３Ｏ 新疆化工 ２０１２年第１期 发生炉煤气站项目的危险有害因素辨识与分析 杨波涛 （新疆化工设计研究院。乌鲁木齐８３０００６） １ 前言 新疆是我国开发西部的重要省区，不但地域 中被间冷器降温至３５℃～４５℃，完成降温过程，混 合后的煤气进入二级电捕焦油器，再一次脱油、除 尘。被冷却净化后的煤气经加压风机加压后送往 水用气点或者气柜储存待用。 辽阔，而且煤资源和矿产资源丰富。依托丰富的 地域优势，出现了很多矿产类深加工企业，比如硫 化碱产业、海绵铁生产线等。这些行业利用当地 原煤制成煤气，为项目生产提供可靠热源。 ３项目中涉及到的危险化学品类别 项目涉及的主要物料有：煤、水蒸气、空气等 原料，以及煤气、煤焦油等产品和副产品。其中涉 及的危险化学品主要包括煤气（氢气Ｈ 、一氧化 碳（２０）、煤焦油和氮气。氢气、一氧化碳属于第２． １类易燃气体；项目中煤焦油应在有相关授权及资 质的机构进行检验，并根据检验结果确定其危险 性类别，做危险、有害因素分析，提出相关的安全 防范措施。其余危险为生产过程中伴生的少量二 氧化碳、甲烷（（２Ｈ ）及水蒸气。 ２工艺流程简述 合格原料煤（２Ｏ一６０ｍｍ）由电动葫芦煤斗提 升至主厂房储煤仓，再经液压加煤机加入炉内，煤 受到来自气化段煤气的加热干馏，干馏后半焦状 态下的煤炭在气化段与气化剂（空气、蒸气）发生 反应，气化段生产的煤气分为两部分：一部分从两 段炉下段煤气出口经旋风除尘器出炉，出口温度 控制在４５０￣Ｃ一５５０℃；另一部分向上与干馏煤气 混合从上段煤气出口出炉，温度控制在９Ｏ℃一 ４危险、有害因素分析 项目存在的危险因素主要有中毒、火灾爆炸、 物理爆炸、机械伤害等，危险、有害因素分类详细 见表１。 １５Ｏ℃之间。下段出口煤气经旋风除尘器降温除 尘后进人风冷塔，继续除尘降温（温度降至６５＇ｔ２— ８０℃），然后进人间冷器，与下段煤气混合，在混合 表１危险、有害因素分类表 ２０１２年第１期 新疆化工 ３１ （续表１） ４．１ 爆炸事故的危险、有害因素 易爆成份为一氧化碳、氢气和甲烷）和焦油蒸气。 ４．１ １物理性爆炸事故分析 煤气存在的位置如下：①煤气发生炉；②电捕焦油 物理性爆炸是由物理变化引起的，其原因多 器；③煤气管线；④旋风除尘器。焦油为煤气生产 为容器内部介质的压力超过了容器所能承受的能 过程中的副产品，储存在焦油池中。 力，致使容器破裂，内部介质在瞬间膨胀，并以高 根据煤气站项目的易燃易爆介质特性和其分 速度释放出内在能量。物质在发生物理性爆炸前 布情况，可知发生化学性爆炸事故的主要危险、有 后的成分和性质均不改变。 一 害因素有以下几点： 煤气站项目的压力容器有检维修中使用的氧 （１）易燃易爆介质泄漏，与空气混合，形成爆 气瓶、乙炔瓶、氮气瓶等。主要存放在检维修车 炸性混合物 间。还有蒸汽汽包，存在于发生炉厂房内。 ①因停电或停制气时，有空气渗漏至低压煤 根据煤气站项目的压力容器特性及其分布情 气管内形成爆炸性混合气体，遇点火源会发生爆 况，知发生物理性爆炸事故的主要危险、有害因素 炸事故。 有： ②装置突然停电使空气鼓风机突然停止鼓 （１）工作压力下爆裂； 风，同时鼓风逆止阀故障不动作，炉底压力突然消 （２）超压爆裂。 失之后，炉出口压力会使煤气倒压，使煤气与炉底 ４．１．２化学性爆炸事故分析 空气混合而发生爆炸。 化学性爆炸是由于物质发生极为迅速的化学 ③正常运转期间，空气鼓风机突然停机或空 反应放热，产生高温、高压而引起的爆炸。如可燃 气总管压力过低，煤气加压机因未停机，设备产生 气体、可燃液体的蒸汽和可燃固体的粉尘与周围 负压，使空气进人煤气中而发生爆炸。 空气相混合，形成爆炸性混合物，一旦遇到火源， ④煤气炉探火时没有逐一打开探火孔，而是 便立即发生化学性爆炸，其实质是高速的燃烧。 