氢气入炉的操作及要求
来源：公众号 | 发布时间：2023-06-04 |
第一部分 氢气入炉燃烧的概况和规范：
使氢气的热能替代燃煤，即节约了发电成本，又减少了二氧化硫的排放，达到了节能环保的效果。
入炉燃烧的氢气由氯碱公司供给，从氯氢车间氢气分配台备用阀门引出，采用φ273×6.5mm的无缝管道输送，锅炉车间自行设计管线并按要求安装了阻火器、滴水口、溢水口、缓冲罐、伴热管、放空管、取样管等。氢气输送至锅炉八米平台后，管线变径为φ133×4.5mm的无缝管道分配至锅炉四角喷燃器，入炉部分采用φ89×4mm的无缝管道，沿油枪右上角送入下二次风风管。考虑到温度因素，进入风管后的输送管道采用φ89×4mm的不锈钢管制作。氢气喷头入炉位置按照油枪喷头位置安装，采用φ89mm变φ108mm的不锈钢大小头制作，喷头呈莲花状，喷头平面设计15个φ16mm的孔，使氢气入炉后呈扩散状燃烧。
根据氯碱公司氢气系统自动调节的工艺，氢气入炉管线设计两台调节阀及一台速关阀，前后均安装手动阀控制。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈锅炉运行人员通过调整调节阀的开度，满足入炉燃烧的氢气参数。同时，氯碱公司氢气自动调节系统通过自动调节维持好氢气总管压力在98kpa左右，满足下游客户的需求。锅炉八米平台主管道单独设有一根φ133mm的放空管，输送至锅炉顶棚上方；四个角入炉前均安装两个手动阀，以确保投运前管道置换时，无不合格氢气漏入炉内造成爆燃。在各个角的两个手动阀之间，各安装一根φ89mm的放空管，汇总成一根φ89mm管后，输送至锅炉顶棚上方。各放空管均留有取样管，以便取样分析管道置换情况。同时，在放空管上安装了水管，预防在雷雨天气，放空管出现氢气着火情况后，能及时扑救。
第二部分 氢气的物理性质及化学性质：
一、氢气的化学性质：
1、可燃性。氢气的发热量为液化石油气的两倍半。在空气中爆炸极限为4.1~75.0%（体积）。燃烧时有浅蓝色火焰。
2、常温下不活动，加热时能与多种物质反应，如与活泼非金属生成气态氢化物；与碱金属、钙、铁生成固态氢化物。
3、还原性，能从氧化物中热还原出中等活泼或不活泼金属粉末。
4、与有机物中的不饱和化合物可发生加成或还原反应（催化剂，加热条件下）。
二、氢气的物理性质。
1、在通常状况下，氢气是一种无色，无味和无嗅的气体。它比空气还轻．据测定，在标准状况下(温度为0℃，压强为101.325千帕)，1升氢气的质量是0．089克。氢气跟同体积的空气相比，质量约是空气的1／14，比空气轻约4.38倍。
2、在101.325千帕下，氢气在一252．8℃(20，2K)时，能变成无色的液体，在一259．2℃(13．8K)时，能变为雪状的固体。它难溶于水，也难液化。这样轻的气体，自然具有最大的扩散速度和很高的导热性，它的导热率比空气大7倍。氢在水中的溶解度很小，而在镍、钯和钼中的溶解度都很大，一体积的钯能溶解几百体积的氢。
3、氢的渗透性很强，常温下可透过橡皮和乳胶管，在高温下可透过钯、镍、钢等金属薄膜。由于氢气具有很强的渗透性，所以当钢暴露于一定温度和压力的氢气中时，渗透于钢的晶格中的原子氢在缓慢的变形中引起脆化作用。它在钢的微观孔隙中与碳反应生成甲烷。随着甲烷生成量的增加，使孔隙扩张成裂纹，加速了碳在微观组织中的迁移，降低了钢的机械性能，甚至引起材质的损坏。
