煤氣防爆區(qū)域劃分技術報告書

XXX有限公司煤氣防爆區(qū)域劃分技術報告書目錄1礦熱爐配套的煤氣系統(tǒng)情況..................................11.1煤氣工藝及輸配建設情況..................................11.2礦熱爐煤氣分析..........................................32爆炸性氣體（煤氣）環(huán)境劃分及分析..........................42.1煤氣爆炸危險區(qū)域劃分....................................42.2可燃性氣體分級、分組....................................73安全對策措施整改及建議....................................83.1其他相對封閉的建（構）筑物內(nèi)爆炸危險區(qū)域................83.2其他安全上的建議........................................94報告引用標準和規(guī)范性文件.................................115附件...................................................12前言有限公司（以下簡稱“XXX公司”）于XXX年11月由XXX市XXX礦業(yè)（集團）有限公司、XXXXXXXXX電力有限公司等出資組建。XXX公司位于XXXXXX再生有色金屬特色產(chǎn)業(yè)園，法定代表人為XXX，公司占地面積約萬m2。主要經(jīng)營硅系列合金、錳系列合金及多元合金和復合合金、氧化鋁、棕剛玉、爐渣、石灰的生產(chǎn)和銷售。公司現(xiàn)有員工800人，設置專業(yè)的煤氣管理機構凈化車間，配置煤氣管理和操作人員62人；建立了專門的安全管理機構安全環(huán)?？?，配置了專職安全管理人員8人。該公司于XXX年7月新建年產(chǎn)50萬噸鐵合金生產(chǎn)裝置，包括1×65m2焙燒機、7×36MVA錳硅合金密閉式礦熱爐、1×36MVA密閉式高碳錳鐵礦熱爐及其配套設施。主要生產(chǎn)錳硅合金、高碳錳鐵合金和中低碳錳鐵合金等產(chǎn)品。目前該項目通過驗收，并正常運行。礦熱爐配套的煤氣系統(tǒng)各作業(yè)區(qū)域爆炸危險環(huán)境未能確定，XXX公司特委托XXXXXX科技有限公司（以下簡稱“我公司”）對其礦熱爐配套的煤氣系統(tǒng)的爆炸危險環(huán)境進行劃分和隱患問題整改進行技術上指導。接到委托后，我公司組建了技術服務專家小組（XXX、XXX），于XXX年3月31日到公司煤氣系統(tǒng)各作業(yè)區(qū)域實地勘察，調閱相關的技術資料。并與XXX公司安全環(huán)保科有關工程技術人員進行了技術交流。第1頁1礦熱爐配套的煤氣系統(tǒng)情況1.1煤氣工藝及輸配建設情況1.1.1煤氣凈化工藝目前，XXX公司共配備8臺礦熱爐，每臺礦熱爐煤氣凈化系統(tǒng)配荒煤氣風機和凈煤氣風機各一臺，核定處理風量10000～16000Nm3/h，風機風壓：10～15Kpa，配套電機為YB2系列防爆隔爆型三相異步電機，電機功率：200kW，電機電壓：380v，變頻調節(jié)；電機防護等級為IP54，絕緣等級F級。礦熱爐產(chǎn)生的尾氣（荒煤氣）經(jīng)由水冷煙道進入一、二級除塵器進行重力除塵，將煙氣中50％的大顆粒粉塵和焦油捕集下來。重力除塵后的尾氣（荒煤氣）進入三、四級重力除塵直接降溫，使荒煤氣溫度降至200～280℃之間。此時，可將煙氣中25％的大顆粒粉塵和焦油捕集下來。煤氣凈化流程圖見下圖。