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煤气生产安全知识简编
一、煤气安全基础知识
1 煤气的组成和性质
1.1 煤气成分
我们通常所说的煤气是指人工煤气，含有多种气体成分，为可燃性混合气体。常见的有焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气、铁合金炉煤气等，目前我们莱钢所使用的煤气种类有焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等三种。
由于制气原料和煤气的生产、回收方法不同，所以煤气的组成成分及所占的比例也不同，煤气的性质也就各不相同。高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气的主要气体组分为：
高炉煤气中主要的成分为CO和N2，分别占23~30%和51~56%，其次为CO2；主要可燃成分是CO，占23~30%。
焦炉煤气中主要的成分为H2和CH4，分别占55~60%和23~28%，其次为CO，占6~9%，这三种主要气体成分均为可燃性气体。
转炉煤气中主要的成分为CO和CO2，分别占60~70%和15~20%，可燃气体组分仅有CO；另外要强调的一点是，转炉煤气中O2含量绝不可超过2%。
1.2 煤气的性质
1.2.1 焦炉煤气
焦炉煤气是焦炉炼焦过程中产生的一种副产品，其产生机理主要是煤的干馏，在焦炉煤气中除了各种不同的气体成分外，还含有焦油、萘和灰尘等杂质，这些杂质的存在具有较大的危害，必须对其进行净化。
净化后的焦炉煤气是无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体，密度为0.468kg/m3左右，热值为16800~18900kJ/m3,着火温度550~650℃，爆炸极限4.5%~35.8%，理论燃烧温度2150℃左右。焦炉煤气与空气混合达到一定的比例，遇明火或550℃左右的高温就会产生爆炸。其CO含量6~9%。
1.2.2 高炉煤气
高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的一种副产品，其产生过程主要是高炉鼓风（O2）和炉料中焦碳（C）在炽热的炉膛内产生的化学反应，高炉煤气在离开高炉时带有大量炉尘，也必须经过净化方可供给用户使用。
高炉煤气是无色、无味、剧毒的易燃易爆气体，密度为1.16~1.42kg/m3，热值为3349~4187kJ/m3,着火温度700℃左右，爆炸极限30.8%~89.5%，理论燃烧温度1500℃左右。含CO和N2之和近70%，会给人造成喘息（没有O2存在）和窒息。高炉煤气和空气或氧气混合达到一定比例，遇到明火或700℃左右的高温就会爆炸。
1.2.3 转炉煤气
转炉煤气是转炉炼钢过程中产生的一种副产品，其产生机理主要是吹氧（O2）与铁水中的碳（C）、硫（S）、磷（P）等进行的化学反应，在转炉煤气中含有较多的炉尘，也必须对其进行净化。
转炉煤气是无色、无味、剧毒的易燃易爆气体，密度为1.16~1.42kg/m3，热值为6800~10000kJ/m3,着火温度530℃左右，爆炸极限18.2%~83.2%，其理论燃烧温度比高炉煤气的要高。其CO含量达55%以上，泄漏出来极易造成人身中毒。转炉煤气与空气或氧气混合达到一定比例时，遇到明火或530℃左右的高温就会爆炸。
（按热值高低排序：焦炉煤气.>转炉煤气>高炉煤气；按毒性大小（CO含量高低）排序：转炉煤气.>高炉煤气>焦炉煤气；）
