淺議煤氣發(fā)生爐的安全使用

常志光CHANG Zhi-guang

（山西省安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，太原 030002）

（Shanxi Safety Production Science Research Institute，Taiyuan 030002，China）

1 問題的提出

《發(fā)生爐煤氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50195-2013）已于2013年5 月1 日正式實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)是《發(fā)生爐煤氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50195-94）的修訂版。本次修訂的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是明確規(guī)定“壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發(fā)生爐水夾套，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼制壓力容器》GB150 的有關(guān)規(guī)定”[1]。

2 煤氣發(fā)生爐簡(jiǎn)介

煤氣發(fā)生爐是為化工、機(jī)械、冶金、建材、輕工、耐材等行業(yè)熱加工車間提供混合發(fā)生爐煤氣的設(shè)備，應(yīng)用廣泛。常見的煤氣發(fā)生爐有一段式發(fā)生爐和兩段式發(fā)生爐。一段煤氣發(fā)生爐設(shè)備簡(jiǎn)單，由爐體、水夾套、爐頂裝置、出渣系統(tǒng)組成，所產(chǎn)煤氣為熱粗煤氣，適應(yīng)于輸送距離不遠(yuǎn)，對(duì)煤氣的潔凈度要求不高的爐窯。兩段煤氣發(fā)生爐是在一段煤氣發(fā)生爐的基礎(chǔ)上增加一個(gè)干餾段，使煤在氣化之前通過充分干餾，兩段煤氣發(fā)生爐所產(chǎn)煤氣比較干凈，并且輸送距離長(zhǎng)，對(duì)煤質(zhì)的要求沒有一段爐高，不受場(chǎng)地限制，可進(jìn)行加壓后遠(yuǎn)距離輸送，應(yīng)用較為廣泛。水夾套是煤氣發(fā)生爐的關(guān)鍵部件之一，水夾套內(nèi)側(cè)是高溫的煤層，煤通過不完全燃燒產(chǎn)生煤氣，燃燒產(chǎn)生的熱量通過水夾套內(nèi)的水來(lái)冷卻。其主要作用是降低火層側(cè)壁溫度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；其次是置換顯熱，提供生產(chǎn)用蒸汽。根據(jù)煤氣發(fā)生爐型不同，水夾套通常有壓力容器型和常壓型兩種。通常，由于兩段式煤氣發(fā)生爐氣化壓力較高，探火孔汽封蒸汽壓力一般為0.294～0.326MPa，因此，兩段式煤氣發(fā)生爐水夾套為壓力容器型。

3 煤氣發(fā)生爐案例分析

煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)制造單位較多，有正規(guī)的、有資質(zhì)的大型機(jī)械制造廠，也有不正規(guī)的、無(wú)任何資質(zhì)的小廠，這些小廠不具備壓力容器制造資質(zhì)，生產(chǎn)的產(chǎn)品給煤氣發(fā)生爐的安全使用埋下了巨大安全隱患，煤氣發(fā)生爐安全生產(chǎn)事故時(shí)有發(fā)生。

如：案例一、1981年4 月24 日，河北省某縣化肥廠造氣工段煤氣爐發(fā)生爆炸事故，造成死亡3 人，重傷1 人，輕傷4 人，經(jīng)濟(jì)損失7.8 萬(wàn)元。經(jīng)事故調(diào)查分析，事故的主要原因之一是：該煤氣發(fā)生爐的技術(shù)資料和圖紙都是從其它地方購(gòu)買的，該設(shè)備12mm 厚的鋼板，只焊透3.6mm，也未進(jìn)行X 光射線檢測(cè)。案例二、1985年9 月2 日，秦皇島市某工廠煤氣發(fā)生爐發(fā)生爆炸，死亡8 人，經(jīng)濟(jì)損失10 萬(wàn)余元。經(jīng)事故調(diào)查分析，事故的主要原因之一是：操作工在排除下煤機(jī)故障時(shí)，煤氣發(fā)生爐水夾套發(fā)生嚴(yán)重缺水，操作工突然發(fā)現(xiàn)水夾套缺水，盲目向夾套注水，造成水夾套過熱鋼板遇冷急劇收縮而龜裂，在水夾套內(nèi)蒸汽急聚膨脹壓力作用下，使龜裂處撕開大的破口造成爆炸。而后夾套剩余的水和汽涌向爐內(nèi)遇到熾熱的燃燒層，產(chǎn)生了高壓蒸汽和水煤氣與爐內(nèi)炭火形成二次爆炸。此次事故造成如此嚴(yán)重?fù)p失，主要在于第二次爆炸。案例三、2003年9 月，某沿海城市一家民營(yíng)企業(yè)煤氣發(fā)生爐發(fā)生爆炸，死亡2 人。經(jīng)事故調(diào)查分析，事故的主要原因之一是：2 名操作工在上夜班時(shí)，因?yàn)樗畩A套產(chǎn)生蒸汽壓力高，汽包安全閥時(shí)常超壓打開，發(fā)出刺耳的聲音，兩人感覺很不適應(yīng)，其中甲說干脆把安全閥下的閥門關(guān)一些，可能聲音小些，另一位認(rèn)為可行，甲就將閥門關(guān)了幾圈，刺耳的聲音沒有了。但是危險(xiǎn)卻降臨了，由于安全閥無(wú)法泄壓，夾套承受壓力越來(lái)越高，最終發(fā)生了爆炸[2]。

