冶金企业煤气安全管理若干问题探讨

冶金企业煤气安全管理若干问题探讨

张飞

陕西龙门钢铁有限责任公司能源管控中心 陕西 韩城 715405

摘要：煤气是钢铁企业重要的二次能源，煤气泄漏不仅浪费能源、造成环境污染、影响煤气产供系统的正常生产，而且煤气泄漏是煤气产供系统中最典型的事故，也是引发煤气中毒、煤气火灾和爆炸事故三大事故发生的最直接因素。

关键词：冶金企业；煤气安全；管理

1 煤气泄漏原因

1.1 外部环境

煤气设施、管道在长期运行过程中出现的腐蚀问题，与外部环境存在一定的联系。在煤气设施、管道周围存在的一些化学物质，会造成管道外壁腐蚀，这是最直接的影响因素。对于钢铁企业来说，煤气管线都采用架空管线，在大气(环境)腐蚀作用下(大气中含有较多的 SO2 等腐蚀气体),管壁厚度减薄是均匀的。所以，从管道穿孔破坏的观点来看，管道外壁腐蚀的危害性不大，由于外部环境难以治理，因此定期做好煤气设施、管道的外部防腐，可以避免煤气设施、管道遭到外部环境造成的损害。

1.2 内部运行介质

在运行过程中煤气设施不仅存在外腐蚀，还存在内腐蚀。内腐蚀主要与其运行的煤气有关。钢铁企业三大炉，即高炉、焦炉、转炉产生的煤气，其成分较为复杂，除含有一氧化碳、氢气、甲烷及碳氢化合物外，还含有硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、氯化氢、氰化氢等酸性气体、氧、水分等成分，这些因素的存在导致工业煤气具有明显的腐蚀性。在煤气输送过程中，当管道中煤气温度低于煤气露点温度时，形成冷凝水，在煤气管道及设施下部沉积的冷凝水和固体杂质成为管道腐蚀的诱因。

1.3 煤气设施质量

煤气设施质量包括煤气设施制造质量和防腐涂层质量。煤气设施制造质量包括母材(含密封填料)的选用和焊缝质量。腐涂层质量包括除锈工艺及质量，防腐涂料的选用、涂层工艺质量。由于煤气介质具有较强腐蚀性，煤气设施质量的好坏直接影响着煤气设施本质安全和使用寿命。一般来说，煤气设施的焊缝、密封处、及本体腐蚀点，是煤气泄漏的主要途径。

2 煤气泄漏预防

从上述分析可知：煤气泄漏主要因素为煤气介质腐蚀性大小，煤气设施质量缺陷以及煤气设施操作不当。针对这3个原因，提出以下预防煤气泄漏的措施。

2.1 煤气介质腐蚀性控制措施

2.1.1 选择先进的煤气净化工艺流程

钢铁企业产生的煤气主要作为企业内部各加热炉窑的燃料气，因而煤气需要经过管线、调配设施从产气单元输送到各用气单元使用。为了减轻煤气输配工序及用户煤气设施的腐蚀程度，煤气品质应从源头治理，特别是“废气超低排”法规的实施，钢铁企业源头治理(煤气),比烟气治理更有经济价值。

2.1.2 运行控制

1)从源头开始，控制入炉原料的有害成分。

2)加强对煤气设施、管线的运行管理，特别是强化煤气设施及管道中的冷凝水和堵塞物排出的管理，破坏煤气设施内腐蚀产生的条件。

2.2 煤气设施本身质量控制

2.2.1 设备本质安全化设计

1)根据可靠性理论表明，工艺过程环节越多，其可靠性越差，反之，工艺过程环节越少，其可靠性越好。因此在工程设计中，坚持简单化、减量化的原则，应尽量减少工艺设备、简化工艺装置，提高生产装置的可靠性。

2)在工程设计时所选用的煤气设备、材料要与其使用的温度、压力及介质的理化特性相适应，并采取合理的防腐蚀、防磨损、防泄漏等保护措施。如：煤气管道补偿器的选购除考虑补偿能力外，补偿器元件所用的材料还要从防腐蚀、防磨损方面考虑。煤气排水器选购除考虑其排水性能外，还应考虑其防泄漏、防堵塞等性能的优劣。煤气管道输送煤气应选用合适流速和倾斜度，在合理的部位设计适当数量的排水器，以便及时排除煤气管道中的冷凝水和杂质。

