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1、煤气作业人员安全知识培训煤气作业人员安全知识培训 主讲人：兰刚煤气作业人员安全知识培训前言煤气的组分煤气的组分煤气是一种混合气。煤气是由多种可燃和不可燃的单一气体组成的混合气体。其中可燃气体成分有CO、H2和其他气态碳氢化合物CmHn以及H2S；不可燃的气体成分有CO2、N2和少量的O2。除此之外还有含有少量的水蒸气、焦油蒸汽以及粉尘固体颗粒。煤气成分见表1 表1 各种煤气的主要组成(体积分数)组成种类甲烷（CH4）碳氢化合物（CmHn）氢气（H2）一氧化碳（CO）二氧化碳（CO2）氮气（N2）氧气（O2）高炉煤气 0.20.511.51.827308 1255 570.2 0.4焦炉煤气20
2、 232 458 6073 3.57 80.4 0.5转炉煤气608014 195 100.4 0.6发生炉煤气3 60.59 1026 311.5 355煤气作业人员安全知识培训前言表2 各种煤气的主要性质及比较种类色觉、嗅觉、毒性发热量物（kJ/Nm3）理论燃烧温度（）着火点（）CO含量（体积分数）%与空气混合爆炸范围（体积分数）%高炉煤气 无色、无味、剧毒3558.83977.5约1500700左右27 304070焦炉煤气无色、有味、剧毒16328.518422.9约2150550 650约7.56 30转炉煤气无色、无味、剧毒7536.29211较高炉煤气高650700608020.
3、371.5发生炉煤气无色、无味、剧毒5861.57117.6175070026 314070话题：煤气中含有剧毒性物质CO，通过其体积含量的多少，决定其毒性的大小，转炉煤气毒性最高，焦炉煤气毒性最低，而通过上表，可分析出民用的燃气选用焦炉煤气的原因(可燃性成分含量高、毒性小）。1ppm为体积浓度，百万分之一，10-6国家卫生标准24ppm，体积分数为0.0024%安全基础知识：煤气安全技术管理安全基础知识：煤气安全技术管理 煤气安全技术管理要求煤气安全技术管理要求 1、冶金企业应严格执行工业企业煤气安全规程（GB6222-2005），建立和完善煤气安全管理制度，落实相关要求。2、煤气危险区域，
4、包括高炉风口及以上平台、转炉炉口以上平台、煤气柜活塞上部、烧结点火器及热风炉、加热炉、管式炉、燃气锅炉等燃烧器旁等易产生煤气泄漏的区域和焦炉地下室、加压站房、风机房等封闭或半封闭空间等，应设固定式一氧化碳监测报警装置。3、煤气生产、净化（回收）、加压混合、储存、使用等设施附近有人值守的岗位，应设固定式一氧化碳监测报警装置，值守的房间应保证正压通风。4、在煤气区域工作的作业人员，应携带一氧化碳检测报警仪，进入涉及煤气的设施内，必须保证该设施内氧气含量不低于 19.5%，作业时间要根据一氧化碳的含量确定，动火必须用可燃气体测定仪测定合格或爆发实验合格；设施内一氧化碳含量高（大于 50ppm）或氧气
5、含量低（小于 19.5%）时，应佩戴空气或氧气呼吸器等隔离式呼吸器具；设专职监护人员。5、转炉煤气和铁合金炉煤气宜添加臭味剂后供用户使用。6、水封装置（含排水器）必须能够检查水封高度和高水位溢流的排水口；严防水封装置的清扫孔（排污闸阀或旋塞）出现泄漏。安全基础知识：煤气安全技术管理安全基础知识：煤气安全技术管理 煤气安全技术管理要求煤气安全技术管理要求 7、检修的煤气设施，包括煤气加压机、抽气机、鼓风机、布袋除尘器、煤气余压发电机组（TRT）、电捕焦油器、煤气柜、脱硫塔、洗苯塔、煤气加热器、煤气净化器等，煤气输入、输出管道必须采用可靠的隔断装置。8、用单一闸阀隔断必须在其后堵盲板或加水封，并宜
6、改造为电动蝶阀加眼睛阀或插板阀。9、过剩煤气必须点燃放散，放散管管口高度应高于周围建筑物，且不低于 50 米，放散时要有火焰监测装置和蒸汽或氮气灭火设施。10、煤气管道和设备应保持稳定运行。当压力低于 500 帕时，必须采取保压措施。11、吹扫和置换煤气管道、设备及设施内的煤气，必须用蒸汽、氮气或合格烟气，不允许用空气直接置换煤气。12、煤气管道应架空铺设，严禁一氧化碳含量高于 10%的煤气管道埋地铺设。13、煤气管道宜涂灰色，厂区主要煤气管道应标有明显的煤气流向和种类标志，横跨道路煤气管道要标示标高，并设置防撞护栏。14、煤气管道的强度试验压力应高于严密性试验压力；高压煤气管道（压力大于或等
