浅议煤气发生炉的安全使用

摘要： 通过煤气发生炉事故案例分析，对水夹套压力大于等于0.1MPa煤气发生炉安全运行提出具体措施。

关键词： 煤气发生炉；安全；运行

中图分类号：TQ54 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0311-02

1 问题的提出

《发生炉煤气站设计规范》（GB50195-2013）已于2013年5月1日正式实施，该标准是《发生炉煤气站设计规范》（GB50195-94）的修订版。本次修订的一项重要内容就是明确规定“压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套，应符合现行国家标准《钢制压力容器》GB150的有关规定”[1]。

2 煤气发生炉简介

煤气发生炉是为化工、机械、冶金、建材、轻工、耐材等行业热加工车间提供混合发生炉煤气的设备，应用广泛。常见的煤气发生炉有一段式发生炉和两段式发生炉。一段煤气发生炉设备简单，由炉体、水夹套、炉顶装置、出渣系统组成，所产煤气为热粗煤气，适应于输送距离不远，对煤气的洁净度要求不高的炉窑。两段煤气发生炉是在一段煤气发生炉的基础上增加一个干馏段，使煤在气化之前通过充分干馏，两段煤气发生炉所产煤气比较干净，并且输送距离长，对煤质的要求没有一段炉高，不受场地限制，可进行加压后远距离输送，应用较为广泛。水夹套是煤气发生炉的关键部件之一，水夹套内侧是高温的煤层，煤通过不完全燃烧产生煤气，燃烧产生的热量通过水夹套内的水来冷却。其主要作用是降低火层侧壁温度，延长设备使用寿命；其次是置换显热，提供生产用蒸汽。根据煤气发生炉型不同，水夹套通常有压力容器型和常压型两种。通常，由于两段式煤气发生炉气化压力较高，探火孔汽封蒸汽压力一般为0.294～0.326MPa，因此，两段式煤气发生炉水夹套为压力容器型。

3 煤气发生炉案例分析

煤气发生炉生产制造单位较多，有正规的、有资质的大型机械制造厂，也有不正规的、无任何资质的小厂，这些小厂不具备压力容器制造资质，生产的产品给煤气发生炉的安全使用埋下了巨大安全隐患，煤气发生炉安全生产事故时有发生。

如：案例一、1981年4月24日，河北省某县化肥厂造气工段煤气炉发生爆炸事故，造成死亡3人，重伤1人，轻伤4人，经济损失7.8万元。经事故调查分析，事故的主要原因之一是：该煤气发生炉的技术资料和图纸都是从其它地方购买的，该设备12mm厚的钢板，只焊透3.6mm，也未进行X光射线检测。案例二、1985年9月2日，秦皇岛市某工厂煤气发生炉发生爆炸，死亡8人，经济损失10万余元。经事故调查分析，事故的主要原因之一是：操作工在排除下煤机故障时，煤气发生炉水夹套发生严重缺水，操作工突然发现水夹套缺水，盲目向夹套注水，造成水夹套过热钢板遇冷急剧收缩而龟裂，在水夹套内蒸汽急聚膨胀压力作用下，使龟裂处撕开大的破口造成爆炸。而后夹套剩余的水和汽涌向炉内遇到炽热的燃烧层，产生了高压蒸汽和水煤气与炉内炭火形成二次爆炸。此次事故造成如此严重损失，主要在于第二次爆炸。案例三、2003年9月，某沿海城市一家民营企业煤气发生炉发生爆炸，死亡2人。经事故调查分析，事故的主要原因之一是：2名操作工在上夜班时，因为水夹套产生蒸汽压力高，汽包安全阀时常超压打开，发出刺耳的声音，两人感觉很不适应，其中甲说干脆把安全阀下的阀门关一些，可能声音小些，另一位认为可行，甲就将阀门关了几圈，刺耳的声音没有了。但是危险却降临了，由于安全阀无法泄压，夹套承受压力越来越高，最终发生了爆炸[2]。

