摘要：分析了煤氣發(fā)生爐發(fā)生爆炸事故的常見方式和原因，提出了預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞：煤氣發(fā)生爐；事故分析；爆炸
Reasons and Precautions of Gas Producer Explosion Accidents
LU0 Xiao-ling，XU Kun-shan
Abstract：The common forms and reasons of gas producer explosion accidents are analyzed，and some precautions are put forward.
Key words：gas producer；accident analysis；explosion
發(fā)生爐煤氣廣泛應(yīng)用于建筑陶瓷、耐火材料和金屬加工等領(lǐng)域。發(fā)生爐煤氣由煤和空氣、蒸汽反應(yīng)制得，煤氣發(fā)生爐是完成這個轉(zhuǎn)換過程的核心設(shè)備[1]。在這個轉(zhuǎn)換過程中，如果管理不嚴(yán)、操作不當(dāng)，就可能引發(fā)爆炸事故。
1 煤氣爆炸火源
煤氣與空氣混合后，如果遇到明火容易發(fā)生爆炸事故。發(fā)生爐煤氣在空氣中的爆炸極限為20%～74%，在氧氣中的爆炸極限為10.0%～73.6%。導(dǎo)致煤氣爆炸的原因主要有兩種；煤氣中含氧量過高或煤氣系統(tǒng)內(nèi)滲入空氣，煤氣系統(tǒng)發(fā)生泄漏。這兩種情況均能形成爆炸性混合物，遇到火源而發(fā)生爆炸[2]。這兩種情況的區(qū)別僅在于前者發(fā)生在煤氣系統(tǒng)內(nèi)部，后者發(fā)生在煤氣系統(tǒng)外部。能引起煤氣爆炸的火源很多，根據(jù)煤氣生產(chǎn)的特點(diǎn)，火源主要有以下幾種[3]：煤氣發(fā)生爐中熾熱的燃燒火焰以及燒紅的爐壁；電氣設(shè)備不符合防爆要求以及電線短路產(chǎn)生的火花；鐵器撞擊、摩擦產(chǎn)生的火花；檢修時電焊機(jī)、氣焊機(jī)產(chǎn)生的火花；打火機(jī)、火柴等生活用火。
2 煤氣發(fā)生爐的爆炸原因與預(yù)防措施
2.1 煤氣發(fā)生爐熱運(yùn)行
在煤氣發(fā)生爐的實際操作中，如果出爐煤氣溫度達(dá)到600℃，則已超過發(fā)生爐煤氣的自燃溫度(530℃)，這種不正常的狀況稱為煤氣發(fā)生爐的熱運(yùn)行[4～6]。這種狀況的主要特征是如果打開爐頂探火孔，冒出的煤氣會自然著火燃燒。這時如果爐內(nèi)進(jìn)入空氣或者冒出的煤氣與周圍的空氣混合，就會發(fā)生煤氣發(fā)生爐爆炸事故，因此煤氣發(fā)生爐的熱運(yùn)行是不允許的。出現(xiàn)這種狀況后要立即采取以下措施[7]：
加快除灰的速度，加快進(jìn)煤，使干燥層燃料加厚覆蓋。氧化層位置下移，進(jìn)入爐底蒸汽量要增加，使氧化層降溫，直到調(diào)整好爐況，使出爐煤氣溫度降至正常溫度。
2.2 蒸汽包缺水
蒸汽包是與煤氣發(fā)生爐水夾套相連的壓力容器，屬于煤氣發(fā)生爐的一部分。蒸汽包缺水引發(fā)的爆炸事故與煤氣和空氣混合發(fā)生的爆炸事故原理不同。當(dāng)水夾套缺水時間較長時，煤氣發(fā)生爐的爐體和水夾套已經(jīng)被烘烤到500℃甚至更高溫度，這時如果再向水夾套內(nèi)加水，水就會在瞬間氣化為水蒸氣，體積迅速膨脹，而水夾套又是一個封閉的空間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水蒸氣迅速膨脹所要達(dá)到的容積，當(dāng)水夾套內(nèi)的壓力超過材料所能承受壓力時就會發(fā)生爆炸[8～10]。
當(dāng)蒸汽包缺水時，在未查明原因前禁止上水。蒸汽包缺水的處理措施是：
① 先打開水位計旋塞放水，如果有水流出，則表明缺水時間不長，此時可向水夾套內(nèi)加水。
② 打開水位計旋塞時無水流出，表明缺水時間較長，要通過壓力表觀察蒸汽包壓力變化。如果這時壓力和正常運(yùn)行壓力一樣，說明缺水還不嚴(yán)重；如果蒸汽壓力已經(jīng)超過工作壓力，說明水夾套缺水較嚴(yán)重，這種情況應(yīng)按緊急停爐操作，并嚴(yán)禁向水夾套內(nèi)上水，防止爆炸事故發(fā)生。
2.3 空氣管道內(nèi)煤氣逆流
與煤氣發(fā)生爐爐體相連的空氣管道在正常工作時，煤氣不會逆流到空氣管道。但是如果突然停電導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)停止工作，并且逆止閥不起作用時，煤氣就有可能從爐底返回到鼓風(fēng)箱中，由于返回的煤氣溫度較高(600℃以上)[11]，在空氣管道中和空氣混合達(dá)到爆炸極限就會爆炸。防范措施主要有：
① 確保逆止閥密封可靠；
② 停電后要加大向爐內(nèi)輸送的蒸汽量，保持爐內(nèi)正壓；
③ 停電后要以最快的速度關(guān)閉空氣閥，切斷進(jìn)入爐底空氣的通路，防止空氣進(jìn)入爐內(nèi)引發(fā)事故；
