淺議煤氣發生爐的安全使用

常志光CHANG Zhi-guang

（山西省安全生產科學研究院，太原 030002）

（Shanxi Safety Production Science Research Institute，Taiyuan 030002，China）

1 問題的提出

《發生爐煤氣站設計規范》（GB50195-2013）已于2013年5 月1 日正式實施，該標準是《發生爐煤氣站設計規范》（GB50195-94）的修訂版。本次修訂的一項重要內容就是明確規定“壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發生爐水夾套，應符合現行國家標準《鋼制壓力容器》GB150 的有關規定”[1]。

2 煤氣發生爐簡介

煤氣發生爐是為化工、機械、冶金、建材、輕工、耐材等行業熱加工車間提供混合發生爐煤氣的設備，應用廣泛。常見的煤氣發生爐有一段式發生爐和兩段式發生爐。一段煤氣發生爐設備簡單，由爐體、水夾套、爐頂裝置、出渣系統組成，所產煤氣為熱粗煤氣，適應于輸送距離不遠，對煤氣的潔凈度要求不高的爐窯。兩段煤氣發生爐是在一段煤氣發生爐的基礎上增加一個干餾段，使煤在氣化之前通過充分干餾，兩段煤氣發生爐所產煤氣比較干凈，并且輸送距離長，對煤質的要求沒有一段爐高，不受場地限制，可進行加壓后遠距離輸送，應用較為廣泛。水夾套是煤氣發生爐的關鍵部件之一，水夾套內側是高溫的煤層，煤通過不完全燃燒產生煤氣，燃燒產生的熱量通過水夾套內的水來冷卻。其主要作用是降低火層側壁溫度，延長設備使用壽命；其次是置換顯熱，提供生產用蒸汽。根據煤氣發生爐型不同，水夾套通常有壓力容器型和常壓型兩種。通常，由于兩段式煤氣發生爐氣化壓力較高，探火孔汽封蒸汽壓力一般為0.294～0.326MPa，因此，兩段式煤氣發生爐水夾套為壓力容器型。

3 煤氣發生爐案例分析

煤氣發生爐生產制造單位較多，有正規的、有資質的大型機械制造廠，也有不正規的、無任何資質的小廠，這些小廠不具備壓力容器制造資質，生產的產品給煤氣發生爐的安全使用埋下了巨大安全隱患，煤氣發生爐安全生產事故時有發生。

如：案例一、1981年4 月24 日，河北省某縣化肥廠造氣工段煤氣爐發生爆炸事故，造成死亡3 人，重傷1 人，輕傷4 人，經濟損失7.8 萬元。經事故調查分析，事故的主要原因之一是：該煤氣發生爐的技術資料和圖紙都是從其它地方購買的，該設備12mm 厚的鋼板，只焊透3.6mm，也未進行X 光射線檢測。案例二、1985年9 月2 日，秦皇島市某工廠煤氣發生爐發生爆炸，死亡8 人，經濟損失10 萬余元。經事故調查分析，事故的主要原因之一是：操作工在排除下煤機故障時，煤氣發生爐水夾套發生嚴重缺水，操作工突然發現水夾套缺水，盲目向夾套注水，造成水夾套過熱鋼板遇冷急劇收縮而龜裂，在水夾套內蒸汽急聚膨脹壓力作用下，使龜裂處撕開大的破口造成爆炸。而后夾套剩余的水和汽涌向爐內遇到熾熱的燃燒層，產生了高壓蒸汽和水煤氣與爐內炭火形成二次爆炸。此次事故造成如此嚴重損失，主要在于第二次爆炸。案例三、2003年9 月，某沿海城市一家民營企業煤氣發生爐發生爆炸，死亡2 人。經事故調查分析，事故的主要原因之一是：2 名操作工在上夜班時，因為水夾套產生蒸汽壓力高，汽包安全閥時常超壓打開，發出刺耳的聲音，兩人感覺很不適應，其中甲說干脆把安全閥下的閥門關一些，可能聲音小些，另一位認為可行，甲就將閥門關了幾圈，刺耳的聲音沒有了。但是危險卻降臨了，由于安全閥無法泄壓，夾套承受壓力越來越高，最終發生了爆炸[2]。

4 煤氣發生爐安全運行措施

通過上述案例可以看出，設備存在先天缺陷，無正規設計、制造單位，粗制濫造；操作失誤，不按照操作規程進行操作等是煤氣發生爐水夾套發生爆炸事故的主要原因。根據筆者多年從事化工設備管理和檢修的經驗，從以下幾方面介紹煤氣發生爐水夾套爆炸的原因及防治措施。

