂或过量塑性变形的能力。刚度:刚度与强度不同，压力容器或压力容器的受压部件不会因强度而发生破裂和过量的塑性变形，但由于弹性变形过大也会使其丧失正常工作能力。例如:煤气管道泄露问题，一再加压密封，始 22 终不能保持其严密性，其中就有刚度不足的问题。稳定性:在外力作用下，压力容器保持其固有形状不变的能力。耐久性:一般压力容器的设计使用年限为10~20年。压力容器的使用年限取决于压力容器的疲劳寿命和腐蚀速率等因素。密封性:压力容器的密封性不仅指可拆连接处，而且包括焊接连接处的密封。在煤气站，不管是压力容器还是常压容器的密封性都是十分重要的。煤气站建成后，为什么要求做气密试验,就是要求煤气站的空气、煤气、蒸汽三大系统的可靠密封，这三个系统都是正压运行的，一旦出现负压情况，后果将不堪设想。 ?、汽包作为储存、分离作用的压力容器安全技术要求:?严格控制温度、压力。汽包的压力高低与温度有直接关系(水汽性质);?严格控制水位，确保分离效果。?确保给水系统的通畅，管道阻力，阀门串接，变径。 ?、炉体、余热锅炉作为换热压力 23 容器的安全技术要求:?温度控制。压力容器必须保证器壁温度在设计温度的范围内。温度高导致切断刚度降低。?压力控制。压力容器在运行中应严格控制操作压力不得超过最高工作压力。?液位控制。保证压力容器内介质在正常工作范围内。?介质腐蚀性的控制。钢材受介质腐蚀是不可避免的。从水质分析及处理上要高度重视，做好相关工作，减缓腐蚀速度，延长设备使用寿命。 16. 叫水、排污、冲洗操作1、叫水方法的适用范围、叫水方法的操作 2、排污的前提条件、排污方法的操作 3、压力表的冲洗方法的介绍 4、水位计的冲洗方法的介绍 5、关于常压炉体的水位计设置问题 6、假水位的判断17. 汽包水位问题 汽包进不了水是什么原因, 1、进水(自动)调节阀失灵，处于关闭状态。 2、手工调节的进水管道出现堵塞现象。 3、汽包内的蒸汽没有及时的使用或放 24 散，造成汽包压力升高，而进水压力低，蒸汽压力大于进水压力，汽包就进不了水。 4、在进水总管的前端几台发生炉进水量大，造成进水管末端的发生炉汽包进不了水。 5、汽包内给水布水装置堵塞。 ?、假水位的判断:造成汽包虚假水位的原因?是汽水连管堵塞，造成水位呆滞。?汽水连管安装不正确，不能正确显示水位。?使用蒸汽量突然增大或减少，造成暂时假水位。?大量给水时造成暂时虚假水位。?炉体产生汽水共腾时，汽包产生虚假水位。 ?、叫水的方法。18. 煤气站管道煤气站的主要管道?空气管道，输送气化剂，作为原料气供给发生炉使用。?蒸汽管道。压力大于0.15兆帕的蒸汽管道主要用于探火、伴热、置换、水封的保温用汽。压力小于0.1兆帕的蒸汽主要用于炉底蒸汽作为气化剂使用。?软化水管道，输送软化水，供炉体水套使用。?自来 25 水管道，主要是输送自来水供给各个水封点用水，灰盘水封用水，钟罩阀水封、竖管水封，切断水封的补充用水，部分空气鼓风机和煤气加压机的轴承冷却用水。?工艺循环水管道，a热循环水管道，作为酚水蒸发器、双竖管内煤气的冷却与洗涤用水，同时作为竖管水封、切断水封的维持水封用水。送冷却塔、洗涤塔的冷循环水管道。?煤气管道。a脏煤气管道，又称热煤气管道，在热煤气站中是主要的煤气输送管道，在冷煤气站中是很短的一段，即发生炉出口至第一个净化设备入口。半净煤气管道，即第一次清洗及降温后的管道，从风冷器至电捕焦油器的一段。净煤气管道，经多次净化的煤气管道。净煤气管道分为低压和高压管道。?污水回收管道。?