礦熱爐尾氣1～4級重力除塵器灰倉密閉埋刮板輸送機凈煤氣送至各凈煤氣風機布袋除塵器粗煤氣風機用戶點圖1.1-1煤氣凈化流程圖1.1.2工藝說明煤氣凈化裝置設置一臺粗煤氣風機，保證礦熱爐爐內(nèi)壓力（-5pa～+5pa）穩(wěn)定的同時，克服煙道一至四級重力除塵器造成的降壓，又能為后面的布袋除塵器提供足夠正壓。粗煤氣風機后設置四個正壓布袋除塵器對荒煤氣進行再除塵，凈化后第2頁的凈煤氣經(jīng)凈煤氣風機加壓（壓力保證在2～10kpa）后可進行煤氣回收或點燃操作。布袋除塵器除塵效率達到99.9%，凈化后煤氣粉塵含量＜20mg/Nm3。布袋采用耐高溫氟美斯覆膜布袋，除塵器上部裝有反吹裝置，物質循環(huán)對布袋反吹清洗，除塵器下部設有氮氣進口裝置。礦熱爐尾氣（荒煤氣）經(jīng)水冷煙道進入一級重力除塵之前管道上設O、2CO及H分析儀(氫氧分析儀)，若O含量小于2%，則煤氣進入凈化除塵系統(tǒng)，2 2否則進行放散。當H≥8%、O≥2%等氣體含量超過報警界限時，中控室操作2 2臺上的聲光報警裝置開始報警，同時，整套系統(tǒng)自動停止運行。煤氣凈化工藝圖見本報告附件1。1.1.3煤氣輸配管線建設情況煤氣管道敷設整體采用架空敷設。主管道長度約1000m，凈化車間出來6根支管每根39m，原料車間支管接主管長度為800m。管道設計壓力7.5～10Kpa，實際運行壓力5.5～6.5Kpa。主管管徑為DN600～1400。1.1.4管道附屬設施設置情況凈化煤氣由支管接入主管并輸送到各個用氣部門。其中6#和7#凈化后，2#和3#凈化后合并輸出，其余支管直輸出到主管，再輸送到各用戶。每個分配支管引接處，設置以電動蝶閥與盲板閥組合的可靠的隔斷裝置。XXX公司主要的煤氣作業(yè)區(qū)域情況見下表。表1.1-1煤氣作業(yè)區(qū)域情況一覽表序號所在位置設施設置情況管理管道承受壓力實際壓力部門KPaKPa1冶煉車間（1-8#）應急管道氣動閥門冶煉7.5～105.5～6.5礦熱爐5樓車間2冶煉車間（1-4#）水冷煙道氣動閥、手動插板凈化7.5～105.5～6.5礦熱爐4樓閥車間3冶煉車間（5-8#）水冷煙道電動閥、手動插板凈化7.5～105.5～6.5礦熱爐4樓閥車間4凈化車間（1-8#（1-4#）布袋倉反沖蝶閥凈化7.5～105.5～6.5凈化）5樓車間5凈化車間（1-8#凈氣風機1#電動盲板閥、1#凈化7.5～105.5～6.5凈化）3樓電動蝶閥車間第3頁序號所在位置設施設置情況管理部門6凈化車間（1-4#2#電動蝶閥、2#電動盲板閥、凈化凈化）3樓檢修水封車間7凈化車間（5-8#2#電動蝶閥、2#電動盲板閥、凈化凈化）3樓3#電動蝶閥、檢修水封車間8凈化車間（1-8#氫氧分析室凈化凈化）2樓車間9凈化車間（2#、8#電動蝶閥、電動盲板閥凈化凈化）2樓車間10礦熱爐（2#、8#）手動閥門、電動快速自動切凈化1樓烤包器斷閥車間5#公路與4#公路凈化11交叉處（塊礦烘干電動盲板閥、電動蝶閥車間窯支管）1218#公路與焦碳烘電動盲板閥、電動蝶閥凈化干支管處車間13焦碳烘干窯入口電動盲板閥、電動蝶閥原料車間14塊礦烘干窯入口電動盲板閥、電動蝶閥原料車間159#公路支管道（燒電動蝶閥、電動盲板閥、電凈化結）動蝶閥車間16原料車間燒結2電動盲板閥、電動蝶閥原料樓車間1718#公路與9#公路主管道電動盲板閥、電動蝶凈化交叉處閥車間18發(fā)電車間高位水主管道電動盲板閥、電動蝶發(fā)電池閥、電動盲板閥車間19發(fā)電車間鍋爐入主管道電動盲板閥、電動蝶發(fā)電口閥、電動盲板閥車間注：①氫氧分析室煤氣管道從凈化風機入口接入

