2012年7月。
第一章煤气种类及特性。
第一节煤气的种类。
工业上所讲的煤气,是指含有h2、ch4和co等多种可燃气体成份的混合气体。
我国煤气种类是按其形成原因进行分类的,包括天然气、人工煤气、液化石油气三种。
天然气的主要成份是甲烷(ch4),按其含量的不同,天然气又分为气油气(纯天然气)、油田伴生气和煤矿矿井气三种。
人工煤气主要成份是一氧化碳(co),按照制气原料和方法的不同,又分为三种:
1、固体燃料干馏煤气,如焦炉煤气;
2、固体燃料气化煤气,如水煤气;
3、油制气。
液化石油气是开采和特制石油过程中的副产品,主要组成成份有丙烷、丙烯、正异丁烷、正异丁烯。
工业煤气主要指的是人工煤气,如高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气,发生炉煤气、铁合金炉煤气。
第二节煤气的性质。
一、煤气成份。
二、煤气的理化性质。
高炉煤气特点表现在以下三方面:
1、含有co等可燃物质,有剧毒却无色无味,比重接近空气比重;
2、热值较低、燃烧温度也低,**下限较高;
3、煤气中含有大量水份(一般为50 - 80g/m3),水份能降低煤气热值,在流速较快的情况下进入燃烧室还可引发**事故。
焦炉煤气特点表现在以下三方面:
1、含co有毒,还含有氨和苯等有毒气体,但有焦油味,比重较轻;
2、易燃易爆,**下限极低,一旦泄漏与空气中的o2混合极易形成**性混合气体;
3、热值高,由于煤气中h2、ch4和cmhn的含量之和高达80.2% -88.6%,因此有很高的热值。
转炉煤气特点表现在以下三方面:
1、co含量较高,剧毒;
2、无色无味;
3、比重略重于空气比重,泄漏后不易上升扩散而附着在地表。
第三节煤气的危害。
一、中毒。煤气中的co成份,是造**身煤气中毒的根本性成份。
基本概念是: 煤气中毒 = 一氧化碳中毒。
co气体对人体的危害属于血液窒息性气体,少量的co气体存在被人体吸入,便可对人体各组织器官造成损害,而煤气中的co含量都比较高,大大超出了人体的所能承受的极限。
二、着火和**。
煤气是由一些单一气体混合而成,分为可燃气体、不可燃气体和助燃气体三部分。成份分别是:
可燃气体成份:co、h2、ch4、cmhn
不可燃气体成份:co2、n2
助燃气体成份:o2
煤气中可燃气体成份是形成煤气着火和**的成份,可燃气体成份一旦与空气中的氧混合达到一定比例时,在无限空间遇火源可发生着火事故,在局限空间内遇火源可发生**事故。
三、腐蚀和磨损。
1、腐蚀。煤气中的硫化氢(h2s) 、二氧化碳(co2)及氧气(o2),是煤气设备设施产生腐蚀性的主要成份。因为h2s、co2在水中呈酸性, o2在水中则具有氧化性腐蚀,所以降低煤气中的水份,是减轻煤气对设备管道腐蚀的基本方法。
2、磨损。煤气中的含尘量在荒煤气时较高,干式除尘后的含尘量也在10% -15%以上,在流速的驱动下,能对设备和管道的拐弯部位和煤气流动易产生摩擦的部位造成磨损,使壁厚变薄甚至出现孔洞,煤气外泄。设计上的合理性是减轻煤气磨损的根本方法。
第二章煤气常用的计算及概念。
第一节煤气浓度的表示方法及相互换算。
一、煤气浓度的表示方法。
1、重量、体积混合表示法。用每立方米空气中含有煤气的毫克数表示。符号:mg/m3
2、体积表示法。用每立方米空气中含有煤气的毫升数表示。因为一立方米等于一百万毫升,故常用百万分数表示。符号:ppm
二、相互换算。
1、 mg/m3 与 ppm 的相互换算。可通过摩尔体积和一氧化碳的分子量进行换算。
换算公式:mg/m3=m×ppm 或 ppm=mg/m3×22.4
22.4m式中:m ——一氧化碳的分子量,m=28
22.4 ——分子摩尔体积
计算要快捷,可用比值的方法进行计算。
比值为:1:0.8 mg/m3=1 ppm=0.8
2、体积百分数与mg/m3的换算。
换算公式:mg/m3=c×28×10 ×103 或 c= m × 22.4 ×﹪