部分仪表采用气动的，还有压缩空气管道。?采用氮气气封的，有氮气输送管道。 ?、煤气管道的附件:法兰、人孔、放散、蒸汽吹扫、膨胀器、冷凝水排水器、防爆阀、煤气切断装置、计量测试调节 26 装置、静电接地装置。 ?、煤气管道的试压方法。在发生炉煤气站供出的煤气，一般压力在25千帕以下，在此压力下，如果管道的焊接质量合格，法兰连接和螺栓连接符合要求，是不会产生煤气泄露的。但是在煤气管道施工过程中，根据设计施工的要求，在施工完毕后，要进行试验压力的校验。一般情况下只进行严密性的气密试验。试验压力一般为0.2兆帕。 ?、煤气管道做气体置换时的注意事项:1置换前应检查管道静电接地是否可靠;2在置换前检查蒸汽阀门和放散阀门开启灵活，检查后关严。3全系统置换前要准备消防灭火器材;4全系统置换前要准备急救必须用具;5不能在雷雨时进行;6置换作业时煤气管道上不能有人行走;7置换作业时放散管周围不能有明火热源;8置换时放散管下风向30米内不能进行动火作业;9置换时不能敲打煤气管道;10置换过程中不能在煤气管道外部动火。 27 ?、全系统置换时，必须使煤气生产系统(煤气站)和煤气使用系统(各使用点)同时进行置换，投运时事先要道道断开，当置换时，由煤气生产系统送煤气逐渐向外推移，道道顺序开通，达到全系统以煤气顺序置换空气的目的。在停运时，事先也要道道断开，当置换时，由煤气生产部门送空气逐渐向外推移，道道开通，达到全系统以空气顺序置换煤气的目的19. 煤气站的软化水处理及分析(1) ?、天然水中的杂质:按照杂质颗粒的大小分为三种。(杂质:概念是相对的，凡是对煤气发生炉的软化水系统运行中产生有害作用的物质统称为杂质。) (1)、悬浮物质:杂质颗粒直径在10-4以上的微粒。悬浮物质在水中很不稳定，很容易除去。 -6-4(2)、胶体物质:杂质颗粒直径在10~10之间的微粒。这类杂质比较稳定，均匀地分布在水中。 -6(3)、溶解物质:杂质颗粒直径小于10 28 的微粒。溶解物质包括离子物质、溶解气体。 ?、基本消除的方法:对于悬浮物质可以采取静止的方法，容积大密度小的上浮，容积小密度大的下沉。对于胶体物质可以采取混凝、沉淀、过滤、澄清的方法去除。对于溶解物质可以采取化学的方法，通过离子交换反应，其他化学反应过程来使有害物质从软化水系统中除去。20. 煤气站的软化水处理及分析(2)?、水质指标:?悬浮物。每升水中含有的悬浮物质的总量。单位是mg/l。?含盐量。由水质全分析所得到全部阳离子和全部阴离子的质量浓度相加，单位是mg/l。?硬度。表示水中高价金属离子的总浓度。主要是指水中钙离子和镁离子的浓度。单位是mmol/l。硬度分为永久硬度和暂时硬度，加热沸腾时硬度不消失(物理条件下不变化)称为永久硬度，暂时硬度是指加热沸腾 -时硬度消失。?碱度。表示水中OH、 29 -2- HCOCO及其他弱酸盐类的总和。水33 中的碱度有五种不同的形式:只有OH --碱度;只有CO碱度;只有HCO碱度;33 2-2--同时有OH和CO碱度;同时有CO33 - 和HCO碱度。?酸度。与强碱发生反3 应的物质的总量。?化学耗氧量。在强酸加热沸腾回流的条件下对水中有机物进行氧化，这时氧化剂的消耗量称为化学耗氧量(COD)。单位是mg/LO 221. 煤气站的软化水处理及分析(3) ?、水中杂质的危害: ?水垢形成的原因?水在炉体中不断地被加热而不断地蒸发，在蒸发过程中蒸汽带走的盐类很少，这样盐类在炉水中就不断地浓缩，到一定程度时，难溶盐类就会形成沉淀。?