2 煤气中毒、燃烧、爆炸
2.1 煤气中毒机理
通常所说的煤气中毒是指煤气成分中的CO中毒。煤气中的CO是一种无色、无味的气体，它能长期与空气混在一起，如果空气中存在CO，人就能通过呼吸将CO吸入肺内。正常情况下人体通过呼吸，使吸入肺中的氧与血液中的Hb（血红蛋白）结合形成HbO2（氧合血红蛋白）参与人体正常的细胞供氧工作；由于CO和Hb（血红蛋白）结合成HbCO（碳氧血红蛋白）的亲和力要比氧与Hb（血红蛋白）结合形成HbO2（氧合血红蛋白）的亲和力大200~300倍，而且HbCO在常压下Hb与CO脱离速度为HbO2的1/3600，所以人一旦吸入CO即会形成肌体细胞得不到氧气供应，从而出现中毒症状。
CO中毒后，受损最严重的是对缺氧最敏感的中枢神经系统和心肌。
2.2 煤气的燃烧
⑴ 燃烧本质
燃烧是可燃物质与氧或氧化剂剧烈化合而放出光和热的物理化学反应。在燃烧过程中，物质会改变原有的性质而变成新的物质。
⑵ 燃烧条件
燃烧应具备的条件（燃烧的三要素）：① 有可燃物质；②有助燃物质；③有火源，有一定的能量，达到可燃物质的燃点。上述三个条件在燃烧过程中缺一不可，统称燃烧的三要素。
煤气作为一种燃料，其燃烧的条件：① 有助燃物质；②达到煤气的着火温度（燃点）。
煤气燃烧的三个阶段：① 煤气与空气混合；② 混合后的可燃气体的加热和着火；③ 完成燃烧化学反应
⑶ 着火温度
可燃物质只有达到其着火温度时才能点着。所谓着火，就是可燃混合物系统化学反应可以自动加速而达到自燃着火的最低温度。实际上，着火温度不是一个固定数值，它取决于可燃物质在空气中的浓度及其混合程度、燃烧室的形状与大小等等。
“点火”的概念：点火是指在冷的可燃混合物中，用一个不大的点火源，在某一局部地方点火，先引起局部着火燃烧，然后向其它地方传播，最终使整个混合物都达到着火燃烧，这叫做“被迫着火”或“点火燃烧”，简称“点火”。
“着火”的概念：可燃混合物整个容积都同时达到某一温度，超过该温度，混合物自动地着火达到燃烧状态，这种过程叫“自燃着火”，俗称着火。
⑷ 气体的燃烧速度
火焰在火焰锋面法线方向向未燃气体传播的速度，称为火焰的传播速度，其单位为m/s。它也是单位时间内在单位火焰面积上所烧掉的气体体积，故也叫做燃烧速度。
燃烧速度的大小，与可燃气体种类、浓度、压力、温度等条件有关。
煤气的着火燃烧，其规律与上述讲的完全一致。当煤气被点火燃烧后，在煤气压力及其它燃烧条件不变的情况下，燃烧状况处于一个稳定的状态，炽热的焰面将热量传给未燃气体，使其温升达到着火温度；但当煤气的气流速度大于燃烧速度时，燃烧产生的热量不足以使未燃气体达到着火温度，此时，火焰将远离烧咀，发生吹灭，出现“脱火”现象；当煤气的气流速度小于燃烧速度时出现“回火”现象，通常的影响因素是煤气压力的突然降低；无论是“回火”还是“脱火”都不是稳定的燃烧状态，是实际工作中要禁止的。“回火”与“脱火”的产生通常的影响因素包括：烧咀的大小、燃料的种类、燃料与空气的混合比以及温度等。
“回火”与“脱火”通常在点火初期产生，因为此时（加热窑炉、锅炉等）炉体内温度低，燃烧配风要调整，煤气的燃烧状态很不稳定，煤气压力的波动、配风数量的高低、烧咀开关的大小等因素都会引起“回火”或“脱火”因此，煤气窑炉的点火要特别慎重，严密监视煤气的燃烧状况，防止“回火”或“脱火”事故的发生。
2.3 煤气的爆炸
爆炸是系统的一种非常迅速的物理的或化学的能量释放过程，在这个过程中，系统内物质所含的能量迅速转变成为机械能以及热和光的辐射。宏观表现为：系统周围物质不寻常的移动或破坏、振动，并发出巨大的声响。
⑴ 煤气爆炸的产生
