浅析煤化工工程中煤汽化装置的防火设计

夏晓波

（滕州消防大队，山东 枣庄 277500）

前言

煤炭的大量使用导致生态环境污染严重，这一现状迫切要求我们加大对煤化工产业的发展力度，将煤矿资源转变为其他类型的资源。煤气化就是一种将煤资源进行转化的一种工艺。而煤气化装置在使用的过程中容易出现问题，因此必须加强对其的防火设计。

1 煤化工的概括

煤化工主要是以煤为原材料，通过化学加工的方式将煤转变为液体、气体等，之后再加工成能源以及化工产品的一个过程。煤气化是指煤的部分氧化或是燃烧，即指煤和汽化剂结合之后化学反应，从而产生了一氧化碳、氢气以及甲烷等产品的过程。目前，世界上比较先进的煤气化技术主要有：Texaco公司的水煤浆加压汽化技术、Shell公司的SCGP干煤粉加压汽化技术等。干煤粉加压汽化技术的危险性程度大于水煤浆加压汽化技术，其中GSP与SCGP干煤粉加压汽化技术在火灾危险性程度方面比较类似。

2 关于煤气化装置的防火设计

2.1 工艺防火设计情况

按照机械设备使用特点，汽化的重要配置结构必须选取具有耐腐蚀、耐高温以及强度大等特点的材料。煤粉的输送管道应该采取无缝连接，并且不设置法兰接口。为了避免包含煤粉的气流运动速度太快，以致循环进口管出现损害而穿孔的现象，应该对异径管进行改善，并包裹一层厚肇管在直管的管外。

输送到汽化炉的材料干煤粉以及氧气都必须经过压力调节阀与流量调节阀，从而保证在一定的压力与流量的情况下进行供应，监测其密度以及速度，预防出现氧气流量太高或是煤粉流量太低的问题，从而致使汽化炉的温度超标或是氧气过量，导致爆炸的发生。此外还必须预防氧气流量太低或是煤粉流量太高，进而致使汽化炉温度太低，使得处于熔融情况下的渣体流动性比较差，进而使得管道被堵塞，导致事故的发生。

汽化炉、合成气冷却器等都必须设置水冷壁，从而对设备以及合成汽进行冷却。

在煤汽化装置中，采用氮气对整个煤粉加压进料系统进行惰化保护，以防设备中的煤粉出现自燃或是爆炸的现象。

在煤汽化装置中，有安装中央真空清扫系统，能够处理因事故而导致的煤粉尘泄漏。还能将煤粉仓的爆破片从出管排到室外。

当煤汽化装置处于正常开、停状态下，用氮气替代所有的设备和火炬。

应该建立安全的电气设备工作接地系统、静电接地系统以及防雷接地系统等。

3 建筑防火设计的情况

3.1 建筑物的通风设计

当煤气化装置使用的是挡风且部分保温的设计时，为了降低有害、易燃易爆物质的浓度，保证室内空气的流通，并保证部分密封设备的安全性，必须采取自然通风的方法。当建筑物处在无风的季节时，容易出现可燃气体的泄漏，因此对机械通风设施进行改进，实现辅助通风，从而改变无风期自然通风量不够充足的情况。

计算所需的自然通风量。相关规定指出，利用自然通风可对空气中有毒、有害以及易爆物质的浓度进行稀释，根据空气中包含的有毒、有害以及易爆物质所能容忍的最低限度的通风需求量进行计算。

对合成气与煤粉的散发情况进行分析。经过实验表明，当煤汽化装置中的高压煤粉出现泄漏时，煤粉向顶棚扩散，之后受顶棚阻碍向周围扩散，自然通风能够有效的提高空气对流并使煤粉泄漏之后引起的粉尘浓度得到降低。

自然通风的设计原则。经过对自然通风量的计算和煤粉以及合成气体的扩散状态分析，为了保证煤汽化装置的使用安全，与实际的使用情况相联系，制定了以自然通风为主、机械通风为辅的建筑通风设计原则。将煤汽化装置的底层、上层部分打开，其中打开的面积约占装置外围护面积的30%左右。

3.2 关于建筑物防爆设计情况

建筑物的泄压面积。依据相关规定，对存在爆炸危险的厂房进行泄压面积的计算，其计算公式如下：A=10CV2/3。

建筑物结构与围护。煤汽化装置的承重使用的是钢框架或是钢筋混凝土结构。对于封闭墙体使用彩钢岩棉夹芯板。

4 火灾探测报警系统的安装

煤汽化装置有合成气与煤粉两种危险源。由于两种危险源都具有燃烧快、传播快的特点，因此要结合实际情况，在各个场所安装不同的火灾探测器，比如：火焰探测器。对火灾探测器与探测区域内的自动灭火系统两者实行联动设计。

5 自动灭火系统的安装

煤汽化装置的消防设备主要有几种，分别是：室内、外消火栓系统，自动喷水灭火系统，细水雾灭火系统、消防水泡灭火系统等。考虑到煤汽化装置的建筑物比较高，会给灭火等救灾活动带来了很大的难度，因此，对煤汽化装置的防火主要是依赖自动灭火系统实行救灾。自动灭火系统主要设置的位置是煤粉仓、煤粉可能出现泄漏的位置以及煤粉锁斗等，其中可以选用的自动灭火系统主要为：水喷淋灭火系统、水喷雾灭火系统以及细水雾灭火系统等。

结语

煤汽化防火装置在煤化工工程中占有重要的作用，设计好煤汽化的防火装置，能够有效的降低火灾事故的发生，从而确保人们的生命财产安全，提高企业的经济效益与社会效益。

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