管道承受壓力 實際壓力KPa KPa7.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.57.5～10 5.5～6.51.2礦熱爐煤氣分析煤氣為礦熱爐副產(chǎn)品，用于余熱發(fā)電、焙燒機點火爐、錳礦烘干窯和焦炭烘干窯、烤包器等作為加熱燃料，其主要危害成分為CO。凈化后礦熱爐煤氣主要組分為CO（70～75%）、CO、N、CH、H。煤氣組分比例如表22421.2-1所示。表1.2-1爐氣組分表組成COHCOCHON22422體積百分比（%）70～754～66～103～50.5～1.59～11第4頁2爆炸性氣體（煤氣）環(huán)境劃分及分析2.1煤氣爆炸危險區(qū)域劃分在生產(chǎn)、加工、處理、轉運或貯存過程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)下列爆炸性氣體混合物環(huán)境之一時，應進行爆炸性氣體環(huán)境的電力裝置設計:①在大氣條件下，可燃氣體與空氣混合形成爆炸性氣體混合物；②閃點低于或等于環(huán)境溫度的可燃液體的蒸氣或薄霧與空氣混合形成爆炸性氣體混合物；③在物料操作溫度高于可燃液體閃點的情況下，當可燃液體有可能泄漏時，可燃液體的蒸氣或薄霧與空氣混合形成爆炸性氣體混合物。爆炸性氣體環(huán)境應根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)，分區(qū)應符合下列規(guī)定：（1）0區(qū)應為連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境；（2）1區(qū)應為在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境；（3）2區(qū)應為在正常運行時不太可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。根據(jù)現(xiàn)場對XXX公司18處煤氣作業(yè)區(qū)域進行查看。除表1中冶煉車間（1～8#礦熱爐）5樓（應急管道氣動閥門）、冶煉車間（1～8#）礦熱爐4樓（水冷煙道氣動閥、手動插板閥）、礦熱爐（2#、8#）1樓爐前區(qū)烤包器、凈化車間（1～8#凈化）2樓（氫氧分析室）等處處于相對封閉的建（構）筑物內(nèi)。其余各處位于敞開式框架結構內(nèi)（含棚架）和露天場所注1。根據(jù)《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058-XXX）第3.2.1條要求，上述18處煤氣作業(yè)工段（點）可劃分為危險區(qū)域劃分為2區(qū)或非爆炸危險環(huán)境。2.1.1冶煉區(qū)域處于冶煉車間（1～8#礦熱爐）5樓（應急管道氣動閥門）、冶煉車間（1～8#）礦熱爐4樓（水冷煙道氣動閥、手動插板閥）、礦熱爐（2#、8#）第5頁1樓爐前區(qū)烤包器等區(qū)域的煤氣設施及其管道閥門（含法蘭等）外緣外3m范圍內(nèi)為：2區(qū)。2.1.2煤氣主輸送管道露天敷設的煤氣管道上的蝶閥、閘閥和球閥（其后無盲板及盲板閥）電動設施可按照無爆炸環(huán)境確定。敞開式框架結構（含棚架）內(nèi)的煤氣管道上閥門或閥組的電動設施按2區(qū)防爆設計。正壓設備設施或管線的蝶閥、閘閥和球閥是使用法蘭連接，設備設施運行期間，意外情況下可能發(fā)生煤氣泄漏，與空氣混合形成爆炸性混合氣體，因此架空敷設的煤氣管道上的蝶閥、閘閥和球閥的3m區(qū)域內(nèi)應劃分為爆炸危險環(huán)境，其電動設施應考慮防爆設計。煤氣管道放散管、煤氣排水器均潛在煤氣泄漏的風險，其區(qū)域應劃為危險爆炸區(qū)域2區(qū)。2.1.3凈化區(qū)域對封閉的建筑物內(nèi)的煤氣管道的閥門（含閥組和法蘭）、煤氣凈化（或設施）設備外緣外3.m范圍內(nèi)區(qū)域應劃分為：2區(qū)。凈化車間（1～8#凈化）2樓（氫氧分析室）可劃為非防爆區(qū)域。