鋼鐵企業焦化生產的主要目的是將煤炭經過干餾生成焦炭,作為煉鐵的燃料和原材料,焦化生產是鋼鐵冶煉的必備環節,生產工藝主要由備煤、煉焦、煤氣凈化三個主要階段組成。主要機理是煤在隔絕空氣下加熱,其有機質隨溫度的升高而發生一系列變化,形成氣態(煤氣)、液態(煤焦油)和固態(半焦和焦炭)。為此,熟悉煉焦生產工藝,有針對性地預防焦化工藝火災,是一項做好鋼鐵冶金企業火災預防的重要消防監督任務。
一、煉焦工藝生產過程中的火災危險因素
1、焦化工藝備煤階段的火災危險性
在焦化工藝的備煤階段,煤粉火災危險性為丙類的可燃物質,煤粉塵具有爆炸性,其爆炸下限濃度為33g/m3~45g/m3,此外,煤堆積在一起時間過長可使煤溫升高,煤料氧化而引起自燃。
2、煉焦階段中的火災危險性
煉焦階段中產生的易燃易爆氣體、蒸汽、煤粉濃度達到爆炸濃度極限后,容易引起爆炸和發生火災;煤的成焦過程可分為干燥脫氣階段、解聚和分解反應、半焦成焦炭三個階段。上述三個階段所析出的高溫氣體經煉焦爐上的集氣管所收集到的氣體統稱為荒煤氣。
荒煤氣經回收化學產品和凈化后的煤氣即凈焦爐煤氣,其組成主要為氫氣(H2)(體積約54%-59%)、甲烷(CH2)(體積約24%-28%)、一氧化碳(CO)(體積約5.5%-7%)。
3、煤氣凈化階段的火災危險性
凈化階段涉及的物質為焦油、輕苯、精重苯、氨和洗油,其中焦爐煤氣為爆炸性氣體,其爆炸極限(體積)為4.72%~37.59%。各組分火災危險性如下:
焦油:為可燃液體,火災危險性為丙類。閃點為100℃,自燃點為580℃。
輕苯、精重苯:其蒸汽與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸,為各苯類等物質組成的混合物。爆炸極限(體積)1.2%~8.0%。
氨:與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸,其爆炸極限體積為15.7%~27.4%,自燃點為651℃。
洗油:為可燃燒液體,火災危險性屬丙類。閃點為100℃,自燃點為580℃~630℃。
在煤氣凈化的過程中凈化系統容易產生負壓并滲入空氣,易引起爆炸造成火災。
4、焦化生產中產生的明火、雷電及靜電能引起爆炸和火災。
二、火災預防對策
1、備煤階段火災預防措施
煤種堆放,各種煤料貯存按時間進行存放,不得超過貯存期限,防止煤料存放時間過長發生氧化自燃。
運煤系統的裝卸、貯配裝置、各轉運站等應設置自然通風裝置;煤粉碎機室內應設機械除塵裝置,防止發生爆炸。
2、煉焦階段火災預防措施
對于煉焦階段的集氣管壓力超過放散壓力上限時,避免超壓產生。應能自動放散。在焦爐地下室及煙道走道內應設置通風換氣裝置,使煤氣濃度不超過爆炸下限的10%,并在該區域設置火災自動報警系統和滅火裝置。
焦爐、粗苯管式爐等燃用煤氣的設備和管道設低壓報警及自動切斷煤氣裝置,防止煤氣管道吸入空氣而造成危險。
3、煤氣凈化階段火災預防措施
凈化階段的甲、乙類火災危險生產場所的設備和管道,應采用不燃或難燃的保溫材料保溫。貯存甲、乙類液體的固定頂式貯槽,其槽頂排氣口與呼吸閥或放散管之間應設置阻火器。
4、防雷、防靜電、電氣設備的選擇
鼓風機室、脫硫、粗苯等第二類防雷建筑物,均采用獨立避雷帶(針)防直擊雷,防感應雷的措施為建筑物內的設備管道構架等主要金屬物,就近接至防直擊雷接地裝置或電器設備的保護接地裝置上。
對備煤、篩焦、焦爐煙囪等第三類防雷建筑物采取避雷帶防直擊雷,在爆炸和火災危險環境中做靜電接地設計,屬于戶外裝置的防靜電接地裝置與防雷接地裝置共用,對于建筑物內的設備的防靜電接地利用電氣的保護接地裝置。
煤氣、苯類物質的設備與管道均應設置相應的防靜電裝置;苯類貯槽及中間槽采用防火花型液面計及防靜電產品導入管,防止油類等產品流動時產生靜電火花而引起火災。在爆炸和火災危險場所,要嚴格按照環境的危險類別或區域,配置相應的電器設備的燈具,避免電氣火花引起火災。
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