鋼鐵企業(yè)焦化生產(chǎn)的主要目的是將煤炭經(jīng)過干餾生成焦炭,作為煉鐵的燃料和原材料,焦化生產(chǎn)是鋼鐵冶煉的必備環(huán)節(jié),生產(chǎn)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(zhì)隨溫度的升高而發(fā)生一系列變化,形成氣態(tài)(煤氣)、液態(tài)(煤焦油)和固態(tài)(半焦和焦炭)。為此,熟悉煉焦生產(chǎn)工藝,有針對性地預防焦化工藝火災(zāi),是一項做好鋼鐵冶金企業(yè)火災(zāi)預防的重要消防監(jiān)督任務(wù)。
一、煉焦工藝生產(chǎn)過程中的火災(zāi)危險因素
1、焦化工藝備煤階段的火災(zāi)危險性
在焦化工藝的備煤階段,煤粉火災(zāi)危險性為丙類的可燃物質(zhì),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(zāi)危險性
煉焦階段中產(chǎn)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(fā)生火災(zāi);煤的成焦過程可分為干燥脫氣階段、解聚和分解反應(yīng)、半焦成焦炭三個階段。上述三個階段所析出的高溫氣體經(jīng)煉焦爐上的集氣管所收集到的氣體統(tǒng)稱為荒煤氣。
荒煤氣經(jīng)回收化學產(chǎn)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(zāi)危險性
凈化階段涉及的物質(zhì)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(zāi)危險性如下:
焦油:為可燃液體,火災(zāi)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(zhì)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(zāi)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(tǒng)容易產(chǎn)生負壓并滲入空氣,易引起爆炸造成火災(zāi)。
4、焦化生產(chǎn)中產(chǎn)生的明火、雷電及靜電能引起爆炸和火災(zāi)。
二、火災(zāi)預防對策
1、備煤階段火災(zāi)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(fā)生氧化自燃。
運煤系統(tǒng)的裝卸、貯配裝置、各轉(zhuǎn)運站等應(yīng)設(shè)置自然通風裝置;煤粉碎機室內(nèi)應(yīng)設(shè)機械除塵裝置,防止發(fā)生爆炸。
2、煉焦階段火災(zāi)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(chǎn)生。應(yīng)能自動放散。在焦爐地下室及煙道走道內(nèi)應(yīng)設(shè)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(qū)域設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和滅火裝置。
焦爐、粗苯管式爐等燃用煤氣的設(shè)備和管道設(shè)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(zāi)預防措施
凈化階段的甲、乙類火災(zāi)危險生產(chǎn)場所的設(shè)備和管道,應(yīng)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(yīng)設(shè)置阻火器。
4、防雷、防靜電、電氣設(shè)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(yīng)雷的措施為建筑物內(nèi)的設(shè)備管道構(gòu)架等主要金屬物,就近接至防直擊雷接地裝置或電器設(shè)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(zāi)危險環(huán)境中做靜電接地設(shè)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(nèi)的設(shè)備的防靜電接地利用電氣的保護接地裝置。
煤氣、苯類物質(zhì)的設(shè)備與管道均應(yīng)設(shè)置相應(yīng)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(chǎn)品導入管,防止油類等產(chǎn)品流動時產(chǎn)生靜電火花而引起火災(zāi)。在爆炸和火災(zāi)危險場所,要嚴格按照環(huán)境的危險類別或區(qū)域,配置相應(yīng)的電器設(shè)備的燈具,避免電氣火花引起火災(zāi)。