摘要：論述了采用集中式煤氣液封替代傳統(tǒng)的筒式煤氣液封的技術(shù)方案、控制要點、改造效果。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣；  液封；  改進

Improvement of Subsidiary Fluid Seal in Coke Oven Gas Transmission Pipeline

Abstract: The technical scheme，control points and reconstruction efficiency  of centralized fluid  seal instead of cartridge fluid seal are described．

Key words: coke oven gas；fluid seal；improvement

1概述

西來峰焦化廠是神華烏海能源公司西來峰循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園區(qū)的重點建設(shè)項目，也是內(nèi)蒙古自治區(qū)確定的烏海市發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的示范項目。一期l00×10⁴ t／a搗固焦項目工程于2005年3月開工建設(shè)，2006年7月建成投產(chǎn)。二期200×10⁴ t／a搗固焦項目工程于2008年4月1日開工建設(shè)，2009年11月建成投產(chǎn)。

一期采用2×72孔JNDK43-99D型搗固焦?fàn)t，生產(chǎn)規(guī)模為100×10⁴ t／a；二期采用4×55孔JNDK55-05型單熱式5．5 m搗固焦?fàn)t，設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模200×10⁴ t／a，有相配套的煤氣凈化等設(shè)施，經(jīng)脫萘、脫硫、脫氨、脫苯等工藝處理后，硫化氫含量在20 mg／m³以下的焦?fàn)t煤氣除了供焦?fàn)t加熱外，剩余煤氣合成甲醇。

2 改進原因

按原設(shè)計，煤氣輸送主管道上的附屬液封一期有6個(其余液封為設(shè)備專用液封)、二期有8個(其余液封為設(shè)備專用液封)；每個液封都設(shè)有放散管、下液管、溢流管、排液管及蒸汽管等附屬管道，所有下液最后經(jīng)溢流管流至酚氰廢水管道匯合至污水處理站。原設(shè)計中液封管道連接見圖l。

我們在使用中發(fā)現(xiàn)，液封的各連接管在冬季因氣溫低、過液量小易發(fā)生堵凍，為了保證液封液面高度及液封保溫，需不斷采用蒸汽清掃，工作量大，任務(wù)繁瑣，同時還具有一定危險性；在夏季因氣溫高，從溢流管流出的冷凝液受熱而增大揮發(fā)量，造成環(huán)境污染(因冷凝液中夾帶氨氣等有害物質(zhì))。

原設(shè)計液封的以上缺陷，給現(xiàn)場的安全生產(chǎn)管理工作留下隱患，不僅對安全文明清潔生產(chǎn)的推行造成阻礙，還嚴(yán)重影響生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝穩(wěn)定。鑒于此，急需對煤氣主管上的附屬液封進行改造。

3 技改路線

通過略帶坡度的管道(連通管)將各煤氣下液管連接起來，用設(shè)置在末端的U型液封代替原有的多個煤氣液封，U型液封是連接煤氣下液管和進入機械化氨水澄清槽的一個裝置，該裝置有一定高度的水柱，防止煤氣下液管系統(tǒng)中氣體竄入機械化氨水澄清槽。在管道始端通入連續(xù)流動的熱氨水對管道進行沖洗、保溫；在各煤氣下液管上預(yù)留蒸汽接頭，用于定期對下液管道進行清掃。從U型液封出來的氨水、煤氣下液等混合液通過管道引入機械化氨水澄清槽，根據(jù)物料密度的不同，將焦油、氨水及焦油渣進行分離。在槽內(nèi)分為三層：上層為氨水，中

層為焦油，下層為焦油渣，沉淀在槽底的焦油渣由刮板輸送機排出槽外，焦油則通過液面調(diào)節(jié)器流至焦油槽，澄清后的氨水經(jīng)上部溢流至循環(huán)氨水槽，送往后續(xù)工段使用。改造后的集中式液封管道連接見圖2。

