浅析煤气火灾事故的应急处置方法

(包钢燃气厂煤气防护车间，内蒙古 包头 014010)
摘 要： 以焦炉煤气（以下简称煤气）为重点，浅析一下煤气的特性及火灾事故应急处置方法。基于 煤气的主要特性和火灾特点进行了分析，着重探讨了煤气火灾事故应急处置的方法。
关键词：煤气；火灾；事故；应急处置
中图分类号：TQ541∶TU996.9  文献标识码：A  文章 编号：1007—6921(2008)13—0121—01

煤气是工业炼焦、炼铁、炼钢过程中的副产物，回收后进行净化作为工业冶金钢铁的重要能 源，特别是焦炉煤气经过二次净化后被广泛应用于民用之中。由于煤气本身的特性，防范、 使用不当将会给企业、个人造成中毒、着火、爆炸等事故，酿成血的教训。因此，如何很好 地使用煤气，防范、处理事故成为我们燃气专业工作者所高度重视的问题。
1 煤气的主要特性

煤气是炼焦过程中生成的气态产物，主要由烷烃、稀烃、芳烃、氢气和一氧化碳等组成，无 色，有特殊臭味，不溶于水，比空气轻，气体相对密度为0.45～0.55，爆炸极限5.5%～30% ，有毒，经过净化后的煤气可用于城市燃气，其主要特性有：
1.1 有毒性

由于煤气中含有5%～7%的CO成份，因此吸入高浓度的煤气会造成CO与血液中的血红蛋白结合 成碳氧血红蛋白，其亲和力是氧与血红蛋白结合成氧合血红蛋白的300倍，从而妨碍红细胞 的带氧、输氧功能，造成煤气中毒或缺氧，严重者会因窒息而死亡。
1.2 易扩散性

煤气的扩散能力取决于它的比重和俩散系数，可燃气的扩散系数越大，则它的扩散速度就越 快，它扩散的能力也越强，发生火灾时火势蔓延就越快，天然气、煤气、液化石油气对空气 的比重分别为：0.55、0.90、1.56，扩散系数分别为：0.196、0.184、0.121，煤气的扩散 性介于天然气和液化石油气之间，它的气体相对密度0.4～0.6，比空气轻，可以悬浮于空气 中，随风或空气而流动，扩散。
1.3 易燃烧性

煤气的点火能量低，它的自燃点为648.9℃，常态下，打火机火星，火柴火焰，开关电灯时 产生的火花及化纤衣服产生的静电，均可点燃煤气。煤气的燃烧速度快，煤气在特定空气中 燃烧时，每秒传播距离为0.7～0.31m，表明其扩散能力较强，并极易燃烧和蔓延。
1.4 易爆炸性

在煤气火灾中，约有一半以上都是先由爆炸而引起的。由于煤气的引燃能量小，爆炸下限低 ，爆炸浓度范围广，遇火源极易发生燃烧和爆炸。对比以下易燃气体的爆炸极限和着火温度 ：天然气：5%～[CM(22]15%，最低着火温度540～550℃；液化石油气:1.5%～9.5%，最低着火温度4 30～500℃；焦炉煤气：5%～30%，最低着火温度300～500℃；发生炉煤气：20%～74%，最低 着火温度530℃。

从中可以看出煤气的火灾爆炸危险性要比天然气和液化石油气大。由于煤气比空气轻，易与 空气混合，所以有易流动、扩散和飘浮等特点，因此危险性极大。实践表明，煤气火灾的发 生，是煤气在生产和输配中因开炉、停炉、断电、断水、检修或生产设备破裂，由于空气侵 入煤气系统或煤气泄漏或运输时发生碰撞冲击，接触易与发生化学反应的氟氯等物质，遇有 明火、静电、雷击等所造成的，具有很大的火灾危险性。
2 煤气的火灾特点

煤气火灾一旦发生、发展速度快，燃烧面积大，温度高，破坏力强、伤亡大、扑救困难，技 术要求高，因而，掌握煤气火灾的特点是有效扑救煤气火灾、进行事故处置的先决条件。
2.1 先爆炸、后燃烧、扩大燃烧面积

由于煤气在生产、贮存、输配和使用过程中，都有一定的压力存在，这样，煤气柜、管道等 各种设备，由于破裂或操作失误，跑、冒、渗、漏的煤气很快就与空气混合，达到一定的浓 度，遇明火即发生爆炸。然后，火焰回到煤气的渗漏处，在一定时间内形成稳定性燃烧，同 时，由于爆炸所产生的高温、高压，一是易引燃周围的可燃性物质，形成新火源，扩大燃烧 面积，特别是民用煤气，一旦爆炸会瞬间引燃室内的可燃物；二是易使周围的建筑物、设备 损坏、倒塌，可燃物露于表面，增加了孔洞和缝隙，使空气进入，加剧燃烧，改变对流方向 ，造成新的蔓延途径或人员伤亡事故，增添了火场的复杂性。
2.2 燃烧热量大、温度高、扑救困难