7、于 3 104 帕）的试验压力应高于常压煤气管道。安全基础知识：煤气安全技术管理安全基础知识：煤气安全技术管理 煤气安全技术管理要求煤气安全技术管理要求 15、煤气设备设施和管道泄爆装置泄爆口，不应正对建筑物的门窗，如设在走梯或过道旁，必须要有警示标志。16、凡开、闭时冒出煤气的隔断装置盲板、眼睛阀或扇型阀及敞开式插板阀等，不应安装在厂房内或通风不良之处，离明火设备距离不少于 40 米。17、煤气设备设施的改造和施工，必须由有资质的设计单位和施工单位进行；凡新型煤气设备或附属装置必须经过安全条件论证。18、生产、供应、使用煤气的冶金企业必须设立煤气防护站，配备必要的人员、救援设施及特种作业器具
8、，做好本单位危险作业防护和救援工作。19、从事煤气生产、储存、输送、使用、维护检修的作业人员必须经专门的安全技术培训并考核合格，持特种作业操作证方能上岗作业。安全基础知识：煤气安全技术管理安全基础知识：煤气安全技术管理 煤气检查和检修的安全管理煤气检查和检修的安全管理 企业的煤气安全管理企业的煤气安全管理 1、一般规定、各种主要的煤气设备、阀门、放散管、管道支架等应编号，号码应标在明显的地方；、有泄漏煤气危险的平台、工作间等，均必须设置相对方向的两个出入口；、各类带煤气作业处应分别悬挂醒目的警告标志；、煤气辅助设施保持完好有效；、对于设备腐蚀情况、管道壁厚、支架标高等每年重点检查一次，并将检查
9、情况记录备案；、煤气危险区（如地下室、加压站、地沟、热风炉及各种煤气发生设施附近）的一氧化碳浓度必须定期测定，在关键部位应设置一氧化碳监测装置。2、用气点、烧嘴阀闸门前有须设有取样管；、两个炉子应分别设置独立的放散管；、烧嘴阀的头部有明显开关标注；安全基础知识：煤气安全技术管理安全基础知识：煤气安全技术管理 煤气检查和检修的安全管理煤气检查和检修的安全管理 企业的煤气安全管理企业的煤气安全管理 、烧嘴阀前有放水或放气头；、阀门严密、灵活、无泄漏；、助燃风管设泄爆膜和低压报警装置。3、管道、厂区主要煤气管道须标有明显的煤气流向和种类；、所有可能泄漏煤气的地方均须挂有提醒人们注意的警示标志；、管道
10、本体无可见泄漏(含法兰、阀门及附属装置)；、煤气管道与水管、热力管燃油管和不燃气体管在同一支柱或栈桥上敷设时，其上下敷设的垂直净距不宜小于250毫米。安全基础知识：煤气安全技术管理安全基础知识：煤气安全技术管理 煤气检查和检修的安全管理煤气检查和检修的安全管理 企业的煤气安全检修企业的煤气安全检修检修主要指焦炉、高炉、转炉煤气回收、贮存、使用输送系统的检修。煤气检修时应制定三个方案:一是检修工作方案；二是停气和吹扫的方案；三是送气置换方案。方案应包括组织机构，检修内容和涉及范围，检修程序，安全措施和应急处置等内容；应办理有关作业的许可证，可做好安全确认，并进行严格检测并记录，做到统一指挥，令行
11、禁止。负责施工的单位必须与业主单位签订安全生产协议，同时经各有关部门认可并办理相关手续。施工企业应对自身范围的安全工作承担责任。检修实施前应对作业人员进行针对性的安全教育和安全交底。作业人员应随身佩戴便携式一氧化碳报警仪，作业环境有害气体浓度超标或氧气浓度不足时，应佩戴空气和氧气呼吸器，设专职监护人。作业场所应设有逃生及救援通道。有条件的企业应组织消防车、急救车现场待命现场待命。检修规定内容不得改变，否则必须重新申请。项目完成后由负责人签字确认。安全基础知识：煤气安全技术管理安全基础知识：煤气安全技术管理 煤气检查和检修的安全管理煤气检查和检修的安全管理 企业的煤气安全检修企业的煤气安全检修1
12、、施工作业要求、施工中要严格遵守制定的施工单项安全措施，动火点必须备有相应、有效的灭火器材和一氧化碳测定器；进入煤气设备或管道内作业，必须配备便携式一氧化碳测定器和便携式氧气测定器，并采取联系呼叫措施予以安全确认；工作人员每次进入设施内工作的间隔时间至少在两小时以上，中间到无煤气地点休息；、带煤气危险作业，如带煤气抽堵盲板、带煤气接管、高炉换探料尺、操作插板等，不应在雷雨天进行，不宜在夜间进行；作业时，操作人员应佩戴空气正压呼吸器或隔绝式防毒面具，并应遵守下列规定：工作场所应备有必要的联系信号、煤气压力表及风向标志等；距工作场所40米内，不应有火源并应采取防止着火的措施，与工作无关人员应离开作