4 煤氣發(fā)生爐安全運(yùn)行措施

通過上述案例可以看出，設(shè)備存在先天缺陷，無(wú)正規(guī)設(shè)計(jì)、制造單位，粗制濫造；操作失誤，不按照操作規(guī)程進(jìn)行操作等是煤氣發(fā)生爐水夾套發(fā)生爆炸事故的主要原因。根據(jù)筆者多年從事化工設(shè)備管理和檢修的經(jīng)驗(yàn)，從以下幾方面介紹煤氣發(fā)生爐水夾套爆炸的原因及防治措施。

4.1 設(shè)備存在先天缺陷，或檢修質(zhì)量不合格引起水夾套爆炸事故

4.1.1 爆炸原因 ①壓力大于等于0.1MPa 的水夾套，未按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼制壓力容器》GB150 進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造，存在先天不足，使用過程中導(dǎo)致爆炸。②設(shè)備檢修時(shí)，未按照壓力容器檢修要求對(duì)待，隨意進(jìn)行施工，造成水夾套焊接質(zhì)量低劣，使用過程中導(dǎo)致爆炸。

4.1.2 預(yù)防措施 ①壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發(fā)生爐水夾套嚴(yán)格按照《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG R0004-2009）、《鋼制壓力容器》（GB150）等進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)收，保證煤氣發(fā)生爐水夾套質(zhì)量符合承壓設(shè)備質(zhì)量要求[3]。②壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發(fā)生爐水夾套在設(shè)備檢修時(shí)，承壓部位水夾套的檢修應(yīng)嚴(yán)格按照壓力容器檢修的要求進(jìn)行：檢修單位應(yīng)取得壓力容器相應(yīng)制造資質(zhì)；焊工應(yīng)取得相應(yīng)特種設(shè)備焊接資質(zhì)；檢修焊接后應(yīng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)并合格，需要進(jìn)行熱處理時(shí)還應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。③此外，壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發(fā)生爐水夾套的日常使用管理工作中，設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照壓力容器的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行管理、使用，由專門檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)定期對(duì)承壓部位進(jìn)行檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷并對(duì)缺陷維修、處理，保證煤氣發(fā)生爐安全運(yùn)行。

4.2 無(wú)操作規(guī)程或不按照操作規(guī)程操作，操作工隨意對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作引發(fā)爆炸事故

4.2.1 爆炸原因 ①壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發(fā)生爐水夾套已屬于壓力容器范圍，但有的企業(yè)疏于對(duì)壓力容器的認(rèn)識(shí)，未制定《壓力容器操作規(guī)程》，操作人員隨意進(jìn)行壓力容器操作而引發(fā)爆炸事故。②企業(yè)有壓力容器操作規(guī)程，但操作規(guī)程無(wú)針對(duì)性、可操作性，使操作人員無(wú)可適從，隨意操作而引發(fā)爆炸事故。

4.2.2 預(yù)防措施 制定煤氣發(fā)生爐水夾套的《壓力容器操作規(guī)程》，操作人員嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，掌握好本崗位壓力容器操作程序和操作方法，并認(rèn)真填寫操作運(yùn)行記錄。

4.3 操作人員無(wú)壓力容器操作資質(zhì)證書，違章操作引發(fā)爆炸事故

4.3.1 爆炸原因 壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發(fā)生爐水夾套的壓力容器操作人員未經(jīng)質(zhì)監(jiān)部門培訓(xùn)，未取得《特種設(shè)備操作人員資質(zhì)證》，沒有壓力容器操作技能和工作經(jīng)驗(yàn)而引發(fā)爆炸事故。

4.3.2 預(yù)防措施 ①對(duì)于壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發(fā)生爐水夾套的操作人員，必須經(jīng)質(zhì)監(jiān)部門培訓(xùn)合格并取得《特種設(shè)備操作人員資質(zhì)證》方可上崗進(jìn)行操作。②操作人員操作期間應(yīng)堅(jiān)守崗位，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，嚴(yán)禁超壓、超負(fù)荷運(yùn)行。③點(diǎn)火前，認(rèn)真檢查水夾套進(jìn)出口閥門、蒸汽出口閥門是否完好，并保證進(jìn)出口水閥門開啟；正常運(yùn)行過程中，應(yīng)保證蒸汽出口閥門開啟、通暢。④水夾套應(yīng)按規(guī)定時(shí)間加水，避免斷水或水量不足；操作中密切注視水位變化，如確實(shí)斷水應(yīng)停爐待降溫后再慢慢加水，不可加水過急和直接補(bǔ)充冷水；如因泄漏缺水，可連續(xù)加水，暫時(shí)維持生產(chǎn)；如發(fā)現(xiàn)水夾套進(jìn)、出口閥未打開，應(yīng)按規(guī)定開啟，切不可盲動(dòng)。⑤嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程和交接班制度，不得在操作時(shí)擅自離崗。

4.4 煤氣發(fā)生爐水夾套無(wú)安全附件或安全附件不合格引發(fā)爆炸事故

4.4.1 爆炸原因 壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發(fā)生爐水夾套上未裝設(shè)壓力表和安全閥，或動(dòng)作不靈敏、失效，在出現(xiàn)超壓時(shí)，根本不能或不能正確指示其壓力和泄壓。

4.4.2 預(yù)防措施 水夾套應(yīng)安裝壓力表、安全閥等安全附件，并經(jīng)質(zhì)監(jiān)部門檢驗(yàn)合格后方可使用；安全附件應(yīng)定期檢驗(yàn)，確保靈敏、準(zhǔn)確，不合格者及時(shí)修復(fù)或更換。

[1]GB50195-2013，發(fā)生爐煤氣站設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2013年5 月第1 版.

[2]國(guó)內(nèi)外勞動(dòng)安全衛(wèi)生典型重大傷亡事故案例.北京：中國(guó)檢察出版社，1995年4 月第一版.

[3]TSG R0004-2009，固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].北京：新華出版社，2009年9 月第1 版.