钢铁企业煤气安全培训知识

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钢铁企业冶金煤气安全知识
一、冶金煤气的来源 煤气是冶金生产的副产品和重要能源，生产和使用量大。冶
金煤气主要有焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气。炼焦炭时产生的煤 气叫焦炉煤气；将焦炭送到高炉去炼铁，它是作为还原剂使用的， 把铁矿石中的铁还原出来，焦炭就生成了煤气----高炉煤气；还原 过程中有多的炭浸入，铁含炭高，需要脱炭，脱炭即为炼钢，脱炭 产生煤气----转炉煤气。炼焦、炼铁、炼钢过程中煤气的发生量很 大：
焦炉煤气：500m3-600m3/t 高炉煤气：1000m3-1400m3/t 回收转炉煤气：50m3-100m3/t 冶金煤气是冶金能耗的大头，占能耗的 53%，冶金煤气是冶 金企业的副产品，有效利用冶金煤气也是企业节能降耗的重要途 径。如转炉回收得好，可以实现负能炼钢。 二、 冶金煤气的危险性 煤气是混合物，由于成份不一样，煤气体现的危险性不一样。 从安全的角度，最关心的是一氧化炭、氢气、甲烷三种成份，他们 既是危险成份，也是有用成份，具有较高的热值。体现煤气的毒性 上，实际主要是一氧化炭，煤气中毒，主要是一氧化炭中毒。煤气 中的氢气和甲烷具有爆炸性，爆炸极限越低，煤气爆炸性越强。见 下表：
成分 煤气种类
CO
H2
CH4
爆炸范围
焦炉煤气
6-9
58-60
22-25
4.5-35.8
高炉煤气
26-29 2.0-3.0
0.1-0.4 35.0-72.0
转炉煤气
63-66 2.0-3.0
12.5-74.0
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铁合金炉煤气 60-63 13-15
0.5-0.8 7.8-75.07
发生炉煤气
27-31 7-10
16-18 21.5-67.5
通过这个表格看出来，焦炉煤气中 CO 含量比较底，毒性最小， 但爆炸性下限最低，爆炸性很强；转炉煤气 CO 最高，含量占 60-70％，毒性相当厉害。高炉煤气既有毒性，又有爆炸性，但有 所区别。
所有的煤气都具有毒性和火灾爆炸危险性。 焦炉煤气容易爆炸（毒性相对较低）
焦炉煤气爆炸下限 5.5%左右，接近甲烷、氢气。 转炉煤气极具毒性
转炉煤气、铁合金煤气的 CO 含量在 60-70%。有转炉煤气通 过烟囱放散，空中经过的小鸟就中毒掉下来的案例。
高炉煤气压力高，温度高 高炉煤气出炉压力可达 0.35-0.4Mpa（大型高炉出炉压力可达 4 公斤，如宝钢，基本都是高压操作，为了强化冶炼，提高产量）, 炉顶煤气温度可达 300OC。由于高炉有这个特点，生产中要回收高 炉压力，就出现了 TRT（高炉余压发电）。 三、冶金煤气安全重点 （一）炉窑本体的安全
1.高炉安全
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高炉煤气是焦炭和铁矿石在炉内起化学反应产生的。焦炭主要 是还原剂，焦炭和铁矿石从炉顶逐步往下走，焦炭走到风口与被补 进去的热风一起燃烧，生成 CO2，CO2 再往上走碰到落下来的焦炭 生成 CO，CO 碰到铁矿石，将 Fe2O3 逐步变成 Fe3O4、FeO，即铁 水。
CO 不断生产，并聚集在炉的项部，通过炉子的上升管把煤气 引出，这就是炼钢的副主品。高炉涉及到什么安全问题呢，炉内煤 气不能随便跑出来。煤气有几个地方可能跑出来，一是炉顶装料的 地方。目前采取的是分段下料，分步隔离（大钟小钟，或叫串罐或 并罐料罐装料），堵住煤气，让料能下来，堵不好就会冒煤气。