水在被加热和蒸发的过程中，有些钙、镁盐类因发生化学反应，从易溶于水的物质转变成了难溶于水的物质而析出。Ca(HCO)?CaCO32?，HO，CO?; 22 Mg(HCO)?Mg(OH)?，2CO? 322 30 ?、水垢的性质:水垢往往不是单一的化合物，而是由许多化合物组成的混合物。水垢的化学组成比较复杂，可以以一种化学组成为主将水垢分成:?碳酸盐水垢。以碳酸钙为主，常达50%以上。?硫酸盐水垢。主要成分是硫酸钙(CaSO)，在组成中占50%以上。此4 种水垢坚固密实。?硅酸盐水垢。主要是硅酸化合物，SiO含量可占20%以上。2 这种水垢最为坚硬，往往在炉体受热强度最大的火层附近的内侧产生。?混合水垢。是上述各种水垢的混合物，不易指出是以哪一种成分为主。?氧化铁垢。主要成分是铁的氧化物，这种垢的外表面往往呈咖啡色，内层呈灰色，垢下常有少量白色盐类。(主要是炉体受到腐蚀或给水含铁量过高有关。) 22. 煤气站的软化水处理及分析(4)?、水垢的危害:?降低煤气炉的热经济性。水垢的导热性能很差，它比钢铁的导热能力小几十倍。水垢的存在使炉体受热面传热情况变坏，部分增加燃料消耗量。 31 每增加1毫米水垢，就要多消耗煤3~5%。?引起受热面金属过热。由于水垢的导热性能差，而且又由于水垢易结生在热负荷很高的金属受热面上，此时会使结垢部位的金属壁面温度升高，引起强度下降，在蒸汽压力的作用下，就会发生过热部位变形、鼓包、甚至引起爆炸事故。?、水垢大量的沉积会堵塞炉体下部的布水管道，影响炉体与汽包之间正常的水循环。?沉积物下腐蚀。如果水垢覆盖不均匀，还会产生垢下腐蚀。?结生水垢后，特别是硫酸盐、硅酸盐水垢难以清除，清除过程中会使受热面受到损伤，降低使用寿命。 ?、防止水垢的方法:?加强炉外水处理，保证软化水给水符合水质标准。?加强炉内水处理的管理，保证炉水水质符合炉水水质标准。?加强煤气炉的运行管理，防止炉体金属遭受腐蚀，减少给水含铁量，保证炉体在无垢、无沉积物下、无腐蚀情况下安全运行。 23.煤气站的软化水处理及分析(5) 32 ?、炉内水处理:是往水套内投加合适的药剂，与水中结垢物质(主要是钙、镁盐类)发生一些化学或物理作用，生成松散的水渣，通过排污排出垢渣，达到防止或减轻水套结垢或腐蚀的目的。?优点:对原水水质适应范围较大，设备简单，投资小，操作方便，管理维护容易，节省劳力。?缺点:对排污要求严格，排污水量大，热损失较大;除垢效果不够稳定，通常除垢率在80~90%左右。?纯碱法。在炉水中投加NaCO，一是维持炉水一23 2-定的碱度，二是增加炉水中CO浓度，3 2+2+2-2-Ca，CO?CaCO?;Mg，CO?333MgCO;MgCO，HO?Mg(HO)?，3322CO?。?磷酸盐法。磷酸三钠为白色固2 体颗粒，加入炉内能起到以下作用:?除去水中钙、镁离子，形成磷酸钙、磷酸镁 2+-3- 的胶状沉淀。10Ca，6PO，2OH?4 Ca(OH)(PO)(碱式磷酸钙)，是一种松246 软的水渣，容易随排污排出，且不会粘附在炉体内侧形成二次水垢。?增加形成水渣的流动性。?在炉体内侧金属表面形成 33 磷酸盐的保护膜，防止金属的腐蚀。?防止硫酸盐、硅酸盐水垢的生成。?纯碱—腐殖酸钠法。纯碱的作用是将结垢性的物质转变为松软的水渣，而腐殖酸钠的作用是改变水渣的性质。?复合防垢剂法。就是在加药处理时，将几种药剂根据不同水质按一定比例混合在一起使用。