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燃气发电机组的职业卫生检测

发表时间:2012-03-01 来源:职业卫生网 浏览次数: 评论: 顶: 踩:

21世纪世界电力的发展将体现能源的高效、洁净利用,合理的电力结构,以及良好的环境保护。基于发电效率和环保的优势,燃气(燃油)电站将在未来电力发展中越来越受到重视。我国天然气应用的规模可达到500亿立方米/年,约60%以上气量可用于天然气发电。因此随着燃气轮机发电技术的不断进步,以天然气为燃料的发电机组,将成为我国电力工业发展的一个重要方面。燃气发电机组的职业危害因素有哪些,在职业卫生检测评价工作中应注意哪些问题,请看下面分解。

燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机。它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分,即燃气轮机(透平或动力涡轮)、压气机(空气压缩机)和燃烧室。其工作原理为:叶轮式缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀做功,推动动力叶片高速旋转,乏汽排入大气中或再加利用。

一、燃气轮机发电特点

我国目前新建的燃气轮机发电机组以燃烧天然气为主,具有以下特点:

① 热效率高,简单循环的效率已超过40%,联合循环的效率可达58%以上;

② 低污染,环保性能好,排烟中没有SO2、飞灰及灰渣排放,NOx排放很低;

③ 运行灵活,可黑启动,调峰性能好;

④ 投资节省,单位容量投资远低于核电和燃煤发电机组,单机容量越大,单位容量投资越低;

⑤ 模块化设计,建设周期短;

⑥ 节水,占地少,仅为同容量常规燃煤电厂的1/3;

⑦ 自用电率低,燃气轮机电厂自用电率一般为2%,而燃煤电厂一般为7%左右,可大大降低能耗,节约能源。

二、燃气的种类

气体燃料有天然气和人工造气两类,但主要以天然气为主。其中人工造气包括液化石油气、焦炉煤气、发生炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。人工造气燃料通常由某些气体组分混合而成,也包括可燃物质与不可燃物质两部分。

(一)主要气体燃料的化学组成

1天然气

天然气是指蕴藏在地层内天然生成的,由碳氢化合物组成的可燃性气体,主要成分是甲烷。可分为纯天然气、石油伴生气、矿井气和凝析气田气四种。纯天然气是钻井采出来的气田气,以四川干气为代表,其主要成分为甲烷(CH4)占98%,丙烷(C3H8)占03%,丁烷(C4H10)占03%,氮气(N2)占10%。低热值为34~365MJ/m3。有的产地纯天然气中含有硫化氢(H2S)气体,毒性较大,应予重视。震惊中外的重庆开县井喷事件就是由含硫化氢天然气泄漏所致。

石油伴生气是伴随石油开采出来的石油气,它含有甲烷80%以上,乙烷、丙烷、丁烷总量为15%左右,低热值为42MJ/m3。凝析气田气含有石油轻质馏分,其成分主要为甲烷,还有戊烷等碳氢化合物,低热值为275MJ/m3。矿井气是从井下煤层中抽出来的气。矿井气的成分主要是甲烷,占30%~50%,低热值为12~19MJ/m3。

2 液化石油气

被加压液化了的石油气叫液化石油气,主要从油气开采或者石油加工中得到。我国液化石油气的成分差异较大,主要成分是碳三和碳四类碳氢化合物。如北京液化石油气含C4H8540%、C4H10232%、C3H690%、C3H845%。液化石油气的低热值在92~120MJ/m3 之间。

3 炼焦煤气

也称煤干馏煤气或焦炉煤气。它是利用焦炉对煤进行干馏而得到的煤气。焦炉煤气主要成分为氢气(H2)占544%,CH4占315%,一氧化碳(CO)占63%,其他碳氢化合物(CmHn)占39%,二氧化碳(CO2)占19%,氮气(N2)占16%,氧气(O2)占04%,另可能含有少量苯系物、萘等环烃类化合物。炼焦煤气由于使用煤的成分不同,所得气体的成分也不完全一样,但是其主要成分H2、CH4等变化范围不大。炼焦煤气的低热值为17MJ/m3左右。

4发生炉煤气

又称水煤气。在煤气发生炉内由灼热的煤加水蒸气化合而成。主要成分是一氧化碳占304%,氢气占84%,甲烷占18%,二氧化碳占22%,氮气占

564%,氧气占04%。水煤气含一氧化碳高,毒性极大,少量泄漏就有可能引起中毒。

5高炉煤气

是钢铁企业利用高炉炼铁过程中生成的煤气。该煤气可燃气体成分中也以一氧化碳含量为主,占256%,甲烷占19%,二氧化碳占82%,氮气占598%。该煤气低热值较焦炉煤气和水煤气低,一般为9~15MJ/m3。高炉煤气含一氧化碳也很高,对人体毒性大,在安全使用方面应予以高度重视。

6转炉煤气

是钢铁企业利用转炉炼钢过程中产生的煤气。该煤气可燃气体比例和低热值较高炉煤气低,可燃气体成分中也以一氧化碳含量为主,但含量相对较低。7油煤气又称油制气。是重油通过蓄热催化裂解或者蓄热热裂解而制得的煤气。该煤气可分为催化裂解气和热裂解气两种。催化裂解气主要成分以氢气、甲烷和一氧化碳为主;热裂解气主要成分以氢气、甲烷和乙烯为主。

(二)主要可燃气体的化学性质

1甲烷

甲烷为无色气体,微有葱臭,难溶于水,低位热值为35906kJ/m3。甲烷与空气混合后可引起强烈爆炸,其爆炸极限范围为5%~15%;最低着火温度为540℃,当空气中甲烷的体积分数高达25%~30%时才具有毒性。

2乙烷

乙烷为无色无臭气体,难溶于水,低位热值为64396kJ/m3,最低着火温度为515℃,其爆炸极限范围为29%~13%。

3氢气

氢气为无色无臭气体,难溶于水,低位热值为10794kJ/m3,最低着火温度为400℃,极易爆炸,在空气中的爆炸极限范围为4%~759%。

4一氧化碳

一氧化碳为无色无臭气体,难溶于水,低位热值为12644kJ/m3,最低着火温度为605℃,在空气中的爆炸极限范围为125%~742%。一氧化碳是一种毒性很高的气体。

5硫化氢

硫化氢为无色、具有浓厚的腐臭蛋气味气体,易溶于水,低位热值为23383kJ/m3,易着火燃烧,最低着火温度为270℃,其爆炸极限范围为43%~

455%。硫化氢是一种毒性极高的气体。气体燃料燃烧后生成烟气,其主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气,另有少量的一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等。如果在缺氧等状况下不完全燃烧,可产生大量的一氧化碳和炭黑粒子等;如果在低温(800~1200℃)和缺氧条件下燃烧,有可能产生苯并[a]芘等致癌物。

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