4 煤气发生炉安全运行措施

通过上述案例可以看出，设备存在先天缺陷，无正规设计、制造单位，粗制滥造；操作失误，不按照操作规程进行操作等是煤气发生炉水夹套发生爆炸事故的主要原因。根据笔者多年从事化工设备管理和检修的经验，从以下几方面介绍煤气发生炉水夹套爆炸的原因及防治措施。

4.1 设备存在先天缺陷，或检修质量不合格引起水夹套爆炸事故

4.1.1 爆炸原因 ①压力大于等于0.1MPa的水夹套，未按照国家标准《钢制压力容器》GB150进行设计、制造，存在先天不足，使用过程中导致爆炸。②设备检修时，未按照压力容器检修要求对待，随意进行施工，造成水夹套焊接质量低劣，使用过程中导致爆炸。

4.1.2 预防措施 ①压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套严格按照《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0004-2009）、《钢制压力容器》（GB150）等进行设计、制造、验收，保证煤气发生炉水夹套质量符合承压设备质量要求[3]。②压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套在设备检修时，承压部位水夹套的检修应严格按照压力容器检修的要求进行：检修单位应取得压力容器相应制造资质；焊工应取得相应特种设备焊接资质；检修焊接后应进行无损检测并合格，需要进行热处理时还应进行消除应力热处理。③此外，压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套的日常使用管理工作中，设备应严格按照压力容器的有关规定进行管理、使用，由专门检验机构定期对承压部位进行检验，及时发现设备缺陷并对缺陷维修、处理，保证煤气发生炉安全运行。

4.2 无操作规程或不按照操作规程操作，操作工随意对设备进行操作引发爆炸事故

4.2.1 爆炸原因 ①压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套已属于压力容器范围，但有的企业疏于对压力容器的认识，未制定《压力容器操作规程》，操作人员随意进行压力容器操作而引发爆炸事故。②企业有压力容器操作规程，但操作规程无针对性、可操作性，使操作人员无可适从，随意操作而引发爆炸事故。

4.2.2 预防措施 制定煤气发生炉水夹套的《压力容器操作规程》，操作人员严格按照操作规程进行操作，掌握好本岗位压力容器操作程序和操作方法，并认真填写操作运行记录。

4.3 操作人员无压力容器操作资质证书，违章操作引发爆炸事故

4.3.1 爆炸原因 压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套的压力容器操作人员未经质监部门培训，未取得《特种设备操作人员资质证》，没有压力容器操作技能和工作经验而引发爆炸事故。

4.3.2 预防措施 ①对于压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套的操作人员，必须经质监部门培训合格并取得《特种设备操作人员资质证》方可上岗进行操作。②操作人员操作期间应坚守岗位，严格按照操作规程进行操作，严禁超压、超负荷运行。③点火前，认真检查水夹套进出口阀门、蒸汽出口阀门是否完好，并保证进出口水阀门开启；正常运行过程中，应保证蒸汽出口阀门开启、通畅。④水夹套应按规定时间加水，避免断水或水量不足；操作中密切注视水位变化，如确实断水应停炉待降温后再慢慢加水，不可加水过急和直接补充冷水；如因泄漏缺水，可连续加水，暂时维持生产；如发现水夹套进、出口阀未打开，应按规定开启，切不可盲动。⑤严格执行操作规程和交接班制度，不得在操作时擅自离岗。

4.4 煤气发生炉水夹套无安全附件或安全附件不合格引发爆炸事故

4.4.1 爆炸原因 压力大于等于0.1MPa的煤气发生炉水夹套上未装设压力表和安全阀，或动作不灵敏、失效，在出现超压时，根本不能或不能正确指示其压力和泄压。

4.4.2 预防措施 水夹套应安装压力表、安全阀等安全附件，并经质监部门检验合格后方可使用；安全附件应定期检验，确保灵敏、准确，不合格者及时修复或更换。

参考文献：

[1]GB50195-2013，发生炉煤气站设计规范[S].北京：中国计划出版社，2013年5月第1版.

[2]国内外劳动安全卫生典型重大伤亡事故案例.北京：中国检察出版社，1995年4月第一版.

[3]TSG R0004-2009，固定式压力容器安全技术监察规程[S].北京：新华出版社，2009年9月第1版.