同时打开两个以上探火孔，将部分空气拖入煤气 化学性爆炸常伴随火灾发生，物质在发生化学性 炉内，使煤气中的０：含量超过１％，而发生爆炸； 爆炸前后的成分和性质均发生了根本的变化。此 或者煤气炉探火时，蒸汽管线故障失效或压力偏 外，压力容器的化学反应爆炸是指容器内发生不 低，汽幕未起到封堵煤气的作用，导致煤气泄漏， 正常的化学反应，使气体体积增加或温度剧烈增 与空气混合达到爆炸极限后，遇点火源会发生爆 大，压力迅速升高，致使容器爆裂。常见的是可燃 炸事故。 气体与氧气（含空气）的混合，值得注意的是，这种 ⑤发生炉气化床层遭到严重破坏，出现吹翻、 爆炸性混合气体在压力较高的情况下可以在没有 吹风洞、炉篦裸露和气化层温度过低（接近熄火） 明火或静电的作用下发生爆炸。 等不正常情况，强行送气，最终造成气柜过氧爆 煤气站项目的易爆介质有煤气（其主要易燃 炸。 ：３２ 新疆化工 ２０１２年第１期 ⑥电捕焦油器出口煤气压力小于５０Ｐａ或气 化煤气含氧量大于１％时未及时切断电源，导致爆 措施的情况下，就擅自在动火证上签字；专职安全 管理人员、化验员、现场操作工安全技术素质低等 都可能引起爆炸事故。 ④检维修人员未按规定参加安全生产培训， 不具备氧气和乙炔气体的安全知识和管理能力， 不遵守单位安全管理制度，违反操作规程，违章检 修，如切割时氧气瓶与乙炔瓶未保持安全间距，装 卸气瓶或搬运时野蛮操作等也可导致爆炸事故的 发生。 炸事故发生；电捕焦油器绝缘保温箱的温度过低， 低压煤气入口温度加２５℃时未立即切断电源，易 发生击穿事故。 ⑦一氧化碳气体报警装置损坏或失灵，未及 时发现泄漏，导致煤气聚集，达到爆炸极限，遇点 火源会发生爆炸事故。 （２）点火源 ①煤气属于绝缘物质，导电性比较差，在输送 等过程中，由于流动、喷射、冲击等原因易产生静 电。静电危害是导致厂内爆炸事故的重要原因。 静电作为火源引起的火灾爆炸事故主要有以下四 个条件：ａ、有静电产生的来源；ｂ、静电得以积聚， 并达到足以引起火花放电的静电电压；ｃ、静电放 ⑤操作人员未按照国家有关规定进行专门的 安全培训，未取得特种作业资格证书就进行特种 作业，也可导致爆炸事故的发生。 ４．２火灾事故的危险、有害因素分析 煤气站的易燃和可燃介质有煤气、煤炭和焦 油。根据煤气站项目的易燃介质特性和其分布情 况，知发生火灾事故的主要危险、有害因素有以下 几点： 电的火花能量达到爆炸性混合物的最小引燃能 量；ｄ、静电放电周围必须有爆炸性混合物存在。 ②厂内设备设施及建筑物的防雷接地设施不 符合设计规范要求或损坏失效，遇雷电可能引起 爆炸事故。 （１）煤气的爆炸事故发生的同时会伴随着火 灾事故的发生，如下因素就有可能发生煤气火灾 事故。 ③生产过程中可能产生火源的原因还有：用 钢制工具敲打设备、管道产生撞击火花；电器火 花；电气线路陈旧老化或受到损坏产生短跑火花； 车辆未戴阻火器进人火灾爆炸危险区域内；明火； 动火检修等 ①煤气管线强度不够、焊接质量差、管线使用 前没有试压等问题，可导致煤气泄漏，遇火源会发 生火灾事故； ②煤气发生泄漏，水封被击穿或被解除，煤气 设施附近有火源存在，引发着火事故； ③在带煤气作业或抽堵盲板时使用铁制工 具，由于敲打或摩擦产生火花，引起火灾事故。 （２）焦油池酚水表面有一层煤焦油，遇明火可 发生火灾事故。 （３）其它 ①煤气管道内介质都是易燃易爆物质，设备 检修和管道动火前，未切断气源，未对管道进行蒸 汽吹扫或用氮气等惰性气体置换，未检测空间爆 炸性混和气体浓度，贸然动火导致爆炸事故发生。 （３）煤焦油为不良导体，在储运过程中可产生 静电，从而发生火灾事故。 ②系统停车检修时，置换方法不当（例如直接 用空气置换等），不做动火分析或分析失误（例如 所取样品无代表性、分析结果错误、取样地点选择 不当）均可能导致爆炸事故的发生。 （４）电气火灾是电气原因而引燃的事故，一般 是电流热量，电火花、电弧等直接引起。形成电气 火灾的主要原因有：①短路；②过负荷；③接触电 阻过大；④电热设备（电烙铁、电烫斗、电焊机等） 使用不当，附近堆放易燃易爆物品等均可引起火 灾事故。 ③动火票所指定的作业内容和动火部位含糊 不清，是否进行了动火分析不清楚，取样点在哪 里、谁取的样和要求分析的项目不明确，动火票没 有关键的可燃成份的含量指标，各审批人员在既 （５）检维修中进行焊接、切割等动火作业，尤 未到现场落实具体作业内容，也未落实具体安全 其是气体切割时，由于使用压缩空气或氧气流的 ２０１２年第１期 新疆化工 ４．４．１车辆伤害事故 ３３ 喷射，使火星、熔珠和铁渣四处飞溅（较大的熔珠 和铁渣能飞溅到距操作点５ｍ以外的地方），当作 业环境中存在易燃物品或气体时，就可能会发生 火灾事故。 （１）厂区道路设计、施工不合理，道路宽度不 够或转弯半径不够等原因造成车辆行驶过程中发 生车辆伤害事故。 （６）工厂管理不善，厂内职工使用明火取暖， 在厂区内吸烟，易燃、可燃物随处堆放或外来人员 （２）车辆未定期保养、检查，故障工作等原因 导致车辆在使用过程中发生车辆伤害事故。 未登记，个别人员故意放火等也可导致火灾事故 （３）车辆驾驶人员违章驾驶、酒后作业等原因 的发生。 （７）破碎煤块和筛分煤块时，煤粉尘局部空间 聚集过多，遇高温或有明火时，可能发生爆炸、火 灾。 （８）贮煤斗下料时，发生炉煤气溢出，遇高温 或明火时，会发生火灾。 ４．３ 中毒事故的危险、有害因素 煤气站的有毒介质有煤气。 煤气的主要成分为一氧化碳，其主要存在于 煤气发生炉、旋风除尘器、电捕焦油器、煤气管线 中。煤气人体吸人后会造成急性中毒，一氧化碳 与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高 ２００～３００倍，所以一氧化碳极易与血红蛋白结合， 形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力 和作用，造成组织窒息。 根据煤气站项目的有毒介质特性和其分布情 况，知发生中毒事故的主要危险、有害因素有以下 几点： （１）煤气输气管线强度不够、焊接质量差、管 线使用前没有试压等问题，可导致煤气泄漏，导致 操作人员一氧化碳中毒事故。 （２）操作人员违章作业，致使系统憋压，若防 爆泄压装置不完备或故障不动作，造成管线、阀 门、设备超压运行，最终造成煤气泄漏，导致操作 人员一氧化碳中毒事故。 （３）煤气发生炉停火检修时，煤气管线未打盲 板，只是关闭阀门，因阀门未关死或质量问题导致 煤气泄漏，均可发生人员一氧化碳中毒事故。 （４）设置煤气放散管管口的高度时未考虑放 散的煤气对操作工人及周围人员的影响，导致人 员中毒事故的发生。 ４．４其他危险、有害因素分析 也可导致车辆在使用过程中发生车辆伤害事故。 ４．４．２机械伤害事故 （１）人的不安全行为分为操作失误和误人危 险区，如操作规程不完善、作业程序不当、监督检 查不力都易造成操作人员操作失误，导致伤害事 故发生。 （２）机械的安全状态不良和防护设施不完善， 也会导致伤害事故。在维修、使用阶段：使用方法 不当；使用条件恶劣；冷却和润滑不良，造成机械 磨损和腐蚀；超负荷运行、维护保养差；操作技术 不熟练；人为造成机械不安全状态，如取下防护 罩、切断连锁、摘除信号指示等；超期不修；检修质 量差等都会导致机械事故。 ４．４．