第三部分 氢气入炉燃烧投运前的准备工作
一、氢气入炉燃烧管道首次投运的准备工作。
1、氢气管道安装完毕后，必须由安装单位负责，对管道进行蒸汽吹扫，以清除管道内的焊渣等杂物。避免以后运行中管道内留有杂物，影响阀门关闭的严密性。管道吹扫工作应在所有阀门安装前完成。
2、氢气管道吹扫合格，安装完毕后，试验各手动阀的开关灵活程度，如出现不好用等情况，应立即更换新阀门。热工调试气动调节阀及速关阀的灵活性。热工满足信号后，投入速关阀动作保护，试验阀门动作情况。无问题后，进入管道打压、试漏阶段。
3、应使用压缩空气对管路进行打压、试漏。打压前，确认氢气分配台连接处必须加好盲板，杜绝压缩空气进入氢气母管。打压前，除入炉前最后一道阀门关闭外，其余阀门均应处于全部开启状态。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈打压时，利用空压机将管道压力升至0.7Mpa，用洗衣粉对所有焊口、阀门盘根、法兰进行逐项试漏，试漏工作必须由两人以上进行，并做好记录。若发现漏点，集中处理后，再次重新试漏，直到漏点全部消除后，管道稳压四小时以上，若管道压力不下降，说明管道及焊口、法兰等部位，安装均无问题。并且入炉前的最后一道阀门也能够达到完全关闭状态。
4、氢气管道试压、试漏合格后，准备进行管道置换。联系好氯碱公司，对氢气分配台出口的盲板进行拆除。盲板拆除后，检查各放空阀处于开启状态，联系好，缓慢开启氢气分配台出口阀门，对管道进行置换。开启分配台出口阀时，应缓慢操作，避免因操作过快，影响生产系统氢气压力。首先对总管进行置换，置换过程中，联系化验室来取样分析，若分析氢气纯度达到99.7%以上，开始对四角管路进行置换，对四个角放空管分别取样两次均合格后，可以逐角进行投运。
二、管道改造、检修后的投运准备工作。
管道检修后再次投运前，应严格按照要求对管道进行打压试漏，试漏合格后，方可按操作步骤对管道进行置换、投运。
三、短时间停运后再投运的准备工作。
氢气燃烧正常运行过程中，由于生产中的各种原因，会出现暂时停运入炉氢气的情况。等恢复正常，再投运时，应对四个角进行放空并取样，分析合格后方可投运。
第四部分 氢气入炉燃烧正常投运中的运行调整及定期工作：
一、氢气入炉燃烧正常投运中的运行调整。
1、氢气入炉燃烧系统正常运行时，锅炉操作人员通过调整DCS中的氢气调节阀，控制阀后氢气压力在：10—15Kpa之间。不能过小，过小容易烧坏喷头，过大则容易脱火，影响燃烧的稳定性。
2、锅炉操作人员在调整入炉氢气压力的同时，监视好调节阀前总管压力，控制在83—88Kpa之间，如有变化，及时与调度室和氯氢岗位联系。
3、按照现在的系统氢气余量，原则上只要超过2000m3/h，要求四个角均匀投入，以加强燃烧的稳定性。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈若系统氢气余量小于2000m3/h，可均匀对角投入两支枪运行。
4、在正常运行中，如需增加或减少氢气入炉流量，锅炉操作人员在调整氢气压力时，需单格调整调节阀，并配合调节手动阀。杜绝大范围调整，造成系统氢气压力波动。
5、氢气速关阀、调节阀的仪表用气均从空压机储气罐接出，平时严禁关闭该阀门（已做标识）。若因特殊情况，需维修空压机等，空压机值班人员必须通知值长及锅炉班长。