高炉风口、铁口、渣口套接不严冒煤气（供风给炉内，进风口 也易冒煤气；铁口、渣口不出铁不出钢时应堵住。所以从监管上要 关心这此地方的煤气浓度，看是否超标）；
高炉炉顶装料系统不严冒煤气（炉顶装料系统采取氮气密封， 保持高于炉内 0.05 Mpa 压力，大小钟拉杆、料罐的齿轮箱等处）；
高炉冷却系统进出炉壁不严冒煤气（要有明确的警示标志，一 般人不能去，安监检查也不能上去）；
高炉风口以上各层平台煤气危险区（要有明确的警示标志，一 般人不能去，安监检查也不能上去）。
还要控制炉内压力。炉顶有一个放散装置，叫泄压，泄压不好，
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会导致事故。检查时要到中控室检查氮气的密封压力、齿轮箱的密 封情况、冷却水进出水温度是不是正常，有没有限制、报警等等。
2.转炉安全 高炉内是一个还原反应，相反，转炉内是一个氧化反应，它是把 铁水中的炭氧化（脱）掉，采取的办法是用氧枪向炉内的铁水吹氧， 吹氧的过程就产生一氧化炭。回收炉内一氧化炭采用的是外延法， 炉口不盖严，外面的空气会进来，产生的一氧化炭会部烧掉了，此 方法叫燃烧法。转炉炼钢的前期和后期炉盖是打开的。回收煤气是 在中间一段，烟罩落下来，不让外面的空气进去。
从安全的角度讲，应注重以下几点 转炉烟罩氧枪、副枪插入孔冒煤气（固定烟罩和活动烟罩应 密封好，密封的方法有多种，如沙、水、机械密封等）； 转炉加料系统冒煤气（加料口加造渣、浠释，去杂加石灰时， 容易漏煤气，这里也要用氮气气封，要考虑密封的压力，压力有没 有报警等）； 转炉氧枪冷却进出不严冒煤气（压力太大，煤气会跑出来，压 力太小，空气会进取）； 转炉炉口以上各层平台煤气危险区（也是不让人随便上去的， 在这些区域作业是否按规定执行，有没有制度，有无单人作业 情况，作业是不是随身携带一氧化炭报警器等）。 还要关注氧枪冷却水泄漏、喷溅问题。
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3.焦炉安全 焦炉煤气的发生机理与前两种不一样，它是物理作用，是煤在 在炭化室内（两侧是燃烧室）隔绝空气的情况下加热，经干馏，使 煤含有的一些有机物质蒸发出来，即为焦炉煤气（如图），通过上 升管、集气管（有调压系统、煤气放散系统），又引入下方作为加 热燃料。因此，焦炉煤气安全主要有以下两个重点区域： 焦炉地下室煤气危险区（要监测浓度，易爆区，不能动火作业）； 焦炉炉顶煤气危险区（主要含装煤孔作业、上升管不能堵塞、 集气管压力不能太大，也不能太小）。
（二）高炉煤气净化回收工艺过程的安全 1.高炉煤气回收
煤气必须要净化，它从炉内出来时的含尘量有 10 克左右，到 用户只到 10 毫克左右，必须要把尘去掉。目前除尘有两大类方法， 一类是湿法，一类是干法。不管是显法还是干法，都要先经过重力 除尘器把大颗粒尘除掉。港陆事故情况：炉顶放散正常情况下，炉 顶压力是 0.6 公斤左右，事故时是 1.2 公斤，而放散阀的配重超过 设计 20%，放散阀没有动作，重力除尘器放散阀配重多加了超过 正常的 73.5 公斤，超设计 20%，也没有动作，压力通过顶部的防 爆板（规程没有要求设置）泄漏，除尘器离厂房高度和直线距离为 9 米多（都不够），煤气扩散到出铁厂。出铁厂正出铁，有烟雾、
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