煤气的爆炸属化学性爆炸中爆炸性混合物爆炸的一种。从化学反应的角度讲，煤气的爆炸与燃烧没有明显的区别，煤气从喷嘴中喷出后，在火焰外层与空气混合，这时燃烧的速度取决于气体的扩散速度，进行的是煤气的正常燃烧；但若令煤气预先与空气混合达到相当比例，由于扩散过程已经完成一经点火，系统内可燃的煤气成分都几乎在同一时刻燃烧，产生的能量不能被同时释放，就能发生爆炸。
⑵ 煤气爆炸产生的条件
煤气爆炸产生的条件有三个：① 在密闭（或相对密闭）的容器或空间内；②煤气与空气（或氧气）混合在其爆炸极限内；③遇火源或高温。此三个条件又称为煤气爆炸的三要素。
反过来讲，防止发生煤气爆炸的条件其基本理论是切断煤气爆炸产生的三个条件。
⑶ 煤气爆炸极限
煤气在空气中的浓度低于某一极限时，氧化反应产生的热量不足以弥补散失的热量，则燃烧不能进行；浓度超过某一极限时，由于缺氧也无法燃烧。前一浓度极限称为着火下限，后一浓度极限称为着火上限。着火极限又称爆炸极限。
爆炸的下限愈低，爆炸的浓度范围愈大，燃爆的危险性就越大。另外，爆炸极限可作为确定可燃气体火灾危险性类别的标准：爆炸下限小于10%的可燃气体，其火灾危险性列为甲类；爆炸下限大于或等于10%的可燃气体，其火灾危险性为乙类。
二 、 煤气输送及利用方面的安全知识
1 煤气燃料的特点
1.1 煤气是多种单一气体组成的混合气体，在冶金企业中作为主要的气体燃料，主要是因为其存在以下优点：⑴ 煤气的燃烧过程简单，易控制，容易实现自动调节；⑵ 煤气可以进行高温预热，提高其燃烧的热效率；⑶煤气燃烧完全，燃烧产物对环境不会产生污染。
2 煤气的质量要求
高炉煤气：含尘量小于10mg/Nm3；煤气温度不大于40℃，机械水分应尽量脱除。
焦炉煤气（工业用）：H2S含量小于2g/m3；焦油含量小于5g/m3；萘含量小于0.5g/m3 转炉煤气：含氧量不大于2%；含尘量小于10mg/Nm3。
3 煤气的输送及压力分级
工业企业的煤气输送基本上是通过架空敷设的煤气管道来实现的，根据煤气的性质为保证生产的安全，在煤气管道上设置了放散、膨胀器、人孔、排水器、接地线、吹扫点等附属设施。有关煤气管道安全运行的几点要求：
⑴ 架空敷设的煤气管道要求有一定的倾斜度，以利于排除积水，倾斜度一般为2‰——5‰；
⑵ 煤气管道和支架上不应敷设动力电缆、电线，但供煤气管道使用的电缆除外；
⑶ 对新建、扩建、改建或大修后的煤气管道在投产前必须进行气密性试验，合格后方可投产。试验时间为2小时，泄漏率小于1%为合格。
⑷ 煤气管道上设置的放散管管口必须高出煤气管道、设备和走台4米，离地面不小于10米；
对钢铁企业副产煤气的压力分级国家没有明确的规定，目前我们厂煤气生产的安全压力范围为：3KPa或引气过程中，严禁在煤气设施上拴、拉电焊线，煤气设施周围40米内严禁火源；
4.1.3 炉子点火时，炉内燃烧系统应具有一定负压，点火程序必须是先点燃火种后给煤气，严禁先给煤气后点燃火；
4.1.4 送煤气时不着火或者着火后又熄灭，应立即关闭煤气阀们，查清原因，排净炉内混合气体后，再按规程重新点火；
4.1.5 送煤气后，应检查所有连接部位和隔断装置是否泄漏煤气；
4.2 煤气设施的检修
4.2.1 煤气设施停煤气的检修时必须可靠切断煤气来源，并将内部煤气吹净；
4.2.2 进入煤气设施内工作时，应取空气样作CO含量分析，并严格按照不同含量限定的工作时间执行；
4.23 允许进入煤气设备内部工作时，应采取防护措施并设专职监护人；
4.2.4 带煤气作业或在煤气设施上动火，必须要有作业方案和安全措施，并取得煤气防护站或安全主管部门的书面批准；