*上述各种加药处理方法应首先进行水质全分析，要按照因水、因炉的原则来进行水的软化处理和管理。 24.煤气站的软化水处理及分析(6)目前软化水的基本处理方法有二种:炉外处理和炉内处理。处理的主要物质是离子状态的物质。水中有大约三种杂质，悬浮物质和胶体物质可以通过混凝、沉淀、过滤等方法除去。离子状态的物质一般要经过化学过程才能去除。炉内加药已经简述。炉外处理通常采用离子交换的方法，这种方法可以将水中离子态杂质比较彻底地去除。离子交换处理，是用一种离子交换剂的物质来进行的。当水通过这种物质时，可以将其本身具 34 有的某种离子和水中同符号的离子进行 2++交换。2RNa，Ca?RCa，2Na;式中2 R表示离子交换剂的骨架部分。 影响离子交换容量的因素:?交换剂的颗粒。越小交换能力越强。?交换剂层高度，一般不低于0.6米，剂层越高能力越强。?进出口水质。?离子交换器的构造，给水、布水是否均匀。?运行条件:过滤速度，温度条件等。?再生程度。越彻底交换容量越大。 离子交换树脂具有多孔网状结构特点，因此要注意防冻。 25煤气站的软化水处理及分析(7). ?、固定床钠离子交换法。这种方法只能除去水中含有的钙、镁离子。 2+2+ ? 2RNa，Ca(Mg)?RCa(Mg)2 + ，2Na;此离子交换过程除去了水中的钙、镁离子，同时水中的碱度不变，含盐量有所增加(因Na的摩尔质量比1/2Ca、1/2Mg的摩尔质量大一些。 +?再生过程:RCa(Mg)，2Na?2 2+2+ 2RNa，Ca(Mg)其中再生液系NaCl 35 ?盐耗计算:盐耗?G/VHg/mol(V:交换器周期制水量;H:生水硬度;G:再生一次所用食盐的量。)因为离子交换是按等物质的量进行的，所以每除去1mol的硬度必须用58.5克食盐，这就叫再生剂NaCl的理论量。实际盐耗一般为130%，即1.3倍。001×7型树脂的再生 3 水平为:80~150(NaCI)Kg/m树脂。 ?再生剂(NaCI)的浓度:001×7型树脂的再生液浓度为3~8%。再生液浓度过高时，溶液中的反离子对树脂表面的双电层产生压缩作用，不利于再生反应的进行。 ?再生剂用量的经验计算:G, 2 0.785dha。 d:为交换器的直径;h:交换器内树脂的装填高度;a:再生水平 3 (80~150Kg/m)26. 离子交换器的运行 ?、顺流式离子交换器的运行:从交换器失效后算起，共分四个步骤。?:反洗。反洗的目的一是松动交换剂层，为再生创造条件;二是清除交换剂层中的悬浮物质和交换剂的碎粒、气泡;反 36 洗的终点是水清为止。?:再生。再生的目的是为了恢复交换剂的工作能力。关于交换剂的用量、交换剂的浓度都已经说过，强调的是再生液须一次流经交换剂层，然后静止30分钟。?正洗。正洗的目的是清除残余的再生剂和再生产物。一级钠离子交换器正洗的终点是出水硬度小于0.03mol/L。?软化交换。当交换器处于软化处理时，每2小时分析一次出水残余硬度，接近失效时每半小时分析一次，防止不合格的水进入软化水池。上述四个步骤反复进行。 ?、逆流式离子交换器的运行:逆流再生交换器与顺流再生交换器的显著不同在于增加了中间排液装置。其操作步骤如下:?小反洗?进再生液?逆流冲洗?再小反洗?正洗?周期大反洗。 ?、二种交换器的比较。逆流再生交换器具有再生剂用量省和出水水质好的优点，得到了更为广泛的应用。一般只需改动交换器外部管系和增加中间排液装置即可。27. 水质指标 37 (GB1576-2008)GB1576-2008锅壳锅炉水质标准是针对锅壳式锅炉制定的。