13、业点40米以外；应使用不发火星的工具，如铜制工具或涂有足够厚度润滑油脂的铁制工具；距作业点10米以外才可安设照明装置；不应在具有高温源的炉窖等建、构筑物内进行带煤气作业。安全基础知识：煤气安全技术管理安全基础知识：煤气安全技术管理 煤气检查和检修的安全管理煤气检查和检修的安全管理 企业的煤气安全检修企业的煤气安全检修、带煤气动火补焊等作业，必须保持管内煤气正压不低于100Pa，在动火点附近安装校验有效期内的适用压力表，专人连续监视压力，并用对讲机保持联系，无法确保规定压力时应立即停止作业。2、煤气停气要求、确认全部止火。使用按规程规定有效可靠地装置关闭入口煤气及仪表导管阀门，检修设备与运行中的
14、设备要用盲板或眼镜阀可靠切断。打开末端放散管，确保内部煤气吹净；、末端放散应高出煤气管道、设备或平台4米，距地面不小于10米，车间内部或距车间10米以内不经常操作的放散管必须高出建筑物的屋檐，操作时应站在上风口，必要时在放散口附近划定警戒区，区内禁止有火源，并注意煤气不要逸入周围房屋；、高炉煤气管道停气时，从煤气来源阀门后附近通氮气赶煤气，也可采用打开所有人孔，自然通风或强制送风赶残余煤气；、焦炉煤气或混合煤气管道停气时，向管道内始端通入氮气，也可先通入高炉煤气赶残余煤气，后按赶残余高炉煤气的方法处理；、排水器由远而近逐个放水驱除内部残余煤气；、在管道末端和各死角处做爆发实验，如点不着，可停止
15、通氮气，打开人孔通风，待含氧量达到18%和一氧化碳含量合格后，方可进入管道内工作。安全基础知识：煤气安全技术管理安全基础知识：煤气安全技术管理 煤气检查和检修的安全管理煤气检查和检修的安全管理 企业的煤气安全检修企业的煤气安全检修3、煤气送气要求、清除管道内杂物，清点工具，人数齐全后封闭人孔和手孔；、所有阀门应完好无损，能按时要求关闭和开启；、将排水器灌水满流，保证达到规定要求的水封高度，关闭排水管阀门和实验头阀门；、管道及附属设备上停止动火作业，煤气管道周围不得有火源和大于200的高温物质；、打开末端放散管，从管道始端通入氮气赶空气，在末端放散管附近取样试验至含氧量低于2%；、打开阀门引入煤
16、气，同时停止通入氮气，以煤气赶氮气在末端放散管处做爆发试验，连续三次合格后关闭放散管；、打开仪表导管的阀门，恢复仪表指示；、改扩建及大修后的煤气管道必须经严密性试验和全面检查验收合格后才能送气。安全基础知识：焦炉煤气的生产原理安全基础知识：焦炉煤气的生产原理焦炉煤气的生产原理焦炉煤气的生产原理焦炉煤气是炼焦用煤在高温炼焦生产过程中的副产品，即烟煤于隔绝空气条件下在焦炉炭化室内加热至9501050的整个结焦过程中释放出的气态产物经净化而得到的气体产品。其过程为：炼焦用煤被装入焦炉炭化室后，在两侧燃烧室内燃烧煤气的加热过程中，煤料经过干燥、热解、熔融、固化、收缩变成焦炭。在烟煤干馏的全过程都有大量
17、的气态产物析出，称之为粗煤气或荒煤气。1t干煤在炼焦过程中大约可产出净煤气330350Nm3。实际操作技能：焦炉煤气的净化实际操作技能：焦炉煤气的净化焦炉煤气的净化操作焦炉煤气的净化操作 自焦炉析出的粗煤气中除煤气外还有焦油、粗苯、水、煤粉和焦渣以及少量的H2S和NH3等。为了回收粗煤气中的有用化学产品和减少腐蚀与污染，要对粗煤气进行回收与净化。在焦炉炭化室炉顶空间至从上升管导出，荒煤气的温度大约在650800之间。在上升管桥管处喷洒的循环氨水与煤气的直接接触冷却作用下，大量的重质焦油被冷却下来，在这期间煤气温度也被冷却至80 85。为了有效回收炼焦化学产品和净化煤气还需对煤气进行进一步冷却。
18、另外，煤气中含有的少量杂质对煤气的输送和利用是有害的。如煤气中的奈直接凝华变成固体，从而造成管道堵塞；煤气中的硫化氢能腐蚀设备并不利于煤气的加工和利用，尤其对于炼钢炉，煤气中硫化物会增加钢铁中硫分含量，从而增加其脆性；煤气中的氨，燃烧时形成氮的氧化物，从而污染大气。实际操作技能：焦炉煤气的净化实际操作技能：焦炉煤气的净化焦化厂净化工艺流程焦化厂净化工艺流程 典典型型粗粗焦焦炉炉煤煤气气回回收收净净化化工工艺艺流流程程：焦炉粗煤气初冷器鼓风机电捕焦油器脱奈脱硫洗氨终冷洗苯净煤气该该流流程程的的缺缺点点是工艺较复杂，能耗高，系统阻力损失较大，煤气在被冷却后又被加热，加热后又冷却，造成煤气温度波动大
19、。全全负负压压回回收收净净化化工工艺艺流流程程：焦炉粗煤气横管冷却电捕焦油器氨水脱硫洗氨洗苯鼓风机净煤气该工艺将鼓风机置于流程最后，整个流程均在机前处于负压，从而避免了煤气压力及温度的波动。焦炉煤气净化主要是脱除煤气中的有害成分，具体包括冷却和输送出炉煤气，脱除煤气中的H2S、HCN等酸性气体和NH3类碱性气体，脱除及回收煤气中焦油类、苯类等物质以及萘等。因此一般净化工艺包括鼓冷、洗涤、解析、后处理等主要内容工序。安全基础知识：焦炉煤气的综合利用安全基础知识：焦炉煤气的综合利用焦炉煤气的综合利用焦炉煤气的综合利用1、作为居民燃气，热值高，CO含量小，副产气中毒性最小。（高、焦、转、发生炉）；2
