淺析煤化工工程中煤汽化裝置的防火設計

夏曉波

（滕州消防大隊，山東 棗莊 277500）

前言

煤炭的大量使用導致生態環境污染嚴重，這一現狀迫切要求我們加大對煤化工產業的發展力度，將煤礦資源轉變為其他類型的資源。煤氣化就是一種將煤資源進行轉化的一種工藝。而煤氣化裝置在使用的過程中容易出現問題，因此必須加強對其的防火設計。

1 煤化工的概括

煤化工主要是以煤為原材料，通過化學加工的方式將煤轉變為液體、氣體等，之后再加工成能源以及化工產品的一個過程。煤氣化是指煤的部分氧化或是燃燒，即指煤和汽化劑結合之后化學反應，從而產生了一氧化碳、氫氣以及甲烷等產品的過程。目前，世界上比較先進的煤氣化技術主要有：Texaco公司的水煤漿加壓汽化技術、Shell公司的SCGP干煤粉加壓汽化技術等。干煤粉加壓汽化技術的危險性程度大于水煤漿加壓汽化技術，其中GSP與SCGP干煤粉加壓汽化技術在火災危險性程度方面比較類似。

2 關于煤氣化裝置的防火設計

2.1 工藝防火設計情況

按照機械設備使用特點，汽化的重要配置結構必須選取具有耐腐蝕、耐高溫以及強度大等特點的材料。煤粉的輸送管道應該采取無縫連接，并且不設置法蘭接口。為了避免包含煤粉的氣流運動速度太快，以致循環進口管出現損害而穿孔的現象，應該對異徑管進行改善，并包裹一層厚肇管在直管的管外。

輸送到汽化爐的材料干煤粉以及氧氣都必須經過壓力調節閥與流量調節閥，從而保證在一定的壓力與流量的情況下進行供應，監測其密度以及速度，預防出現氧氣流量太高或是煤粉流量太低的問題，從而致使汽化爐的溫度超標或是氧氣過量，導致爆炸的發生。此外還必須預防氧氣流量太低或是煤粉流量太高，進而致使汽化爐溫度太低，使得處于熔融情況下的渣體流動性比較差，進而使得管道被堵塞，導致事故的發生。

汽化爐、合成氣冷卻器等都必須設置水冷壁，從而對設備以及合成汽進行冷卻。

在煤汽化裝置中，采用氮氣對整個煤粉加壓進料系統進行惰化保護，以防設備中的煤粉出現自燃或是爆炸的現象。

在煤汽化裝置中，有安裝中央真空清掃系統，能夠處理因事故而導致的煤粉塵泄漏。還能將煤粉倉的爆破片從出管排到室外。

當煤汽化裝置處于正常開、停狀態下，用氮氣替代所有的設備和火炬。

應該建立安全的電氣設備工作接地系統、靜電接地系統以及防雷接地系統等。

3 建筑防火設計的情況

3.1 建筑物的通風設計

當煤氣化裝置使用的是擋風且部分保溫的設計時，為了降低有害、易燃易爆物質的濃度，保證室內空氣的流通，并保證部分密封設備的安全性，必須采取自然通風的方法。當建筑物處在無風的季節時，容易出現可燃氣體的泄漏，因此對機械通風設施進行改進，實現輔助通風，從而改變無風期自然通風量不夠充足的情況。

計算所需的自然通風量。相關規定指出，利用自然通風可對空氣中有毒、有害以及易爆物質的濃度進行稀釋，根據空氣中包含的有毒、有害以及易爆物質所能容忍的最低限度的通風需求量進行計算。

對合成氣與煤粉的散發情況進行分析。經過實驗表明，當煤汽化裝置中的高壓煤粉出現泄漏時，煤粉向頂棚擴散，之后受頂棚阻礙向周圍擴散，自然通風能夠有效的提高空氣對流并使煤粉泄漏之后引起的粉塵濃度得到降低。

自然通風的設計原則。經過對自然通風量的計算和煤粉以及合成氣體的擴散狀態分析，為了保證煤汽化裝置的使用安全，與實際的使用情況相聯系，制定了以自然通風為主、機械通風為輔的建筑通風設計原則。將煤汽化裝置的底層、上層部分打開，其中打開的面積約占裝置外圍護面積的30%左右。

3.2 關于建筑物防爆設計情況

建筑物的泄壓面積。依據相關規定，對存在爆炸危險的廠房進行泄壓面積的計算，其計算公式如下：A=10CV2/3。

建筑物結構與圍護。煤汽化裝置的承重使用的是鋼框架或是鋼筋混凝土結構。對于封閉墻體使用彩鋼巖棉夾芯板。

4 火災探測報警系統的安裝

煤汽化裝置有合成氣與煤粉兩種危險源。由于兩種危險源都具有燃燒快、傳播快的特點，因此要結合實際情況，在各個場所安裝不同的火災探測器，比如：火焰探測器。對火災探測器與探測區域內的自動滅火系統兩者實行聯動設計。

5 自動滅火系統的安裝

煤汽化裝置的消防設備主要有幾種，分別是：室內、外消火栓系統，自動噴水滅火系統，細水霧滅火系統、消防水泡滅火系統等。考慮到煤汽化裝置的建筑物比較高，會給滅火等救災活動帶來了很大的難度，因此，對煤汽化裝置的防火主要是依賴自動滅火系統實行救災。自動滅火系統主要設置的位置是煤粉倉、煤粉可能出現泄漏的位置以及煤粉鎖斗等，其中可以選用的自動滅火系統主要為：水噴淋滅火系統、水噴霧滅火系統以及細水霧滅火系統等。

結語

煤汽化防火裝置在煤化工工程中占有重要的作用，設計好煤汽化的防火裝置，能夠有效的降低火災事故的發生，從而確保人們的生命財產安全，提高企業的經濟效益與社會效益。

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