其劃分的參考依據(jù)HG/T20516-XXX第7章的內(nèi)容。但該區(qū)域必須設置應設置有毒氣體檢測報警器。引氣脈沖管及存在排放可燃氣的實際而情況確定。2.1.4燒結區(qū)域、發(fā)電區(qū)域、烘干窯區(qū)域等區(qū)域煤氣管道的法蘭、閥門等管道附件的外緣外3.0m范圍內(nèi)應劃2區(qū)。燒結、烘干窯的燒嘴4.5m范圍內(nèi)應劃爆炸危險區(qū)域2區(qū)。2.1.5爆炸危險區(qū)域劃分表詳細的爆炸危險區(qū)域見下表。表2.1-1爆炸危險區(qū)域劃分一覽表序號所在位置設施設置情況管理爆炸危險區(qū)域范圍（m）部門1冶煉車間（1-8#）應急管道氣動閥門冶煉非危險區(qū)域——第6頁序號所在位置設施設置情況管理爆炸危險區(qū)域范圍（m）部門礦熱爐5樓車間冶煉車間（1-4#）水冷煙道氣動閥、手動插板凈化礦熱爐4樓閥車間冶煉車間（5-8#）水冷煙道電動閥、手動插板凈化礦熱爐4樓閥車間4凈化車間（1-8#（1-4#）布袋倉反沖蝶閥凈化凈化）5樓車間5凈化車間（1-8#凈氣風機1#電動盲板閥、1#凈化凈化）3樓電動蝶閥車間6凈化車間（1-4#2#電動蝶閥、2#電動盲板閥、凈化凈化）3樓檢修水封車間7凈化車間（5-8#2#電動蝶閥、2#電動盲板閥、凈化凈化）3樓3#電動蝶閥、檢修水封車間8凈化車間（1-8#氫氧分析室凈化凈化）2樓車間9凈化車間（2#、8#電動蝶閥、電動盲板閥凈化凈化）2樓車間10礦熱爐（2#、8#）手動閥門凈化1樓烤包器電動快速自動切斷閥車間5#公路與4#公路電動蝶閥、電動盲板閥凈化11交叉處（塊礦烘干電動蝶閥車間窯支管）1218#公路與焦碳烘電動蝶閥、電動盲板閥凈化干支管處電動蝶閥車間13焦碳烘干窯入口電動蝶閥、電動盲板閥原料電動蝶閥車間14塊礦烘干窯入口電動蝶閥、電動盲板閥原料電動蝶閥車間159#公路支管道（燒電動蝶閥、電動盲板閥凈化結）電動蝶閥車間16原料車間燒結2電動蝶閥、氣動閥原料樓手動閥門車間1718#公路與9#公路主管道電動盲板閥凈化交叉處車間18發(fā)電車間高位水主管道電動盲板閥發(fā)電池電動蝶閥、電動盲板閥車間19發(fā)電車間鍋爐入主管道電動盲板閥發(fā)電口電動蝶閥、電動盲板閥車間20煤氣管道放散管、————煤氣排水器21燒結、烘干窯的燒————嘴

非危險區(qū)域——非危險區(qū)域——2區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)3非危險區(qū)域—2區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)32區(qū)4.5注：引用標準《鋼鐵企業(yè)煤氣儲存和輸配系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB51128-2015）表9.1.2；《鋼鐵冶金企業(yè)設計防火標準》（GB50414-2018）附錄B。表中1到3項位于負壓段，可劃為非危險區(qū)域。第7頁1：在露天場所，自然通風通常足以確保消散場所中出現(xiàn)的任何爆炸環(huán)境。自然通風在某些戶內(nèi)場所（例如，在墻壁上和/或房頂上有開口的建筑物）也可以有效。對于戶外場所，一般情況下通風宜假設最小風速為0.5m/s，并且實際上連續(xù)存在。在很多場所風速經(jīng)常會超過2m/s，但在某些特殊情況，可能低于0.5m/s（例如，在接近地面的位置）。自然通風的舉例：——露天場所，如在石油和化工企業(yè)中典型的露天場所，如敞開式結構、管道架、泵臺架以及類似處所；——敞開式建筑物，考慮到涉及的氣體（或）蒸汽的相對密度，在建筑物的壁上或屋頂開口處，其尺寸保證建筑物內(nèi)部通風效果等效于露天場所?！