20、、作为工业燃料，作为加热炉、锅炉的燃料；3、用于发电，焦炉煤气可通过蒸汽、燃气轮机和内燃机等三种方式发电。蒸汽发电机组由锅炉、凝气式汽轮机和发电机组成，即以焦炉煤气作为蒸汽锅炉的燃料产生高压蒸汽，带动汽轮机和发电机发电。燃气轮机发电机组是焦炉煤气直接燃烧驱动燃气轮机，再带动发电机组发电。利用焦炉煤气发电是环保节能综合利用的好项目，是国家扶持的项目。在发电方案中，减少燃气轮机热电联供电站是一个技术先进、投资少、见效快、投资回报率高的工程项目，可有效地利用焦炉煤气。安全基础知识：高炉煤气的生产安全基础知识：高炉煤气的生产高炉煤气高炉煤气高炉煤气是高炉炼铁的副产品，主要可燃烧成分为CO,H2和CH4
21、的含量很少，有大量的N2和CO2，所以它的热值低，一般只有30003800kJ/m3。高炉煤气的理论燃烧温度约13501450，在多数情况下必须将空气和煤气预热来提高它的燃烧温度，才能满足用户的要求。高炉煤气从高炉出来时含有大量粉尘，约为1580g/m3或更多，在使用前必须经过除尘处理。由于高炉煤气中燃烧成分CO含量不到30%，故燃烧速度慢、火焰长，若用于焦炉加热可使高向加热均匀，适当降低了燃烧室温度，故只要高炉煤气量稳定，含尘量低于15mg/m3,焦炉炉体和设备比较严密，就应尽量用于焦炉加热，以节约焦炉煤气供炼钢、轧钢、烧结、民用和化肥生产，有利于综合利用和平衡冶金企业内部的热能。使用煤气时
22、要特别注意防止CO的中毒事故。安全基础知识：高炉煤气的生产安全基础知识：高炉煤气的生产高炉煤气的生成原理高炉煤气的生成原理在现代高炉内，由风口吹入的热风进入焦炭回旋区使焦炭燃烧，生产大量的CO，鼓风所带入的水蒸气也与焦炭发生反应，生产H2和CO。反应方程式如下：C+O2=CO22C+O2=2COC+H2O=CO+H2CO2+C=2CO由于鼓风中蒸汽量较少（增湿鼓风时水蒸气量相对较多），故生成气中氢气含量较少。鼓风中的氮气不发生反应，仍以氮气状态存在于生成气中。在炉缸处所形成的煤气组分为CO、N2和少量H2，称为炉缸煤气。上升的煤气与铁矿石发生反应，而煤气在上升过程中其组成、煤气量不断发生变化。
23、H2在上升过程中部分参加了还原，含量逐渐减少，但在炉料水分（特别是结晶水）较多时，由于水煤气反应生成H2，会增加煤气中的H2含量。CH4在高炉内生产量不多（一部分来自焦炭的挥发分，部分是有煤气中的氢与炭作用而生成），一般在煤气中的相对含量变化不大，全焦冶炼时炉顶煤气CH4只有0.2%0.5%。煤气中的N2体积基本不变，只是煤气量增加是相对含量有所降低。实际操作技能：高炉煤气的净化实际操作技能：高炉煤气的净化 高炉煤气是炼铁生产的副产品。使用热料入炉时，出炉煤气温度为400450，煤气中含尘量为1040g/m3。使用冷料时，出炉煤气温度为200250，煤气中含尘量为1020 g/m3。从高炉引出
24、的含有大量灰尘的煤气如果不进行除尘和清洗，在燃烧室会将化工焦炉燃烧室格子砖、高炉热风炉蓄热室格子砖及轧钢厂加热炉烧嘴堵塞，同时在长途输送途中也会造成管道堵塞，冲刷管壁，影响正常生产。因此，高炉煤气必须经过除尘处理后才能输送和使用。煤气中灰尘的清除程度，应根据煤气用户对其质量的要求和可能达到的技术条件而定。一般由大、中型高炉、焦炉组成的钢铁联合企业，对于高压操作的高炉，其煤气含尘量要求不超过10mg/m3,常用操作的高炉其含尘量不应超过1020 mg/m3。此外为了降低煤气中饱和水含量，还要求净煤气温度不高于40；煤气中机械水分应尽量除掉。实际操作技能：高炉煤气的净化实际操作技能：高炉煤气的净化
25、高炉煤气净化系统的选择主要取决于煤气用户对质量的要求、炉顶煤气压力和炉尘的物理、化学性质等条件。目前高炉煤气净化有下列几种不同系统。高压洗涤塔文氏管系统高压洗涤塔文氏管系统自高炉出来的脏煤气进入重力除尘器，初步除尘后含尘量降到610 g/m3，经煤气管进入洗涤塔，用水喷洒，煤气冷却至3040，并使含尘量降到0.51 g/m3，然后将半净煤气送入文氏管进一步净化，使煤气含尘量降到10 mg/m3以下，再经减压阀组、脱水器使煤气减压并除去煤气中的水滴，脱水后的净煤气进入净煤气管道，在送到用户系统。高压串联调径文氏管系统高压串联调径文氏管系统该系统与塔后文氏管相比，突出的优点是操作维护简便，占地少。