煤气主要含有碳，氢两种元素，燃烧时放出的热量大、温度高。如焦炉煤气的热值为4 000k cal/m³，煤气在空气中燃烧温度可达到1 500℃以上，爆炸时会达到2 000℃～3 000℃， 特别是煤气都是贮存在受压容器内，火灾时煤气火焰受一定压力的作用，火焰向前喷射的距 离较长。如包钢燃气厂贮配车间10万m³干式煤气柜，出口处为低压煤气管道，压力在4 50 0Pa左右。这样，一旦发生火灾，火势猛烈，温度高，火焰喷射距离长，人员难以接近，水 也易被高温汽化，扑救非常困难。
2.3 易出现复爆现象

煤气火灾发生复爆主要有两种情况：一是在扑灭气体火焰之后，没有及时关闭阀门切断气源 或阀门损坏，又未采取清除煤气的措施情况下，泄漏的煤气，遇明火发生第二次爆炸；二是 由于着火处的温度太高，猛烈的辐射热易引起邻近煤气设备的爆炸，扩大火势，造成损失。 
2.4 燃烧中回火爆炸，造成伤亡

我们知道，煤气正常燃烧时，混合气体离开火孔的速度与燃烧的速度相适应，在火孔口形成 一个稳定的火焰，如果当混合气体离开火孔的速度 小于燃烧速度，火焰高温不断降低，最 后会缩入火孔，进入设备，造成回火，在扑救煤气火灾时出现回火主要有两种情况：一是煤 气正常燃烧时，在没有消灭火焰和采取措施的情况下，先关闭煤气阀门，这时燃烧速度大于 气流速度，易形成回火；二是由于煤气长时间的外喷燃烧煤气逐渐减少，储存煤气的容器设 备的压力降低，当设备的压力小于大气压时，也易造成回火；在煤气火灾的扑救中，一旦发 生回火，因有大量的空气进入煤气设备，极易发生爆炸，不仅损坏周围设备、建筑物，而且 会造成重大的伤亡事故。
3 煤气火灾事故的应急处置方法
3.1 工业煤气火灾事故的应急处置
3.1.1 由于设备不严密而轻微小漏引起的着火，可用灭火器或湿泥灭火，火熄后，再按规 定补好漏处。
3.1.2 直径小于100mm的管道着火时，可直接关闭阀门灭火。
3.1.3 直径大于100mm的管道着火时，切记不能突然关门灭火，以防回火爆炸。
3.1.4 煤气大量泄漏着火时，采用关阀降压通入蒸汽或氮气灭火。降压时，压力应逐渐下 降，不致造成突然关死阀门引起回火爆炸，其压力不能低于5～10mmH₂O。
3.1.5 大直径煤气管道火势过大，通过关阀降压通入蒸汽或氮气灭火还不能奏效时，通过 煤气混合系统反串高炉煤气灭火。
3.1.6 煤气设备烧红时，不得用水骤然冷却，以防管道和设备急剧收缩造成变形和断裂。 
3.1.7 煤气设备内的沉积物如萘、焦油等着火时，可将设备的人孔、放散管等一切与大气 相通的附属孔关闭，使其隔绝空气自然熄火，或通入蒸汽或氮气灭火。熄火后切断煤气来源 ，再按有关规程处理。
3.2 民用煤气火灾事故的应急处置
3.2.1 切断气源，这是扑救煤气火灾事故的先决条件。在具有切断气流条件和周围无任何 火源以及对周围金属结构充分冷却后无复燃条件下，才可以扑灭火焰，并充分做好了堵漏准 备。对煤气火灾，在室外或空气流通好、空间大和周围空间无明火的情况下，可以先灭火， 再采取断气措施，在灭火后，也要采取安全警戒措施，让继续跑漏的煤气自然扩散消除；在 较小的空间范围内，应以冷却为主，如必须扑灭，应划出警戒区，断绝周围的火种，疏散无 关人员，同时应设法通风排除积于上部的煤气或用雾状水流，高倍数泡沫予以驱散，在条件 许可的情况下可灌输二氧化碳、氮气、水蒸气，以破坏爆炸性混合气体的形成和燃烧的条件 。
3.1.2 加强冷却，防止爆炸，清理火场，控制火势、防止蔓延。煤气火灾发生后，要对受 到高温和辐射热威胁较严重的各种容器设备、管道，要进行大量的射水冷却，能疏散的要及 时搬移，以防止引起爆炸、伤人或给火场带来更复杂的局面，同时要对着火设备坚持不间断 的射水冷却。同时，控制火势蔓延，扑灭周围火灾，断绝火种，清理其他可燃物。