二、正常运行中的定期工作。
1、锅炉各班组严格按照《氢气入炉系统巡检表》每半小时巡检一次，巡检范围包括八米平台1—4#角喷燃器进口管道，八米平台氢气操作台，及汽机厂房西北角处的氢气缓冲罐。
2、巡检中严禁敲打氢气管道，以防产生火花。
3、巡检注意各阀门及管道是否有漏点。
4、巡检调节门前、后压力与DCS是否一致。
5、夏季每班对三个放水阀放水一次，冬季按气温变化增加放水次数。放水时控制好放水阀开度，不要开太大，放水后将阀门关严。（氢气阀门均为低压阀门，关闭时勿用力过大）
6、随时保持氢气缓冲罐放水槽中的水位不低于放水口。
7、将氢气瞬时流量及积累数记至记录表指定位置，便于经济指标的核算。
第五部分 氢气停运的注意事项：
一、正常停运操作注意事项。
1、接值长或调度室命令，需短时停运氢气入炉时，根据入炉氢气压力及氢气总管压力逐渐关闭氢气调节阀，并配合关闭各角手动阀。按照逐个退出的办法，将四个角的氢气依次停运，关闭氢气入炉总截门。
2、接通知需长时间停运氢气时，在停止氢气入炉后，应将氢气分配台出口阀门关闭并加盲板。锅炉操作人员开启八米平台放空阀将管内氢气放空，并采取注水或充氮的办法对管道进行置换，以满足管道检修或长时间停运的需要。
二、事故状态下停运氢气的操作方法。
当氯碱公司发生事故时，会出现氢气压力下降情况，锅炉人员可将调节阀关至最小后，再关闭速关阀（速关阀的压力保护动作值是75KPa），然后值班人员迅速关闭入炉总截门，关闭各角分截门，确保安全。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈若因锅炉出现事故（如灭火等），需停运氢气时，锅炉操作人员直接手动关闭速关阀，或手动MFT联锁关闭速关阀（此联锁已投入），并关闭炉前氢气总截门及分角截门。再次点火前，必须吹扫5—10分钟，经取样分析炉内含氢合格后，方可点油枪点火，杜绝不关氢气、不吹扫，直接点火！
第六部分 氢气系统事故处理
一、氢气爆炸的预防及处理。
氢气爆炸是氢气的瞬时燃烧并产生高温、高压的冲击波，从而造成强大的破坏力，这就叫做氢气爆炸。
1、产生氢气爆炸的原因：
⑴氢气来源中断，管道内压力降低，造成空气吸入，使空气与氢气混合物达到爆炸范围，遇火产生爆炸。
⑵氢气设备检修时，氢气未吹干净，又未做化验，急于动火造成爆炸。
⑶堵在设备上的盲板，由于年久腐蚀造成泄露，动火前又取样化验，造成爆炸。
⑷阀门不严，氢气泄露炉内，点火前未对炉膛进行通气处理。
⑸在停送氢气时，未按规章办事，或者停氢气时，没有把氢气彻底切断，又没有检查就动火。
⑹锅炉灭火后，再点前对炉膛未作通风处理。
⑺氢气设备（管道）通入氢气后，未取样化验，急于点火。
2、氢气爆炸的预防：
⑴送氢气前，对氢气设备及管道内的空气须用蒸汽或氮气赶净，然后用氢气赶出蒸汽或氮气，并逐段取样化验合格后，方可入炉使用。
⑵运行和备用的氢气管理必须可靠断开，切断氢气来源时必须用盲板。
⑶在已可靠切断氢气来源的氢气设备及氢气管道上动火时，一定要经检查、化验合格后，方可动火。对长时间未使用的氢气设备动火，必须重新进行检测，鉴定合格方可能动火。
⑷在运行中的氢气设备和管道上动火，应确保氢气的正常压力，只准用电焊，不准用气焊。同时要有防护人员在场。
⑸凡停运的氢气管道，必须及时处理残余氢气，直到合格。
⑹氢气用户应装有氢气低压报警器和氢气低压自动切断装置，以防回火爆炸。