26、在相同操作条件下，本系统的煤气温度要高一些，煤气经过系统的压力降要大一些。常压洗涤文氏管系统常压洗涤文氏管系统高炉炉顶煤气压力经常保持在0.196105Pa以下时，一般采用塔后调径文氏管电除尘器系统或塔前溢流定径文氏管电除尘器系统，其中文氏管仅作为预精洗装置。塔前溢流定径文氏管与塔后调径文氏管系统相比，在相同操作条件下可以减少煤气洗涤污水的处理量和煤气冷却塔的容积，但溢流文氏管的喉口在较高的气流速度下易磨损，塔前溢流定径文氏管电除尘器系统也常用于锰铁高炉煤气净化流程。实际操作技能：高炉煤气的净化实际操作技能：高炉煤气的净化以上介绍的均为湿式净化系统，它与干式净化相比有以下不足：洗涤水中含有氰化
27、物和硫化物造成污染，因此必须对污水进行处理和进行水的调质；从热能方面考虑，洗涤后煤气温度为40左右，既损失了显然又使煤气夹带水分，降低了煤气的理论燃烧温度。湿式净化系统压头损失大，耗水量也大，一般耗水36t/km3。高炉煤气的质量（含尘量、含水量、温度）虽然目前湿式净化高炉煤气系统占绝对优势，但随着钢铁工业中大型高压高炉的兴建，随之对节能和对环境保护的要求，高炉煤气净化技术将从目前一般的湿式转向干式的研究与开发，以充分利用炉顶煤气的物理有效能（温度与压力有效能），并进一步提高炉顶煤气余压透平发电装置（TRT）的发电能力和减少高炉煤气湿式净化系统流程中煤气洗涤水对环境的污染。根据有效能平衡，采用
28、干式净化装置后的TRT综合发电能力将比湿式净化提高20%30%。虽然目前干式精净化（出口含尘量一般要求达510 mg/m3以下）和长期持续运行尚存在一定的具体问题，但这仍是目前世界上普遍探索的重要课题之一。安全基础知识：高炉煤气的综合利用安全基础知识：高炉煤气的综合利用 过去，高炉煤气的利用知识从降低企业的生产成本和提高经济效益考虑，环境保护的制约相对较弱。因此，相当一部分企业由于资金和技术的关系，对高炉煤气的利用处在较低的水平。一部分企业只是利用部分高炉煤气作为配套热风炉的热源，剩余的高炉煤气则作为废气放空，高炉煤气的利用率只有45%左右。还有一部分企业除利用部分高炉煤气作为热风炉热源外，还
29、利用部分高炉煤气作为烧结机热源，高炉煤气的总利用率可达到55%。对于150m3的高炉来说，年排放剩余高炉煤气高达8910104m3,浪费能量31.1851010KJ，相当于排放一氧化碳约27096t，对环境的污染十分严重。因此，回收利用剩余高炉煤气具有重要的经济和环境意义。安全基础知识：高炉煤气的综合利用安全基础知识：高炉煤气的综合利用利用剩余高炉煤气生产石灰利用剩余高炉煤气生产石灰对于150m3高炉炼钢企业，一般要配套烧结矿生产系统。烧结矿生产的主要原料之一就是石灰。特别是近年来普遍提倡采用高碱度烧结矿进行冶炼生产，石灰的用量更大。高炉煤气发电高炉煤气发电 高压操作高炉的煤气，经过除尘净化处
30、理后煤气压力仍很高，用减压阀组将压力能白白浪费掉变成低压非常可惜。采用高压高炉将高炉炉顶煤气压力经透平膨胀，驱动发电机发电，进行能量回收。纯高炉煤气在加热炉上的应用纯高炉煤气在加热炉上的应用高炉煤气用作加热炉燃料对钢坯进行深加工，这样既降低了成本，节约了能源，也提高了产品的竞争力。采用高炉煤气热风循环解冻技术改造解冻库采用高炉煤气热风循环解冻技术改造解冻库将高炉煤气在库外专门设置的燃烧炉中燃烧产生800900高温烟气经与部分冷空气以及从库内回收（循环回来）的废气混合，是气体温度混合到180200后，经风机加压输入密闭的解冻室内，经喷嘴喷射至车体上，依靠对流传热方式解冻车内物料。回收利用余热的其
31、他措施回收利用余热的其他措施在高炉炼铁生产过程中还有大量的显热值得回收利用，如高炉煤气显热、热风炉废气显热等。高炉炉顶处煤气温度约为450，可设置废热换热器回收热量。当煤气温度由450降至200时，取其平均容积热容1.2KJ/（m3）,则150m3高炉每小时可回收高炉煤气显热750104kJ。回收高炉煤气和热风炉废气显热在高炉炼铁企业内部可得到有效利用。如为了提高热风炉效率，可利用废气显热预热冷空气。安全基础知识：转炉煤气的生产原理安全基础知识：转炉煤气的生产原理 氧气顶吹转炉在吹炼过程中排出大量的红棕色的浓烟，这就是烟气，又称为转炉煤气。转炉煤气不仅可以作为冶金炉的燃料，而且因有含量高达60