所谓锅壳式锅炉是指它的受热面的组成其中有锅壳的一部分，它的工作情况与我们的煤气发生炉的汽水系统的情况相似，因此在设计煤气发生炉炉体时对它的水质指标提出按照GB1576-2008标准执行。 项 给 水 炉 水 目 炉内 炉外 炉内 炉外 悬浮物?20 ?5 (mg/l 总硬度?3.5 ? (mmol/l) 0.03 PH(25?) ?7 ?7 10~12 10~12 溶解固形 ,,物(mg/l) 5000 5000 总碱度 6~26 6~26 (mmol/l) 相对碱度 ,0.2 ,0.2 38 28. 煤气站的 安全管理 企业安全管理考核细则加油站安全管理机构环境和安全管理程序安全管理考核细则外来器械及植入物管理 煤气站安全管理的依据 1、《中华人民共和国安全生产法》、《山东省安全生产条例》、《特种设备安全监察条例》、淄博市政府办公厅“关于煤气发生炉专项整治的通知”。 2、GB50195 发生炉煤气站设计规范;GB6222-2005 工业企业煤气安全规程;淄博市安全生产监督管理局《建陶(煤气发生炉)企业安全质量标准》;GB50235 工业企业金属管道工程施工及验收规范;《压力容器安全技术监察规程》;《在用压力容器定期检验规则》;GB1576-2001《低压锅炉水质标准》;《发生炉煤气设备及压力管道检验 细则 测试细则下载防尘监理实施细则免费下载免费下载地暖施工监理细则公路隧道通风设计细则下载静压桩监理实施细则下载 》等。 3、本企业安全管理网络;本企业煤气炉安全 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 ;本企业煤气炉安全技术操作规程;本企业煤气站事故应急救援预案;本企业安全培训及考核制度等。30.煤气站的安全管理(2)煤气站长岗位责任制 1、认真学习、贯彻执行国家及上级 39 有关安全生产的法律法规，贯彻落实厂规厂纪，参与制定煤气发生炉的相关安全操作规程、各个岗位的安全责任制，根据本企业煤气发生炉的实际情况制定或参与制定煤气站的事故应急救援预案，并组织实施定期演练。 2、定期对站内员工进行安全技术培训教育，提高各岗位人员的业务素质。 3、定期召开班组会议，监督班前、班后会的落实情况，有针对性的提出工作要求。 4、及时与联合车间，原料车间进行沟通，确保煤气供应，满足生产需要。 5、严格把关确保煤质，完善站内设备的维护保养，抓好站内卫生工作，做到文明生产。 6、出现问题及时指挥处理，发生各类故障及发现事故隐患要按照“四不放过”的原则分析处理，并按照有关规定及时逐级上报。 7、服从领导，完成公司交办的其他工作任务。 40 煤气站的安全管理: ?、煤气站的安全管理是一项系统工作，目前安全监察管理的要求是: ?要完成煤气站设备及管道的检验检测、压力容器部分要按照要求在定检周期内?要完成煤气站内煤气管道防雷防静电检测并合格?要对安全评价报告的整改内容全面完成整改?消防工作要合乎国家消防的有关规定(例如消防通道)?要进行煤气站的安全验收并完成验收要求的有关事项?办理各种使用登记手续。 ?、煤气站安全管理的主要工作:?煤气生产、用气设备、各种管道制造质量必须符合国家有关要求，有完整的资料档案。?安全阀、钟罩阀、防爆阀(膜)、止逆装置、压力增减装置均应定期检验检测合格，确保准确、齐全、灵敏、可靠。?各种仪表讯号、自动警报装置、自动控制及联锁装置必须动作灵敏、准确，并应定期试验及维保。?