4.1 設備存在先天缺陷，或檢修質量不合格引起水夾套爆炸事故

4.1.1 爆炸原因 ①壓力大于等于0.1MPa 的水夾套，未按照國家標準《鋼制壓力容器》GB150 進行設計、制造，存在先天不足，使用過程中導致爆炸。②設備檢修時，未按照壓力容器檢修要求對待，隨意進行施工，造成水夾套焊接質量低劣，使用過程中導致爆炸。

4.1.2 預防措施 ①壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發生爐水夾套嚴格按照《固定式壓力容器安全技術監察規程》（TSG R0004-2009）、《鋼制壓力容器》（GB150）等進行設計、制造、驗收，保證煤氣發生爐水夾套質量符合承壓設備質量要求[3]。②壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發生爐水夾套在設備檢修時，承壓部位水夾套的檢修應嚴格按照壓力容器檢修的要求進行：檢修單位應取得壓力容器相應制造資質；焊工應取得相應特種設備焊接資質；檢修焊接后應進行無損檢測并合格，需要進行熱處理時還應進行消除應力熱處理。③此外，壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發生爐水夾套的日常使用管理工作中，設備應嚴格按照壓力容器的有關規定進行管理、使用，由專門檢驗機構定期對承壓部位進行檢驗，及時發現設備缺陷并對缺陷維修、處理，保證煤氣發生爐安全運行。

4.2 無操作規程或不按照操作規程操作，操作工隨意對設備進行操作引發爆炸事故

4.2.1 爆炸原因 ①壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發生爐水夾套已屬于壓力容器范圍，但有的企業疏于對壓力容器的認識，未制定《壓力容器操作規程》，操作人員隨意進行壓力容器操作而引發爆炸事故。②企業有壓力容器操作規程，但操作規程無針對性、可操作性，使操作人員無可適從，隨意操作而引發爆炸事故。

4.2.2 預防措施 制定煤氣發生爐水夾套的《壓力容器操作規程》，操作人員嚴格按照操作規程進行操作，掌握好本崗位壓力容器操作程序和操作方法，并認真填寫操作運行記錄。

4.3 操作人員無壓力容器操作資質證書，違章操作引發爆炸事故

4.3.1 爆炸原因 壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發生爐水夾套的壓力容器操作人員未經質監部門培訓，未取得《特種設備操作人員資質證》，沒有壓力容器操作技能和工作經驗而引發爆炸事故。

4.3.2 預防措施 ①對于壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發生爐水夾套的操作人員，必須經質監部門培訓合格并取得《特種設備操作人員資質證》方可上崗進行操作。②操作人員操作期間應堅守崗位，嚴格按照操作規程進行操作，嚴禁超壓、超負荷運行。③點火前，認真檢查水夾套進出口閥門、蒸汽出口閥門是否完好，并保證進出口水閥門開啟；正常運行過程中，應保證蒸汽出口閥門開啟、通暢。④水夾套應按規定時間加水，避免斷水或水量不足；操作中密切注視水位變化，如確實斷水應停爐待降溫后再慢慢加水，不可加水過急和直接補充冷水；如因泄漏缺水，可連續加水，暫時維持生產；如發現水夾套進、出口閥未打開，應按規定開啟，切不可盲動。⑤嚴格執行操作規程和交接班制度，不得在操作時擅自離崗。

4.4 煤氣發生爐水夾套無安全附件或安全附件不合格引發爆炸事故

4.4.1 爆炸原因 壓力大于等于0.1MPa 的煤氣發生爐水夾套上未裝設壓力表和安全閥，或動作不靈敏、失效，在出現超壓時，根本不能或不能正確指示其壓力和泄壓。

4.4.2 預防措施 水夾套應安裝壓力表、安全閥等安全附件，并經質監部門檢驗合格后方可使用；安全附件應定期檢驗，確保靈敏、準確，不合格者及時修復或更換。

[1]GB50195-2013，發生爐煤氣站設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2013年5 月第1 版.

[2]國內外勞動安全衛生典型重大傷亡事故案例.北京：中國檢察出版社，1995年4 月第一版.

[3]TSG R0004-2009，固定式壓力容器安全技術監察規程[S].北京：新華出版社，2009年9 月第1 版.