⑺检修后送氢气前，必须认真检查有无火源，有无静电导入的可能，然后才按第一条的规定送气。
⑻停、送氢气时，下风侧及上方一定要管理好明火。
3、氢气爆炸事故的处理：
⑴应立即切断氢气来源，并迅速把氢气处理干净。
⑵对出事地点严加警戒，绝对禁止通行，以防更多人中毒。
⑶在爆炸地点40米之内禁止火源，以防止着火事故。
⑷迅速查明爆炸原因，在未查明原因之前，不准送氢气。
⑸组织人员抢修，尽快恢复生产。
⑹氢气爆炸后，产生着火事故，按着火事故处理。产生氢气中毒事故，按氢气中毒事故处理。
二、氢气着火事故的预防及处理。
1、引起氢气着火事故的原因：
引起氢气着火的原因很多，多数是设备泄露氢气遇明火而引起燃烧。着火的地点一般在入孔、法兰、放空阀、阀门等处。氢气爆炸事故的同时也会引起着火事故。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈其它引起着火的原因还有：氢气设备、管网动火时，没有采取必要措施而引起着火；静电、雷电、或电气火花遇上泄露氢气而着火；铁器具碰撞的火花遇上泄露氢气而着火；氢气泄露处附近生火或吸烟引起着火等等。
2、氢气着火事故的预防：
⑴保证氢气设备及管道的严密性。经常检查发现，泄露及时处理。
⑵在氢气设备上动火要先办好动火证，并检查动火前准备工作是否按规章要求去办，要有安全的预防措施，并有安全部门检查确认，否则不准动火。
⑶氢气区域及氢气作业区，要有严格的火源管理制度。
⑷设备、管道要有良好的接地线，电气设备要有完好的绝缘及接地装置。对接地线要定期检查测试。
⑸带氢气工作时，必须使用铜制工具，在铜制工具上要涂黄油，防止工作时与设备碰撞产生火花。
⑹氢气设备及管道附近不准放易燃易爆物品。
⑺凡在停产的氢气设备上动火，必须做到：
a)可靠的切断氢气来源，并认真处理干净残留氢气。
b)检测管道和设备内气体合格。
c)对设备内可燃烧物质清扫干净，或通入蒸流。动火始终不能中断蒸汽。
⑻氢气设备、管道的下列部位易造成泄露，应经常检查，这些部位是：阀芯、法兰、膨胀器、焊缝口、计量导管、取样管、放水口、放空管等。
3、氢气着火事故的处理：
⑴由于设备不严密而轻微小漏引起的着火，可用湿泥、混麻袋等堵住着火处灭火。火熄灭后，再按有关规定处理好漏处。
⑵直径小于150mm的管道着火时，可直接关闭阀门，切断氢气灭火。
⑶直径大于150mm的氢气管道着火时，切记不能突然把氢气阀门关死，以防回火爆炸。
⑷氢气大量泄露引起着火时，采用关阀降压通入蒸汽或氮气灭火。在降压时必须在现场安装临时压力表，在压力逐渐下降，不致造成突然关死阀门引起回火爆炸。其压力不能低于5-10mm水柱（氢气最低压力）。
⑸氢气设备烧红时，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。
⑹氢气设备附近着火，影响氢气设备温度升高，但还未引起氢气着火和设备烧坏时，要正常供气生产。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈但必须采取措施将火源隔开并及时熄灭。当氢气设备温度不高时，可用水冷却设备。
三、氢气中毒的预防：
1、氢气中毒的原因：
氢气是无色无味的气体，化学活动性很强，能长时间与空气混合在一起。被吸入人体后，使人体内部组织缺氧而引起中毒。