32、%以上的一氧化碳，它也是一种非常理想的化工原料。氧气顶吹转炉煤气的生成原理氧气顶吹转炉煤气的生成原理 转炉煤气由氧气同铁水中的碳、硫、磷、硅、锰和钒元素氧化反应生成的炉气和炉尘组成。转炉冶炼时，氧气通过氧枪，从炉口上方伸入到距铁水面上适当位置，以一定压力进行吹炼。氧气在熔池内与铁水激烈搅拌，故铁水中的各种元素（杂质）及少量铁受到氧化，从铁水中分离出来。除碳以外的氧化物大部分留在渣中。铁的氧化物，特别是其中的氧化亚铁，与铁水中的碳化合，产生大量的一氧化碳，同时放出大量的热能。在吹炼过程中从转炉炉口喷出的气体即为转炉炉气，转炉炉气中含有80%左右的一氧化碳、50%二氧化碳、氮气及微量氧气和氧化物在
33、未经过除尘净化之前，转炉炉气中含尘量较高，1Nm3含尘量最高150-200g，即使经过除尘仍含有一定量的炉尘。为简便起见统称为转炉煤气。安全基础知识：转炉煤气的生产原理安全基础知识：转炉煤气的生产原理氧气顶吹转炉煤气的生成原理（续氧气顶吹转炉煤气的生成原理（续)在转炉炼钢过程中碳的氧化反应不是均匀地进行的，在吹炼一炉钢的不同时刻，随着碳氧化速度的变化，熔池排出的炉气量和炉气成分也不断变化，炉气温度则随熔池温度变化而变化。碳氧化速度的变化规律一般是“两头低，中间高”，即吹炼前期铁水的温度低，铁水中易于氧化的元素硅、锰首先氧化，其次是磷、硫等元素，此时吹入的氧主要用于上述元素的氧化，碳的氧化速度是
34、比较低的，因此在这一阶段炉气产率低。随着上述元素氧化的进行放出大量热量，使熔池温度升高，碳的氧化速度加快，在吹炼中间的一段时间内达到最大值，此时炉气产量最大。在吹炼后期，由于铁水中含碳量减少，脱碳速度逐渐降低，炉气量也减少。安全基础知识：转炉煤气的生产原理安全基础知识：转炉煤气的生产原理转炉煤气的回收方法转炉煤气的回收方法 对氧气顶吹转炉炼钢过程中产生的一氧化碳含量很高的大量高温炉气净化主要有两种方法：燃烧法和未燃法。烟气中含有大量的可燃成分一氧化碳，排出炉口时与空气混合，在烟道内大部分燃烧形成高温废气，经冷却、净化后通过风机抽出并放散到大气中，这就是燃烧法。未燃法是烟气排出炉口时不与空气接触
35、，经过冷却、净化后通过风机抽入回收系统中储存起来加以利用。转炉煤气的净化操作转炉煤气的净化操作 在采用吹氧冶炼的氧气转炉炼钢过程中，其烟气量、烟气成分和烟气温度虽冶炼阶段呈周期性变化。随着氧气转炉炼钢生产的发展，炼钢工艺日趋完善，相应的除尘技术也不断地发展完善。目前氧气转炉炼钢的净化回收有两种方法：一种是煤气湿法（OG法）净化回收系统，一种是煤气干法（LT法）净化回收系统。实际操作技能：转炉煤气的净化实际操作技能：转炉煤气的净化转炉煤气的湿法净化转炉煤气的湿法净化 日本新日铁和川崎公司于20世纪60年代联合开发研制成功OG法转炉煤气净化回收技术。OG法系统主要由烟气冷却、净化、煤气回收和污水处
36、理等部分组成。其烟气经冷却烟道进入烟气净化系统，烟气净化系统包括一、二及文氏管除尘器，并与脱水器和水雾分离器并用，烟气经喷水处理后除去烟气中的烟尘，带烟尘的污水经分离、浓缩、脱水等处理，污泥送烧结厂作为烧结原料，净化后的煤气被回收利用，污水经处理后循环使用。系统全过程采用湿法处理。该技术存在的缺点：一是处理后的煤气含尘量较高，达100 mg/m3以上，要利用此煤气，需在后部设置湿法电除尘器进行精除尘，将其含尘量浓度降至10 mg/m3以下；二是系统存在二次污染，其污水需进行处理；三是系统阻损大，所以能耗大，占地面积大，环保治理及管理难度较大。转炉煤气干法净化回收技术转炉煤气干法净化回收技术 鉴
37、于以上情况，联邦德国鲁奇公司和蒂森钢厂在20世纪60年代末联合开发了转炉煤气干法（LT法）净化回收技术。LT法系统主要有烟气冷却、净化回收和粉尘压块3大部分组成，烟气经冷却烟道的温度由1450左右降至8001000，然后进入烟气净化系统。烟气净化系统由蒸发冷却器和圆筒型电除尘器组成，烟气温度通过蒸发冷却器后降至180200，同时通过调质处理降低烟尘的电阻率，收集粗粉尘。烟气经过这一初步处理后，进入圆筒型电除尘器，进行进一步净化，使其含尘量浓度降至10 mg/m3以下，从而达到最佳的除尘效率。蒸发冷却器和圆筒型电除尘器捕集的粉尘经输送机送到压块站，在回转窑中将粉尘加热到500600，采用热压块的