设备及管道要在定期检验周期内，并对报 41 告提出的整改意见认真落实经复查确认。?电器设备必须保证运转正常，设备不允许接用临时线路。?化验用有毒、易燃品有专人负责，确保使用及存储安 %。全。?煤气中必须保证含氧量小于1?洗涤水排放、输运煤灰系统的粉尘含量符合环保要求。?站内各种管道按照有关规定涂色，煤气、空气、蒸汽、洗涤(热、冷)、自来水等管道一目了然。?煤气中内要有明显标志，严禁闲散人员及火种进入站内。?管理制度、安全警示牌要挂在明显位置。?消防设施配备齐全，在有效期内。?各种运行记录齐全，不正常炉况要记录在案。?站内工作人员穿戴劳保防护用品符合规定。?所有操作人员没有与工作岗位有关的疾病。 煤气站的安全管理(4)煤气站内动火的注意事项(运行中的煤气站和停运检修期间的煤气站) ?、动火前的准备工作:?要由煤气站提交动火申请，经公司安全经理批 42 准，签发动火证。?要由煤气站安全员及相关人员到现场进行监护。?准备好灭火器材。?准备好急救物资。?启动事故应急响应(动火系危险作业)。 ?、煤气站停产检修期间动火的注意事项:?切断煤气来源，确保煤气切断装置可靠切断，有专人监守，并挂好警示牌。?用蒸汽或氮气置换，经检测合格后(小于30mg/m?、24ppm)，彻底清除内部焦油、粉尘等，防止在动火过程中形成爆炸性混合气体。 ?、煤气站运行中动火的注意事项:?设备及管道内保持正压，在0.5~1千帕。随时观察最邻近的压力指示，防止动火过程中负压的产生。?在动火的小范围应进行上下左右的屏蔽，防止动火过程中有焊接热渣溅落在其他的煤气设备上。?只准小电流的电焊焊接，不准用气焊(防止烧穿，设备内煤气与空气混合)，?动火部位要有可靠的接地，以防原接地装置的故障(断开)造成事故。 切断水封切断时的注意事项:1、清理 43 孔门(人孔、手孔、排水孔)要保持干净，除去异物，加好填料。2、检查补充水阀门，使之处于正常通畅状态，并开启灵活。3、检查溢流管及排水管是否通畅。溢流要见水(明水)操作顺序:1、接到切断通知，明确切断目的，认定所需切断的设备号。2、封上清理孔门。3、渐渐加水至见上溢流见水，并随时检查清理孔门是否漏水，严重漏水的应换填料重封。 煤气站的安全管理(5)?、煤气中毒事故:发生炉煤气中的一氧化碳和硫化氢是造成人体中毒的主要成分。1、发生炉操作层上的煤气中毒(炉面空气中一氧化碳超标);2、煤气炉操作间和排送机房内煤气中毒(仪表接管煤气泄露);3、进入煤气设备及管道内检修造成煤气中毒;4、由于煤气管道及阀门不严密引起煤气中毒;5、煤气停送时，在联合车间发生煤气中毒(车间内放散装置问题、再一次送气时前次未关闭燃烧器上的阀门);6、煤斗内掉入工具去取， 44 造成煤气中毒;7、熄炉时，未完全熄灭造成煤气泄露，造成人员中毒。8、停循环水(热)造成净化设备水封中的水被蒸发，因而煤气突破水封外溢，造成中毒。 ?、煤气中毒事故的抢救:1、立即报告;2、将中毒者移至空气新鲜处，根据情况给予人工呼吸或输氧;3、严禁不戴氧气呼吸器到中毒区抢救;4、立即在危险区设岗哨，严禁非抢救人员进入;5、设法消除危险区的煤气来源。 煤气站的安全管理(6)煤气着火事故的预防与抢救一、煤气着火的预防:?严格执行煤气站动火的安全操作规程;?设备或管道内有可燃物时，应彻底清除。?严禁在负压情况下动火;?在设备或管道上动火时，如因前后放散管高度不一，要均衡抽力;?动火时尽可能向设备内通入蒸汽; 二、煤气设备及管道着火时的处理:?堵住泄露口，降低煤气压力(不能小于0.5千帕)?