④ 視煤氣出口壓力狀況，拉開放散閥降低爐底壓力，不讓煤氣向鼓風(fēng)箱返流；
⑤ 來電后必須先把空氣總管中的煤氣用蒸汽吹掃，然后才能轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。
2.4 運(yùn)行狀態(tài)變化
在使用發(fā)生爐煤氣的用戶中，煤氣需用量并不固定，而是隨著生產(chǎn)情況不斷發(fā)生變化，當(dāng)變化量較小時，可以采用增加或減少單臺發(fā)生爐氣化強(qiáng)度的辦法來調(diào)節(jié)；當(dāng)變化量較大時，必須配置一定數(shù)量的熱備用發(fā)生爐，以滿足調(diào)節(jié)負(fù)荷的需要。熱備用發(fā)生爐。轉(zhuǎn)為正常生產(chǎn)時有兩種可能發(fā)生爆炸的情況：
① 剛向爐內(nèi)送風(fēng)就產(chǎn)生爆炸。爆炸的原因是由于熱備用爐轉(zhuǎn)為正常生產(chǎn)過程中，有部分煤氣返回到鼓風(fēng)箱中，由于轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行，這部分煤氣隨同空氣進(jìn)入爐內(nèi)，當(dāng)煤氣和空氣混合后達(dá)到爆炸極限時，遇到氧化層的火焰即發(fā)生爆炸¨2I。為避免事故發(fā)生，在起動風(fēng)機(jī)前必須把空氣管道中的煤氣用蒸汽吹掃干凈。
② 在正常送風(fēng)過程中發(fā)生爆炸。爆炸原因是由于熱備用爐轉(zhuǎn)為正常生產(chǎn)時爐內(nèi)氧化層溫度較低，甚至有的氧化層火已經(jīng)熄滅。這時如果風(fēng)壓變化較大，空氣進(jìn)入爐內(nèi)，一部分空氣在氧化層中助燃，而另一部分空氣沒有助燃，而是混合在煤氣中以致發(fā)生爆炸。消除這種爆炸現(xiàn)象的方法是逐漸減小進(jìn)風(fēng)量，待爐內(nèi)氧化層均勻建立好后再慢慢增加進(jìn)風(fēng)量。還要注意少加煤，禁止開爐時就大量加煤的做法，應(yīng)待氧化層正常后，視爐內(nèi)情況再多加煤。
2.5 檢修
停爐檢修時，往往會對煤氣發(fā)生爐的整套設(shè)備進(jìn)行清理、檢查和維修。冷煤氣發(fā)生爐的雙豎管、電捕焦油器和洗滌塔等凈化設(shè)備的人孔蓋要被打開，有的要進(jìn)行焊接維修。這時要高度重視檢修前的準(zhǔn)備工作。在檢修前要對煤氣發(fā)生爐的整套設(shè)備用蒸汽吹掃干凈，不得有煤氣殘留在設(shè)備中。吹掃完畢后要對其中的氣體取樣化驗，合格后方可從事檢修工作。否則，殘留在設(shè)備中的煤氣與空氣混合，遇到焊接產(chǎn)生的火花就會產(chǎn)生爆炸。
2.6 預(yù)防措施
在煤氣發(fā)生站生產(chǎn)運(yùn)行和停爐檢修過程中，影響煤氣爆炸的因素很多[12]。在運(yùn)行情況下如果操作經(jīng)驗不足，對許多爆炸前的征兆認(rèn)識不清，就會縱容事態(tài)的發(fā)展，最終導(dǎo)致爆炸事故。如果能夠清楚地認(rèn)識運(yùn)行中的不正常現(xiàn)象，及時采取措施，就會避免爆炸事故的產(chǎn)生。為了防止爆炸事故的發(fā)生，應(yīng)注意以下3方面：
① 設(shè)計、制造方面：嚴(yán)格控制設(shè)計和制造過程，使設(shè)備受力狀況良好；
② 維修方面：要及時對現(xiàn)有煤氣發(fā)生爐進(jìn)行維修，應(yīng)符合《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及其他有關(guān)安全技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保維修質(zhì)量[13]；
③ 管理方面：嚴(yán)格按要求進(jìn)行操作和校驗，以確保設(shè)備安全可靠。
3 結(jié)語
煤氣發(fā)生爐爆炸事故的發(fā)生是多個因素積聚的結(jié)果，因此，在工程中要對煤氣發(fā)生爐的運(yùn)行情況認(rèn)真分析，總結(jié)經(jīng)驗，企業(yè)管理人員要加強(qiáng)管理，健全各項規(guī)章制度，建立完善的應(yīng)急預(yù)案體系，切實提高操作人員的技術(shù)水平，使操作人員嚴(yán)格按照操作規(guī)程工作，采取有效措施預(yù)防和減少爆炸事故的發(fā)生。
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(本文作者：駱曉玲1 徐坤山2 1.青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 山東青島 266061；2.淄博市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 山東淄博 255033)
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