2、造成氢气中毒的原因：
⑴氢气设备泄漏没有及时发现，或已发现而又不及时处理。
⑵对氢气性质认识不足，在超过标准的氢气区域工作而又不戴防毒面具。
⑶在氢气设备附近休息、打盹、睡觉。
⑷停送氢气，不注意空气流向，或设备内残留氢气处理不彻底，没有严格的检查制度。
⑸氢气倒窜到蒸汽及水管内，引起人员中毒事故。
⑹氢气区域不挂“氢气危险禁止停留”的标牌。或安全制度不严格，误入或提前进入危险区。
3、如何防止氢气中毒：
⑴严格执行氢气安全规程和制度。
⑵氢气单位上岗人员必须经考试合格，否则不能上岗工作。
⑶在氢气设备上抽堵盲板，动火检修，必须到氢气主管单位办理动火证。防护人员要到现场监护，否则不能工作。
⑷进入氢气设备内部工作，如清灰等，进入设备前必须做鸽子试验或化验分析，合格方可入内。
⑸对氢气设备，特别是室内设备，应有定期检查泄露制度，发现泄露及时处理。
⑹对新建、扩建、改建或大修后的氢气设备在投产前必须进行气密性试验，合格后方可投产。
⑺发现冒跑氢气或带氢气作业，必须佩戴氧气呼吸器。
⑻不准在氢气地区停留、睡觉或烤火。
⑼氢气防护机构要定期对氢气场所进行一氧化碳分析测定，发现超标及时处理。
⑽蒸汽管道不能与氢气管道长期联通，用完后立即断开，防止氢气倒窜造成中毒。水管应装逆止阀，以防断水时倒窜氢气。
⑾氢气地区应挂明显的安全标志牌。
⑿在氢气区域工作，必须站立在上风口。屏住呼吸，作业完后立即离开。
5、中毒抢救：
⑴解除患者一切阻碍呼吸的衣物，肩部垫高10-15cm，头尽量后仰，面部转向一侧以利于呼吸道畅通。
⑵清理空腔，清除嘴中灰尘杂物及分泌物。
⑶检查脉搏，瞳孔及四肢有无损伤，判断中毒程度。
⑷检查患者中毒程度，如属轻微头晕，但神志清醒着不需清理空腔，如失去直觉不能自主呼吸，应做好强制给氧的准备工作，清理空腔。
⑸轻微者可直接给予自主呼吸。
⑹较重者清理空腔发生困难应用开口器将患者空腔启开，主要是否有假牙等，异物应拿掉，可用拉舍钳拦出舌头，根据患者年龄、口腔大小、放放压舌器强制给氧。
⑺发现患者有痰，呼吸道堵塞，可用吸痰器，有鼾腔插入24-32cm，打开气阀抽出粘液。
⑻经中毒者单位负责人或抢救医生同意后方可停止供氧。
⑼未经中毒者单位负责人或医生同意，不得送往较远医院，就近送往医院，应不间断供氧。
四、安全注意事项。
1、启动前要做好事故保护准备措施，并严格执行此规程及相关规程。
2、严格执行化工部《安全生产禁令》。
3、未经允许不准动用任何仪表、按钮和指示灯，并有相应保护措施。
4、氢气管道着火及附件着火或有爆炸危险时，应立即停止运行。
5、锅炉本体发生事故时应立即停止运行。
6、严禁在氢气管道上搭接电焊机或其他设备的地线。
7、严禁在检修时用铁锤敲打氢气管道。
8、检修前必须切断所有电源，方可进行检修工作。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈进入炉膛及烟气系统内必须进行通风置换，用便携式有毒气体分析仪测试确认炉膛内无氢气时方可进行检修工作。分析仪要定期校验。
9、未经允许或办理工作票，禁止任何形式的检修作业。
10、进入氢气地区巡检或作业时，一定携带分析仪，并注意观察就地有毒气体报警器。发现问题立即向上风区奔跑。进入氢气地区禁止携带烟火，每天进行检查，一经发现立即没收。
11、严格执行公司及其它有关的安全规定。