4.2.5 工作人员每次进入设备内部工作的时间间隔至少在2小时以上；
4.3 进入煤气设施内工作，对CO含量和工作时间的要求
4.3.1 CO含量不超过30mg/Nm3（24PPM） 时，可较长时间工作；
4.3.2 CO含量在50mg/Nm3（40PPM） 时，连续工作时间不得超过1小时；
4.3.3 CO含量在100mg/Nm3（80PPM） 时，连续工作时间不得超过半小时；
43.4 CO含量在200mg/Nm3（160PPM） 时，连续工作时间不得超过15--20分钟；
三、 煤气防护、救护及事故抢救的安全知识
1 在煤气区域内工作的安全规定
⑴ 煤气区域是指煤气设施周围40米以内的范围；
⑵ 在煤气区域内工作禁止吸烟、打盹、睡觉、长时间逗留或打闹；
⑶ 在煤气区域工作必须两人以上，看好风向，站立上风头；
⑷ 在 煤气区域工作（包括值班室）要备好足够的防毒面具，带煤气作业必须有防护人员在现场监护；
⑸ 掌握煤气急救和人工呼吸的方法，发现煤气泄漏立即上报调度，两人以上戴面具处理；
⑹ 在煤气设备上动火，必须由防护人员进行动火鉴定，签发动火许可证，采取安全措施后，方可进行。
2 煤气中毒的症状、急救及预防
2.1 煤气中毒的程度及症状
煤气中毒的程度和症状与个人的身体强弱、空气中CO浓度及中毒时间长短有关，人在运动和静止两种形式中，前者中毒较重。
⑴ 轻度中毒：头痛眩晕、耳鸣、恶心、呕吐、心情烦躁；
⑵ 中度中毒：两腿酸软不由自主，意识混乱，发生意志障碍，口吐白沫，发生潮式呼吸，瞳孔扩大，患者处于昏睡状态；
⑶ 严重中毒：口唇呈桃红色或紫色，指甲花白，手脚冰凉，呼吸微弱，意志完全丧失，昏迷不醒，甚至呼吸及心波停止，大小便失禁，中毒者处于假死；
2.2 煤气中毒的现场急救
⑴ 将中毒者救出危险区域，放在上风侧空气清新处，解除一切阻碍呼吸的衣物，并注意保暖；同时查明原因，组织进行现场处理；
⑵ 首先检查中毒者意识、呼吸、心波动和瞳孔等情况，判明中毒者的中毒程度，并确定急救方法：
① 轻度中毒者，可以直接送医院治疗；
② 中度中毒者，应在现场补氧，直到中毒者呼吸及心波正常，自觉较好时再送医院治疗；
③ 重度中毒者，应在现场实施人工呼吸并使用苏生器，待中毒者恢复自主呼吸后，改为补氧直至中毒者呼吸正常，意识清楚，自觉较好时，方可送医院治疗；
2.3 煤气中毒的预防
⑴ 严格执行煤气安全规程和制度；
⑵ 在煤气区域挂有明显的安全标志牌；对煤气设备，特别是室内设备，应有定期检查泄漏制度，发现泄漏及时处理；
⑶ 发现跑冒煤气或带煤气作业，必须佩带防毒面具；
⑷ 蒸汽管道不能与煤气管道长期连通，用完后立即断开，防止煤气倒窜造成中毒；
3 煤气着火事故的抢救
⑴ 煤气设施着火时，应逐渐降低煤气压力，通入大量蒸汽或氮气，但设施内煤气压力最低不得小于100Pa（10.2mmH2O）。严禁突然关闭煤气闸阀或封水封，以防回火爆炸；
⑵ 直径小于或等于100mm的煤气管道起火，可直接关闭煤气阀们灭火；
⑶ 煤气设备烧红时，不能用水骤然冷却，以防管道和设备急剧收缩造成变形和断裂；
⑷ 煤气设备内的沉积物，如萘、焦油等着火时，可将设备的人孔、放散阀等一切与大气相通的附属孔关闭，使其隔绝空气自然熄火；或通入蒸汽或氮气灭火。
4 煤气爆炸事故的处理
⑴ 煤气爆炸事故发生后，应立即切断煤气来源，迅速将残余煤气处理干净；
⑵ 对出事地点严加警戒，绝对禁止通行；在爆炸点40米之内禁止火源，以防着火事故；
⑶ 迅速查明爆炸原因，在未查明原因之前，不准送煤气；
⑷ 如爆炸事故发生时伴有着火、中毒等事故，按有关着火、中毒事故的处理要求进行处理。