浅ㄩ_式建筑物，建有永久性開口，使其具有自然通風的條件（一般低于敞開式建筑物的通風效果）。2.2可燃性氣體分級、分組對照《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058-XXX）附錄C可燃性氣體或蒸氣爆炸性混合物分級、分組對CO分級、分組確定。CO分級、分組情況見下表。表2.2-1CO的分級、分組表引燃溫引燃溫閃點爆炸上下限物質名稱分子式級別相對密度度組別度（℃）（℃）下限上限一氧化碳COⅡAT1610氣態(tài)12.5074.000.97注：相對密度為參考數(shù)值。第8頁3安全對策措施整改及建議根據(jù)前1、2章的說明和分析，結合XXX公司現(xiàn)場實際情況，形成如下安全對策措施及建議：3.1其他相對封閉的建（構）筑物內(nèi)爆炸危險區(qū)域冶金企業(yè)副產(chǎn)煤氣不僅可燃而且有毒，如煤氣中的職業(yè)接觸限值：PC-TWA(時間加權平均容許度)為20mg/m3；PC-STEL(短時間接觸容許濃度)為30mg/m（324ppm）。，而一氧化碳與空氣混合的爆炸極限為12.5%～74%。，即中毒的濃度遠比爆炸下限低2個～3個數(shù)量級注2。XXX公司應現(xiàn)場設置固定式一氧化碳監(jiān)測報警裝置?；谏鲜隹紤]，提出如下建議：（1）煤氣凈化設備外緣外3.m范圍內(nèi)不得安裝電器設備及線路。如工藝上必須安裝電氣設備，其爆炸性環(huán)境內(nèi)電氣設備保護級別（EPL）選用Ga、Gb或者Gc，電氣設備溫度組別為T1，設備類別為ⅡA。（2）可能在該區(qū)域內(nèi)使用移動式設備和便攜式設備必須達到常規(guī)要求的EPL級別。（3）線路敷設要求1）在線路布置和安裝的時候應該嚴格按照GB/T3836.15-2017和GB50058-XXX標準的要求進行。電纜選用銅芯電纜，電纜芯線截面積應至少大于1.5mm2。本質安全電路具有防爆防燃的功能，在出現(xiàn)線路故障的時候，它可以保持能量不超出范圍，因而避免引燃現(xiàn)象。因此，必須避免其整體的性能受到其他電源的作用，保證它處于被隔離狀態(tài)。2）本質安全電路與非本質安全電路的端子間隔距離應該大于50mm；它們的導線也應該被分開捆綁并分流走線；連接它們的插接件之間不可以互相交換使用。全部裝備和其整體都必須配備安全、可靠的接地，且接地線必須使用大于4mm2的銅芯線。為防止靜電放電引發(fā)火災和爆炸事故，機體第9頁外殼選用表面絕緣電阻值不超過1GΩ的材料。3）如果多芯電纜中未使用的芯線應接地，或者采用與防爆型式相適用的端接方式充分絕緣，不允許僅用膠帶絕緣。4）不同危險場所之間以及危險場所與非危險場所之間墻壁上穿過電纜和導管的開孔應充分密封，例如，用砂密封或砂漿密封以保持相關的場所劃分。2：LELV（體積百分比）=0.416×10-3×M×LEL。m3.2其他安全上的建議由于GB/T50493-2019石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準已于2019年3月修訂。XXX公司現(xiàn)場部分固定式一氧化碳監(jiān)測報警裝置的安裝高度和位置已經(jīng)不符合現(xiàn)有的國家標準。建議如下：（1）固定式一氧化碳監(jiān)測報警裝置因安裝在經(jīng)常拆卸的法蘭和經(jīng)常操作的閥門組附近。應靠近氣體易于集聚的地點。（2）釋放源處于露天或敞開式廠房布置設備區(qū)域內(nèi)，固定式一氧化碳監(jiān)測報警裝置距其所覆蓋范圍內(nèi)的任一釋放源的水平距離不大于4m。釋放源處于封閉廠房或局部通風不良的半敞開廠房內(nèi)，固定式一氧化碳監(jiān)測報警裝置距其所覆蓋范圍內(nèi)的任一釋放源的水平距離不大于2m。（3）檢測比空氣略輕的有毒氣