３触电事故 （１）电气设备外壳接地不良，在设备内部漏电 时，会造成人员触电； （２）在电气设备检修时，如果违反安全操作规 程，带电操作或者无人监护作业，可能造成人员触 电； （３）电工误操作，可能造成电弧烧伤； （４）高处作业时，如果触电，容易造成高空坠 落； （５）电气装置发生失火； （６）作业环境照明度不够，事故照明无人维 护，可导致人员伤害及事故损失增大。 ４．４．４高空坠落事故 项目发生炉厂房为多层建构筑物，员工巡检 中若在护栏边观察，且防护围栏长久没有进行维 护和检查，或者操作人员做强迫体位性操作，用力 不当防护不良时，有可能发生高空坠落，也有可能 工作用具把持不住从高空落下击伤他人。 ４．４．５其它伤害事故 （１）生产性粉尘：在煤块破碎和筛分时会产生 ３４ 新疆化工 害，人员易发生中暑现象。 ２０１２年第１期 大量粉尘，如未采取除尘措施或除尘装置失效会 会比较高，有可能会对人身体造成高温和辐射伤 造成人员职业伤害危害。作业人员长时间吸人粉 尘，能引起肺部组织纤维化为主的病变、硬化，丧 失正常的呼吸功能，导致尘肺病。尘肺病是无法 ５ 结论 通过上述分析可以看出，发生炉煤气站项目 主要存在的危险、有害因素为：火灾、爆炸、中毒和 灼烫；其次是：触电、机械伤害、高空坠落和噪声等 其它伤害。项目生产过程中主要存在的危险化学 治愈的职业病，治疗只能减少并发症，延缓病情发 展，不能使肺组织的病变消失。 （２）工业噪声：在生产过程中，会使用到颚式 破碎机、筛分机和蒸汽包超压排放蒸汽等，运行中 产生较大的噪声，人员在巡检、操作时会对人身体 造成危害。噪声危害主要是引起听觉功能敏感程 度下降甚至造成耳聋，或引起神经衰弱、心血管病 及消化系统等疾病的高发，另外，噪声干扰信息交 流，是人员误操作发生几率上升，影响安全生产。 品有：煤气（氢气Ｈ 、一氧化碳ｃｏ）、煤焦油和氮 气。必须根据上述危化品的物化特性，以及生产 过程的操作状态有针对性的设置必要的安全措 施，避免事故的发生。 （３）高温辐射：在夏季，发生炉厂房操作温度 收稿日期：２０１２—０２—１０ 新疆首个煤化工示范项目４月将正式生产 新疆广汇集团的５亿ｍ 煤制天然气项目将于４月份正式生产，此举或将带动新疆境 内正在酝酿的高达１５００亿ｍ 煤制气项目加快建设步伐。 从新疆广汇集团了解到，新疆首个全国煤化工示范项目广汇新能源有限公司年产１２０ 万ｔ甲醇、８５万ｔ二甲醚、５亿ｍ 液化天然气项目将于４月正式开始生产。 广汇股份董秘王玉琴表示，该煤化工一体化项目目前只是生产甲醇和天然气，二甲醚 产品暂时不包括在内。新疆广汇集团预期该项目生产的天然气将实现５亿ｍ 达产目标， 并在今年年底能实现商业收益。 该项目２００７年５月开工建设，２０１ １年１２月８日举行了项目一期工程投产仪式，总投 资共计１１ １亿元。同日，项目二期年产１００万ｔ烯烃、１５．２亿ｍ３ＬＮＧ（煤基）也在哈密地区 伊吾县淖毛湖镇广汇煤化工工厂举行，为此新疆广汇集团新增投资３６８．５亿元。 此外，广汇集团还计划投资２５０亿元在新疆富蕴县规划建设煤炭综合开发利用项目， 设计一期年产４Ｏ亿ｍ 天然气，该项目有望于今年开工建设，２０１５年正式投产。为解决煤 制天然气的外运和销售难题，２０１１年年底，公司已经与中石化签署合作协议。 广汇集团５亿ｍ 项目将是新疆境内第一个建成并正式生产的煤制气项目，按照新疆 “十二五”规划，已经有２０个煤制气项目已列入自治区建设目标，年总产能达到７６７亿ｍ。。 截至目前，新疆正在建设和进行前期工作的煤制天然气项目有３０多个，年产能力超过１５００ 亿ｍ 。 其中，根据最近消息，新疆庆华集团一期年产ｌ７亿ｍ 的煤制天然气项目建设即将完 成收尾工程，５月底可实现气化炉投料试车和全系统联动试车。 资料来源：国家石油化工网２０１２—４—１６