38、方式将粉尘压制成型，成型的粉块可直接用于转炉炼钢。安全基础知识：转炉煤气的综合利用安全基础知识：转炉煤气的综合利用 近年来，氧气顶吹转炉（简称LD法）在我国得到大规模发展，转炉炼钢产量约占全国总钢产量的70%以上。炼钢转炉煤气（LDgas，简称LDG）回收利用技术因与环保和节能密切相关，而越来越受到相关方面重视，也得到了较快的发展。转炉煤气CO含量较高，其热值也较高，当CO含量达到60%时其热值为7740.4kJ/m3，是一种很好的工业气体燃料。回收利用转炉煤气是冶金企业节约能源、降低消耗、减少污染、提高经济效益的有力措施。找到足够的用户和用量，是提高转炉煤气回收率和利用率的关键。下面将其主要
39、应用途径介绍如下。安全基础知识：转炉煤气的综合利用安全基础知识：转炉煤气的综合利用作为燃气使用：转炉煤气在改善球团质量方面的应用。随着高炉生产对球团的产量和质量提出了更高的要求，转炉煤气具备提高球团产量、改善球团质量的条件。一是其发热值较高（约为6.70MJ/m3,是高炉煤气的2倍），二是其CO含量一般在50%左右，CO是还原剂，因此在球团加热时掺入一定量的转炉煤气能够达到上述目的。另外球团竖炉使用转炉煤气，开发了转炉煤气的一个新用途，可大大拓宽转炉煤气的利用渠道，对提高转炉煤气回收水平，实现煤气结构调整和节能清洁生产，保证燃气发电工程等新增煤气用户对煤气资源的需求具有重要意义。与高炉煤气掺混
40、，用于烧锅炉、石灰竖炉。与高炉煤气掺混用于加热炉，当转炉煤气量和热值波动时，对热风炉影响不大。转炉煤气直接用于轧钢加热炉。作为化工原料，转炉煤气因含有较多的CO,不仅可作为燃料，同时也可作为化工原料。转炉煤气中不含硫，氢含量也很少，是一种很好的燃料。此外，转炉煤气还可以作为化工原料使用。余热的利用，氧气转炉炉气温度一般为14001600，经炉口燃烧后，根据炉气的燃烧程度不同，烟气温度高达2000左右，可采用气化冷却烟道回收大量蒸汽，供食堂、洗澡、取暖等设施使用。烟尘的利用，转炉烟尘是一种含铁量为60%左右的氧化铁粉尘，其数量占铁水装入量的1%2%。以120t（三吹二）转炉车间为例，每年可从烟气
41、中回收氧化铁2.5万5万吨。安全基础知识：发生炉煤气的生产原理安全基础知识：发生炉煤气的生产原理 以煤或焦炭为原料，以空气、水蒸气或二者的混合物为气化剂，在发生炉内与灼热的炭作用得到一种人造气体燃料，该气体称为发生炉煤气发生炉煤气。发生炉煤气根据所采用气化剂的不同可分为：1、空气煤气，以空气为气化剂，主要成分是一氧化碳和氮气，理论上计算含CO为34.7%，N2为65.3%，热值为4.4MJ/m3,主要用于化工和某些特殊用煤气的小型加热器；2、水煤气，以水蒸气为气化剂，采用空气和水蒸气分阶段吹入发生炉而得到，主要成分是一氧化碳和氢气，热值10.011.7 MJ/m3，主要用于化工，有时也可作为城
42、市煤气的混合成分及其他小型工业用煤气；3、混合发生炉煤气，以空气和水蒸气混合气体作为气化剂生产的煤气，也简称发生炉煤气，该煤气可燃成分主要是CO和H2，因含有大量的N2，故热值一般为5.06.3 MJ/m3。混合发生炉煤气克服了空气煤气和水煤气的气化效率低和耗热高、散热大的缺点，提高了热效率，因而广泛应用于工业生产。本节主要介绍混合发生炉煤气。混合发生炉煤气在工业应用中的理论燃烧温度通常在1500左右，在许多情况下必须通过把空气和煤气预热来提高它的燃烧温度才能满足用户要求。发生炉煤气燃烧火焰长、透明、辐射能力较低。发生炉煤气的热值虽较低，但与其他燃气相比，不受产地的限制，同时负荷调节幅度较大，
43、因而得到了广泛的应用。由于发生炉煤气含有较高的CO，在使用时应特别注意防止煤气中毒事故。发生炉制气首先将煤、焦炭等气化原料放入发生炉中，通入空气和水蒸气，在常压下在炉内同时发生碳与氧、碳与水蒸气的反应。由于碳与氧反应生成一氧化碳的反应时放热反应，而碳与水蒸气的反应为吸热反应，因此，理想的制取发生炉煤气的过程是两个反应同时发生，碳氧化放出热量用于水蒸气气化的热源，以此实现煤的气化。安全基础知识：安全基础知识：话题：四种煤气中，副产煤气有哪些，其英文名的缩写BFGCOGLDG或CLDPG爆发试验：爆发试验：用点火爆炸法检验煤气管道或煤气设备内纯洁性的试验。作用：通过爆发试验来检验煤气管道或煤气设备
44、在通入煤气后是否还残留有空气；过程：试验是用爆发试验筒从煤气管道或煤气设备的末端取样口取出煤气样，然后点火燃烧，观察筒内煤气样的燃烧情况来判断煤气是否纯洁：如果试验筒内的煤气样点燃后有爆音产生并迅速烧光，说明管道内或设备内有可爆炸的混合物；当试样的燃烧不稳定或烧不到筒底，说明还不正常，也可能空气还没有除尽。煤气样在筒内平稳地燃烧并一直烧到筒底才熄灭，说明管道或设备内的煤气是纯的。实际操作技能：煤气施工检修作业的安全操作实际操作技能：煤气施工检修作业的安全操作 煤气置换作业的安全操作煤气置换作业的安全操作 煤气的置换又叫吹扫，就是气体调换。送煤气时把原理煤气管道、设备内部的空气状态置换成煤气，赶