式中:c=气体百分比浓度(当0.01%时,只取0.01);
m= mg/m3;
28=一氧化碳分子量; 22.4=分子摩尔体积; 10=常数。
3、体积百分数与ppm的换算。
换算公式:ppm=c×106 或 c=ppm×100 ×﹪
式中:c ——体积百分数。
4、不同单位表示同一数值的对照: 30mg/m3 = 24ppm = 0.0024%
三、煤气卫生标准。
一氧化碳co 最高容许浓度 30mg/m3
甲烷ch4 空气中浓度才有毒 25-30%
硫化氢h2s 最高容许浓度 10mg/m3
苯c6h6(皮) 最高容许浓度 40mg/m3
二氧化碳co2 空气中浓度有危险 1.25%
氧气o2 空气中浓度不低于 18%
第二节煤气安全常用的符号和名词解释。
一、符号。1、气体类。
一氧化碳:co 二氧化碳:co2 氢气:h2 氮气:n2
氧气:o2 甲烷:ch4 碳氢化合物:cmhn 硫化氢:h2s
氨:nh3 苯:c6h6
2、单位类。
重量、体积混合表示法:mg/m3 体积表示法: ppm
体积百分数表示法:﹪ 速度:m/s 温度(摄氏度):℃
压力表示法:
① 工程上一般用公斤力来表示压力,通常简称为公斤:1kgf(1kg)
② 帕:pa千帕: kpa兆帕: mpa
换算关系如下: 1kgf(1kg) =100000pa = 100 kpa = 0.1 mpa
二、名词解释。
1、名称类。
煤气:泛指一般的可燃气体。通常指由固体燃料(或重油)经干馏、气化或其它方法所获得的气体产物,主要成份为可燃气体。
燃气:可燃气体的概称。也可指燃料燃烧后的高温气体。
温度:温标上的标度,表示物体冷热程度的物理量。物体温度的升高或降低,标志着物体内部分子热运动平均动能的增加或减少。
压力:也称压强。单位面积上受到的垂直作用力,称为压力。气体的压力是分子紊乱运动对器壁频繁撞击的结果,其法定计量单位为帕[斯卡](pa)。
表压力:以大气压力为基准算起的压力称表压力(表压),又称相对压力、计算压力。压力计测得的压力值一般是表压力。
比重:煤气的质量与同等体积空气的质量之比。这时“比重”没有量纲,因而没有单位。
介质:即媒介。物体系统在其间存在或物理过程(如力和能量的传递)在其间进行的物质。介质也可泛指一般物质。
强度试验:为鉴定计算压力≥0.1mpa的煤气管道和设施在工作压力下能否产生不正常位移、变形、倒塌,以确保投运时的安全,需要在气密性试验前做强度试验。
气密性试验:为确保煤气管道和实施有较高的密封性,需要在投运前按照国标《工业企业煤气安全规程》的规定,对煤气管道和设施做气密性试验。要求气密性试验的压力不应高于强度试验压力。
可靠隔断装置:凡在系统无异常状况下,处于关闭、封止状态,其承受介质压力在设计允许范围,具有煤气不泄漏到隔断区域功能的装置称为“煤气可靠隔断装置”。
目前,煤气可靠隔断装置只有(5种):
1、插板(预压式插板、叶形插板);
2、蝶阀或闸阀加水封;
3、密封蝶阀或闸阀加眼睛阀;
4、盲板。5、双板切断阀(平行双闸板切断阀、nk阀)。
可靠接地:为防止煤气管道及其它设施因雷击、带电产生火花导致煤气着火和**事故,必须可靠接地。对地电阻不得超过10ω,煤气管道在300m范围内至少设置一处接地装置。
水封击穿:当煤气压力超过排水器或水封器的有效高度(实际水封液面高度)时,水封作用失效,煤气冒出水封液面外泄,或进入被封止区域的现象。
煤气排水器(也称冷凝水排水器):由于煤气一般都处于水气饱和或含湿较高的状况下输送,且因管壁散热使温度渐降,部分水气凝结成水,并有酚、氰、萘、焦油、尘粒等随水沉降,如不排除,将使管道载荷过重而坍塌、折断,造成严重事故。因此必须设置冷凝水排水器,并使其始终处于有效排放状况,同时又要能有效地封住煤气,防止煤气外泄或水封被击穿。
煤气排水器分为单式和复式两种。
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