冶金煤气泄漏危险性分析及预警技术研究

摘 要：冶金煤气是钢铁企业的重要危险源，一旦发生事故会对人员及财产设备造成极大损失。基于冶金煤气研究的现状及存在的问题，对冶金煤气事故原因和危险性的进行分析，针对现有预警系统、预案和装置的不足，提出包括安全监管保障、安全动态实时监控、隐患排查、危险预荆紧急安全指令下达和反馈四层次的综合预警系统，并设计应急预警装置，可以为钢铁冶金企业安全生产提供参考和借鉴。

关键词：冶金煤气 事故原因 预警系统 应急预案 应急装置

中图分类号：X756 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）002-033-02

1 引言

随着我国工业化进程的推进，钢铁企业、冶金行业的发展尤为迅速。在考虑企业经济效益的同时，人们对于安全问题的关注也与日俱增。冶金煤气成分复杂，其中一氧化炭、氢气、甲烷既是重要的有用成分，又是高危险性的危险源。因此，冶金煤气对人员安全和财产设备安全有极大的威胁。近年来，煤气事故频发，主要体现为煤气中毒事故、煤气着火事故和煤气爆炸事故。钢铁冶金行业煤气预警技术的研究、预警系统的探讨、应急预案的制定和应急装置的改进完善对企业安全管理和人员设备安全有重要的积极意义。

2 事故原因分析

3 钢铁企业冶金煤气的泄漏情况分析

3.1 煤气生产过程中的泄漏

原料煤经筛选和磁选，进入发生炉并发生一系列化学反应。主要泄漏点归纳如下：

（1）管道焊缝开焊、法道内外局部腐蚀；

（2）煤气发生炉探火孔、手孔、人孔、接点泄露，包括法兰、膨胀器、记器盘后压力、流量表接管；

（3）附属设备接点出现问题。如水封缺水、开闭器、放散管腐蚀；

（4）与水管、蒸汽管窜漏；

（5）操作失误：如放散管开后忘了关等。

3.2 煤气使用过程中的泄漏

煤气是高炉、焦炉等冶炼用和加热炉用的主要燃料，在使用过程中由于种种原因也会造成泄漏。

3.3 煤气在设备维修过程中的泄漏

冶炼炉定期维修时，煤气泄漏主要发生在停炉后切断煤气和蒸汽的过程中。停炉检修时，必须先用蒸汽排除炉前管道中的煤气，并用氮气检验是否排除干净，这一环节易于发生事故。

4 预警系统

首先，对于企业生产系统所产生的安全隐患，以即时动态的形式反映到厂区的安全监控部门。一线安全技术人员对情况进行初步分析后，通过一线管理部门直接对厂区情况进行即时调度，应急组织机构会在最短的时间内到达现场展开救援，以期在第一时间即时对现场情况进行监控和处理（详见应急预案的构想）。

第二步，隐患信息由一线安全部门反映到监测中心，由监控网络对情况进行进一步分析，主要是确定隐患等级，分析严重程度并发出预警信号。然后由监控系统进行信息检索，自动提出解决方案，发布安全指令。之后预警提示和安全指令会一起反馈到生产一线，对现场情况进行进一步的指导。与此同时，监控系统会将现场情况、处理意见、应急指令等传送至领导层和企业安监机构，对领导层进行汇报。

另外，整个系统用日常安全检查来进行监督和保障。随时监测隐患的监测和处理，并对职工进行安全教育和技能培训，提高工人安全意识，加强企业风险管理。

最后，系统用效绩监督和业绩考评来检验其效率和运行。

该预警系统具有以下特点：

（1）全方位多角度进行考虑，从安全基础监管保障、安全动态即时监控、隐患排查、危险预警及安全指令下达和反馈等各个层次来保证系统的安全。

（2）分两层传达安全指令处理隐患。首先隐患信息由一线安全技术人员分析后即行处理，最大限度保证人员安全和财产安全并控制险情。其次由监控系统进行进一步的分析，提出更为缜密的处理方法。

（3）系统简明优化，便于操作，实用性高，可行性好。

5 应急装置设计

在车间容易泄露的管道旁设置一氧化碳检测仪，经过温度补偿和取样放大矫正后转化为可匹配信号，进入A/D转换，得到被测对象的数字量信号，再由单片机进行数据处理，得到最终的室内环境CO浓度值。把转换出来的电信号输入计算机，在计算机里电信号与事先设定好的标准值进行拟合比较。

当信号不在所给阈值时，可认为发生煤气事故。此时工作人员需要根据所给信息进行反馈。如果超标立即向光隔离接口输出控制信号，通过继电器打开排气扇，对发生泄露的地点进行地点排风。如果超出下限值，切断阀关闭。

6 结语

本文结总结了近5年内发生的重大煤气安全事故，根据事故致因理论制作模型，做出了冶金煤气泄漏原因分析表；并综合运用安全学原理与事故致因理论，使冶金煤气的研究与治理更加具体化。在研究了多个冶金事故、结合国内现有应急方法的基础上，本文提出了更为完善的预警体系，从安全监管、安全动态监控、安全指令下达和反馈等各个层次来保证系统的安全。

在预警装置中，以集成A/D转换等多种功能的89C51单片机为核心的简单结构设计，实现了煤气检测的数字化，为实现智能化奠定了良好的基础，进一步提高了煤气检测可靠性。此外，设计还具有数字化、智能化、微型化等特点。

预防冶金煤气泄露是一项十分重要并且非常有意义的工作，尽管本文取得了一些成果，但仍存在一些不足，需要进一步研究：

（1）关于预警系统，没有得到实际的应用验证。

（2）关于预警装置，零点漂移的抑制问题还没有得到有效的解决。

参考文献：

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