3)在任何工况下都不能超过设计的各项技术指标中的最大额度值，因此为提高设计的可靠性，应考虑提高设防标准，如：在强腐蚀环境中，钢管壁厚应有一定的腐蚀裕量。

2.2.2 制造质量的控制

1)强化煤气设施制造用原材料的入厂检验。

2)强化煤气设施制造质量的管理，按相关标准对煤气设备、管线进行了表观检查、渗透性试验和气密性试验。

3)强化煤气设施、管道的涂装工艺质量管理，严格按设计要求进行涂敷材料的验收、除锈、涂层质量等全过程的管理。

2.3 规范煤气设施操作

1)建立煤气设备及管线运行状态的动态监测系统，根据其运行状况，进行预防性的检查、检修；更换零部件，密封填料等消除煤气泄漏。

2)对已老化、技术落后的、且泄漏事件频发的设备进行更新换代，从根本上解决泄漏问题。

3)采用管理及技术措施，加强煤气动态平衡管理，确保煤气管网压力稳定，杜绝压力波动过大导致的煤气泄漏。

4)煤气岗位严格按标准化作业，精准调整煤气设施的各种参数，如：温度、压力、流量、液位、腐蚀性物质等，杜绝人为操作所导致的煤气泄漏事故。

5)建立煤气泄漏预警系统对煤气设施泄漏风险性较高的区域进行监控，掌握其区域煤气的浓度，以便及时发现问题、消除隐患。

3 煤气设施腐蚀穿孔的处理

为防止煤气泄漏引发煤气3大事故的发生，一旦煤气设施腐蚀穿孔，必须对煤气设施的漏点进行处理。处理煤气设备泄漏煤气的措施主要有不带压堵漏法和带压堵漏法。

3.1 不带压堵漏法

不带压堵漏法就是将泄漏煤气的设备及管线进行停运，然后降压、隔离、气体置换后再进行堵漏作业，采用这种方法，需要停产，适用于用户端的煤气设施的堵漏。它可以彻底处理好漏点，如：直接补焊、贴板补焊或更换。

3.2 带压堵漏法

带压堵漏法是指在不停产、不降温、不降压(或带气降压)情况下完成堵漏作业。采用这种方法可以快速消除管道或设备上出现的泄漏，特别是应对突发事件时，防止安全事故的发生具有非常重要的意义，适应于无法停产或短时期无法停产的煤气设备、管线。常用的带压堵漏技术有紧固技术、夹具注胶技术、带压焊接技术、磁力压堵技术、内压堵漏技术、带压粘贴技术、攻丝堵漏技术。带压堵漏处理的漏点是一种临时性处理措施，有一定的局限性和时效性，在有条件的情况下，还要对泄漏部位进行彻底处理。

3.3 安全注意事项

1)采取不带压堵漏法，必须做好有效隔离与气体置换工作，防止因隔离、置换不彻底发生煤气中毒、着火、爆炸事故。

2)带压堵漏法是一种高危作业，除了设专人监控煤气设施内的运行压力，并保持压力稳定之外，还要制定专门的堵漏方案，落实好具体措施，做好个人防护，防止煤气中毒、着火、爆炸事故。

4 结语

煤气安全是钢铁企业安全重点管控的主要内容之一，在煤气的产生、输送、使用过程中，由于受煤气介质、操作因素等诸多因素的影响，很容易发生煤气泄漏事故。为防止煤气泄漏事故的发生，应采取以下措施。

1)煤气的腐蚀性是导致煤气设施腐蚀穿孔的主要原因。钢铁企业应加强源头控制，尽可能降低煤气的腐蚀性：一方面在“废气超低排”法规的实施时，钢铁企业应优先考虑煤气的源头治理，特别是新建、改建企业，应优先选择“煤气源头治理”工艺，从而减少煤气输送及用户单元的煤气设施因煤气介质腐蚀导致的煤气泄漏事故的发生；另一方面从源头开始，把握原料质量关，即控制三大炉入炉原料的有害成分，减少煤气中的有害成分。

2)建立煤气设备及管线运行状态的动态监测系统，并根据其运行状况，进行预防性的检修，确保煤气设施运行状态良好。

3)建立一套煤气泄漏预警系统，重点对煤气设施泄漏风险性较高的区域进行动态监控，以便及时发现煤气泄漏，及时处理，达到“早发现”、“早处理”,将煤气泄漏消灭在萌芽状态，减少煤气事故的发生。

参考文献

[1] 陈超，丁翠娇.煤气管道腐蚀机理与预防措施研究现状[J].工业加热，2015,44(01):41-43.

[2] 左祖华.焦炉煤气管道腐蚀原因与预防措施的探讨[J].冶金动力，2014(03):23-25.