45、煤气时把内部的煤气状态置换成空气。由于煤气的特性，因此煤气置换作业是煤气系统安全生产、检修工作中的一项重要内容。气体置换方式气体置换方式 两步置换法 就是间接置换，停煤气时，先用置换介质置换煤气，然后用空气调换置换介质；送煤气时，先用置换介质置换煤气，再用煤气调换置换介质。1、蒸汽置换法 此方式是最常用的一种气体置换方式，比较安全，用压力为0.10.2Mpa左右的蒸汽即可，一般每300400m管道设计一个吹扫点。靠管道末端放散气体颜色和管壁温度变化来判断置换合格与否，一般冒白色烟气510min或者管道壁温升高明显，就可认为已到系统置换终点，可转入正常检修或送煤气状态。因蒸汽是惰性气体，就算在置
46、换过程中因机械、静电、操作等原因产生火花，也不会酿成事故。注意事项为：蒸汽置换要连续完成，不允许间断，若中途停下，关闭吹扫阀而放散阀未开，会由于煤气管内蒸汽冷凝，蒸汽冷凝后冷凝水的体积仅为气态时的千分之一，形成负压，使设备、管道变形损坏和扩大漏点。因故必须停止置换作业时，不能关闭放散阀。2、氮气置换法 这是一张可靠的间接置换方式，属于惰性气体置换。具有蒸汽置换的优点，由于置换过程中体积、温度变化小，而且既不是可燃也不是助燃气体，可缩小混合气体爆炸极限范围，更加安全。不足之处是一般工厂没有制氧站，氮气供应难以保证。若设备、管道置换容积大，瓶装氮气置换时换瓶工作量大，但是比用蒸汽经济。氮气置换工作
47、完成后，若要进人设备、管道系统检修，要采取自然通风或强制通风措施，确保其中有足够的O2含量，否则会造成窒息中毒事故。实际操作技能：煤气施工检修作业的安全操作实际操作技能：煤气施工检修作业的安全操作 3、烟气置换法 煤气在控制空气比例下完全燃烧会产生烟气，烟气经冷却后导入煤气设备或管道内，作为惰性介质排除空气或赶走煤气。在无充足氮气气源或地处寒冷区域使用蒸汽吹扫的一些工厂往往采用这一工艺。一步置换法 就是直接置换，在置换过程中只涉及空气和煤气。空气置换法 采用冷空气直接置换煤气，完成赶煤气过程，可分为自然通风和强制通风两种方式。高炉煤气的燃点高，成分相对简单，可采用空气置换法。但对热值较高的焦炉
48、煤气或混合煤气，采用空气置换煤气，因其置换过程中某一时刻会处于煤气爆炸极限范围，而管道中的铁片、氧化铁皮等摩擦易引起着火、爆炸，故一般不能用空气直接置换焦炉煤气。直接置换法 用煤气置换冷空气，完成送煤气过程。送煤气前直接用煤气置换煤气管道、设备中的空气，并取样分析，以煤气中含氧量不超过1%为吹扫置换合格的标准在置换过程中，内部应防止静电火花产生，外部应杜绝一切火源。置换方案及安全条件置换方案及安全条件置换方案置换方案全蒸汽置换 按规定逐个开启煤气加压站内、外沿线蒸汽吹扫阀，置换煤气或空气，连续作业直至检测合格，然后转入检修或送煤气状态，此方法适用于煤气站内部和短距离厂区管道的煤气置换。分级置换
49、 根据不同的置换标准进行的一种置换。先用蒸汽或氮气吹扫，使局部吹扫合格，具备动火条件，然后动火拆开管道、设备上的有关部件及人孔，进行检修，若检修时间长或需进入管道内部检修，则需采取自然通风或机械通风来达到安全作业的呼吸标准。此方法适用于支管网的煤气置换，可减少置换成本，便于合理选择停送煤气时间，进一步保证置换、检修的安全。实际操作技能：煤气施工检修作业的安全操作实际操作技能：煤气施工检修作业的安全操作 分支管网直接置换 对容积大的分支管网，如煤气管道安全设施完善，在采取有效的隔断措施后，可进行直接置换。置换的安全条件置换的安全条件置换过程中，严禁在煤气设施上栓拉电焊线，煤气设施40m以内严禁火
50、源；煤气设施必须有可靠的接地装置，站内接地电阻不大于5欧姆，站外接地电阻不大于10欧姆；用户末端具备完善的煤气放散设施，保证取样阀及放散阀安装正确与完好；完善的吹扫装置；支管系统用压缩空气置换、试压时，一定要根据压力选用有足够强度的煤气盲板；必须有两台合格的煤气报警仪及对讲机。停送煤气作业停送煤气作业停送置换步骤停送置换步骤 停气作业不但要停止设备及管道输气，而且要清除内部积存的煤气，使其与气源切断并与大气连通，为检修或改造创造正常作业和施工的安全条件。送气置换步骤送气置换步骤 上述两步骤书中有详细的介绍，这里就不阐述了，送气前充氮取样气体含氧量2%，才能关放散，停氮气阀门；送气后开放散阀需做