禁止突然切断煤气来源， 45 以免发生回火爆炸;?迅速说明情况，请求援助;?无关人员不能参与抢救工作;?严禁向烧红的设备或管道喷水;?煤气设备或管道外部着火内部有煤气时，应由救护人员佩戴氧气呼吸器进行灭火;?设立危险警戒区域，严禁无关人员进入;?着火严重时，联系停送煤气。 煤气站的安全管理(7). 煤气站的爆炸事故:分为化学性爆炸和物理爆炸。 ?、煤气站的化学性爆炸:煤气中含义氢气、一氧化碳、甲烷等可燃物质，与空气或氧气混合达到一定比例时，在燃点温度和明火的作用下，即可发生迅速的化学反应，瞬间内放出大量的热量，造成压力和温度的急剧增加，其能量传播速度可达每秒上千米，从而形成煤气爆炸，这种爆炸属于化学性爆炸。 ?、物理性爆炸:物理性爆炸是在爆炸过程中未发生化学反应，例如煤气站事故中的炉体水套的爆炸，就是由于水套内缺水，钢板严重过热强度急剧下 46 降，而又突然进水，造成进水迅速汽化成蒸汽，水变成蒸汽后体积急剧膨胀使水套内压力迅速增高，超过水套的设计压力后，首先从最薄弱处撕开，引起爆炸。物理性爆炸没有化学反应，而是物质状态发生变化(由液态水变成气态水蒸汽)时，体积膨胀而造成的爆炸。 ?、爆炸极限:爆炸上下限的概念。 ?、发生炉煤气是混合气体，它的爆炸极限应该根据煤气气体的组成来进行计算，大致的爆炸范围是14~75%。 ?、着火燃烧与爆炸的异同:都是化学反应，都同时满足三要素;一个是密闭空间一个是敞开空间，一个反应速度快，一个是缓慢进行。 煤气站的安全管理(8)一、煤气站内各种情况的化学性爆炸:停电造成煤气倒回引起的爆炸;负压时造成空气吸入引起的爆炸;在有剩余煤气的设备及管道上动火形成的爆炸;先送电、后送煤气引起的电捕焦油器爆炸;先送煤气后点火引起的使用煤气设备的爆炸;*由于 47 全站停电，当外部管道容量大，而当时使用量小时，排出总管煤气倒回形成的爆炸，波及面大，主要发生在炉底及后 由于局部停电退至整个空气供应系统;* 或鼓风机机械故障停运，而加压机连续工作，抽空而造成净化系统负压引起爆炸，此种爆炸波及面大，破坏严重。 二、煤气化学性爆炸事故的处理:1在发生煤气爆炸事故后，应立即切断煤气，并迅速打开吹扫蒸汽阀门，向其内通入蒸汽进行气体置换，直至内部残余气体吹尽为止;2由于有时爆炸时同时发生着火，此时就不能立即切断煤气，要根据煤气着火事故的处理办法进行处理;3在处理爆炸事故时，可能会因为防爆膜破裂后进入空气产生二次爆炸，所以在未通入蒸汽吹扫前，人员不能接近防爆孔及站立在防爆孔的正前方。 三、物理性爆炸(炉体水套的爆炸)事故处理:是灾难性的事故，以预防为主。?认真执行操作规程，防止缺水;?改善水质，预防结垢;?定期检查检 48 验，及时消除存在的缺陷(鼓包、裂纹、过热、腐蚀等);?完善水位警报及联锁装置;?严禁超压运行;?出现严重缺水时禁止向炉体内进水; )1、防爆膜的煤气站的安全管理(9 选用原则:设置防爆膜的目的是为了确保容器内压力迅速升高时，防爆膜先破裂泄压，从而达到保护设备的目的。选用原则:?爆破片的设定压力应小于设备的最薄弱部位的耐压力。?根据发生炉煤气站设计规范的有关规定，爆破片的材料宜采用退火状态的工业纯铝板。?防爆膜原则上应有由制造资质的单位制造。 2、各种材质的爆破压力 材 料 夹紧直径(毫米) 厚度(毫米) 爆破压力(兆 帕) 铝 426 0.5 0.3 1.0 0.6 219 铝L0.4 0.2 2 退火状态 0.4- 0.15 0.3 0.12 0.3- 0.09 49 50