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干式煤气柜泄漏及中毒事故预测后果分析 王宇新，黄 斌 ４ ０ １）１０５ （湖南有色金属研究院，湖南 长沙 摘 要：文章通过对煤气柜煤气泄漏及扩散范围的研究，利用相应的数学模型可以估算出 Ｃ 扩散Ｏ 影响的范围及相应的中毒人数，可以帮助企业了解煤气柜区域事故后果的影响范围，并对煤气柜这 种重大危险源的管理和控制有一个量的概念。 关键词：煤气柜；泄漏；中毒；重大危险源 中图分类号： ９５Ｘ６ 文献标识码：Ａ 文章编号：０３ ５０２０）３ ０２ ５１０ －５４（０８０ －０３ －０ 为了减少环境污染和节约资源，在现在的大中 型冶炼企业一般均设置了煤气柜，一方面可以减少 另一方面可以回收炼铁高炉有毒气体 Ｃ 的排放，Ｏ 及炼钢转炉中的煤气用来作为能源或发电的原料， 以达到资源综合利用目的。 煤气的主要成份为 Ｃ 和 Ｈ ， Ｏ的主要危害特Ｏ２Ｃ 点是中毒及燃爆， ２ 的主要危害特点是燃爆，因此Ｈ 一般炼钢企业气柜区的事故为中毒事故和燃爆事 故。根据对某企业气柜区过去十年中已发生的 １１ 起事故及发现的事故隐患分析情况来看，煤气泄漏 事故占了 ７ 因雷击而引起的燃烧事故只有 １起，起， 其中一起事因煤气泄漏而引起的中毒事故有 ３起， 故造成 ２ 余人中毒， ４有 起煤气泄漏事故由于当时０ 仪器报警及时采取了措施，消除了事故隐患，没有造 成严重后果。因此煤气中毒是气柜区最容易发生的 事故。 根据国家标准 Ｇ １２８ ２０ 《Ｂ ８１— ００ 重大危险源辩 识》煤气的两种主要成份均属于重大危险源的危险， 物质，而一般大中型企业的煤气柜容量均较大，达到 了重大危险源的临界值。煤气柜区中毒事故易发性 的特点，构成了安全生产的重大隐患，引起安全生产 领域的高度重视，并对大型煤气柜这种重大危险源 的管理和控制开展了广泛的研究工作。 煤气柜泄漏及中毒事故分为二步，第一步是泄 漏，第二步是 Ｃ 扩散导致周围人群中毒。Ｏ １ 煤气泄漏分析 煤气柜泄漏导致中毒的原因有多种，与所处环 境和使用的工艺及煤气组成成份有关，但现代炼钢 企业的煤气柜的工艺和所处环境大同小异，现在以 某炼钢企业为例进行分析。 １１ 煤气泄漏原因分析 某炼钢企业动力厂煤气柜区有一座 ５ ０ ３０００ｍ 转炉卷帘密封型煤气柜和一座 １０００ｍ 稀油密封５０ ３ 型高炉煤气柜。转炉煤气的成份为：一氧化碳（ ０６％ １％４、１％、～ ０ ）二氧化碳（０ ～１ ％） 氢气（ ％ ～２ ）７％ 、 甲烷（３ ～ ７ ）氧气（ ％ ～０８ ） 氮气（ ％２％ ２％ 、０３％ 、５ 一～ ％） 高 炉 煤 气 的 成 份 为： 氧 化 碳 （ ３ ～８ 等；２％ ３ ％）二氧化碳（０ ～２ ％） 氢气（ ％ ～２ ） 氧０、１％５、１％、 气（ ％ ～０８ ） 氮 气 （ ０ ～６ ％） 二 氧 化 硫０３％ 、５％０、 （ ０ ％ ～ １ ）００１００ ％ 等。 一般情况下，煤气柜区煤气泄漏的原因有以下 几点： 各处水封由于系１ 煤气设备和管道发生破损、 统压力突然升高，可能会造成跑煤气现象从而导致 操作人员煤气中毒。 阀门处密封不严密，煤气２ 加压机管道连接处、 泄漏有可能导致中毒事故。 遇煤气压力３ 煤气柜放散系统及燃烧放散管， 波动及自然气候的低气压天气，煤气放散管烧嘴因 故障熄灭，未能及时发现（排除）隐患，可能引起煤气 放散下风侧多人中毒的重大伤亡事故。 储存的气体对４ 煤气柜和管道都用钢材建设， 作者简介：王宇新（９２ ）男，主要从事安全管理及安全评１７ － ， 工程师， 价工作。 第３期 王宇新， 干式煤气柜泄漏及中毒事故预测后果分析等： 气体温度取常温 １  ， ２９６Ｋ６６℃ Ｔ＝ ８  值取 １４ｒ 将以上数值代入式（）１得： ３３ 气柜和管道有一定的腐蚀作用，在炼厂冶炼废气较 多的环境下，外部的 Ｓ ２ Ｈ Ｓ Ｃ ２均对钢结构有较Ｏ， ２ ， Ｏ 强的腐蚀作用，特别是 Ｓ ２腐蚀危害对钢结构有较Ｏ 大影响。除了大气和煤气中所带的腐蚀因素之外， 煤气柜体焊缝等处由于金属与金属、金属与非金属 因内外氧浓差不同形成浓差电池，缝隙内为阳极易 被腐蚀产生泄漏。大部分冶炼厂中的煤气柜系统均 需隔一到二年即进行防腐蚀处理，否则将会因为腐 蚀而出现煤气到处泄漏的情况。 １２ 煤气泄漏过程研究 气体或蒸汽经小孔泄漏，因压力降低而膨胀，该 过程可视为绝热过程。假设气体符合理想气体状态 方程，则根据柏努利方程可推导出如下的气体泄漏 公式： －ｒＭ ２ ｒ１ （）Ｑ＝Ｃ Ａ１ｄＰ Ｒ ｒ１Ｔ＋ 式中 Ｑ 为气体泄漏流量 ／ｇｓ１ Ｃ 为排放系数，·当ｋ －； ｄ ｒ１＋ Ｑ＝ ０