4 新流程的控制要

4.1 改造處理能力的計算原則

①改造后U型液封有效高差應(yīng)大于等于下液管處的最高煤氣壓力對應(yīng)的液柱高度。

②各煤氣下液管始末端高差h_n應(yīng)大于等于連通管起始端煤氣下液管始末端高差h₁。

③連通管截面積應(yīng)大于下液及循環(huán)氨水總量在自流狀態(tài)下所需截面積。

4.2 設(shè)備制造要求

①管道應(yīng)盡量采用厚壁無縫鋼管。

②管道連接焊縫采用比鋼管材料高——級的焊條焊接。

③管道應(yīng)盡量順液體流動方向有不小于3‰的坡度。

④管道所用彎頭的材質(zhì)應(yīng)與主管的材質(zhì)相同，厚度相同或高一等級。

⑤施工完成后，應(yīng)通過試驗，合格后方可投用。

4.3 改造后裝置的操作要點

①定時巡檢。定時檢查U型液封，確認(rèn)有液體通過(判斷方法：U型液封兩側(cè)溫差≤l℃；聽管道有液體流動聲響。

②定期清掃。定期對煤氣下液管進行清掃。清掃時需注意：

a．整個集中式液封上的煤氣下液管應(yīng)逐一清掃，盡量避免多個下液管同時清掃。

b．清掃時，應(yīng)先接通蒸汽，后關(guān)閉下液閥；清掃結(jié)束時，先打開下液閥，后關(guān)閉蒸汽；開關(guān)蒸汽時應(yīng)慢開快關(guān)。

c．清掃務(wù)必徹底，即每次清掃須確認(rèn)掃通，以保證清掃效果(可通過摸閥門兩側(cè)溫度、聽管道聲響等手段確認(rèn))。

③及時觀察。經(jīng)改造后的集中式液封投用后，相關(guān)崗位的當(dāng)班員工應(yīng)關(guān)注指標(biāo)變化(特別是煤氣壓力變化)，防止因液封堵塞引發(fā)事故。

④定期開大循環(huán)氨水量，對管道進行沖刷，確保管道暢通。沖刷時應(yīng)遵循大流量、短時間的原則。

⑤因檢修工作需要，需停止循環(huán)氨水時，須提前將循環(huán)氨水源控制閥關(guān)閉；循環(huán)氨水恢復(fù)供應(yīng)后，應(yīng)及時將循環(huán)氨水源控制閥開至合適開度。

5 裝置投用后運行效果

5.1 改造后效果

a．因管道密閉，廢液、廢氣不再與大氣直接接觸，徹底解決了廢液、廢氣污染環(huán)境，在大氣流動性較差區(qū)域聚積的隱患。同時還改善了員工的工作環(huán)境，降低了職業(yè)病發(fā)生的可能性，有利推行安全清潔生產(chǎn)。

b．因管道帶坡度且截面積較大，避免了因煤氣下液突然增大，下液無法及時排除所導(dǎo)致的煤氣壓力波動等問題，增加了系統(tǒng)抗干擾能力。

c．因集中式液封采用較高溫度的循環(huán)氨水(75℃左右)連續(xù)沖刷，解決了下液管道冬季因氣溫低出現(xiàn)凍堵的隱患。

d．因集中式液封連續(xù)運行，人工清掃次數(shù)減少，減輕了員工的勞動強度，降低了事故風(fēng)險。

e．煤氣下液與沖刷的循環(huán)氨水匯合后進入機械化氨水澄清槽，與剩余氨水一道經(jīng)過多次處理后再進入污水處理站，減輕了污水處理站的生產(chǎn)負荷，有利于環(huán)保工作的開展。

5.2 改造前后節(jié)能降耗的控制

①改造前的原設(shè)計液封

首先，需不時地往槽內(nèi)補清水以保證液封效果，浪費清水。其次，冬季需常用蒸汽對液封相關(guān)管道進行清掃以確保其暢通及保溫，浪費蒸汽。

②改造后的集中式液封

焦?fàn)t煤氣輸送管道附屬液封改造后，因循環(huán)氨水連續(xù)流動，不需往系統(tǒng)內(nèi)補清水，節(jié)約了水資源；因清掃次數(shù)減少，節(jié)約了蒸汽。

6 下一步改造的研究與展望

此次改造雖然效果顯著，但仍有改進的余地。為此，我們下一步研究的內(nèi)容主要有：增加溫度計、壓力表，提高員工巡檢過程中問題判斷的科學(xué)性和準(zhǔn)確性；增加自動調(diào)節(jié)閥裝置，定時調(diào)節(jié)循環(huán)氨水流量，當(dāng)循環(huán)氨水供應(yīng)突然中斷時，自動調(diào)節(jié)閥將連鎖切斷循環(huán)氨水出口閥，避免冷凝液回流到循環(huán)氨水系統(tǒng)；進一步減輕人員勞動強度，降低事故風(fēng)險。

7 結(jié)論

我廠一期煤氣管道附屬液封自2008年8月改造完成投用、二期煤氣管道附屬液封自2010年9月改造完成投用，分別平穩(wěn)運行四年多和兩年多，未出現(xiàn)任何不良現(xiàn)象，由此可以證明此項改造是成功的。此項改造不僅能節(jié)約清水、減少能耗、降低運營成本，還能減輕勞動強度、改善勞動環(huán)境、預(yù)防職業(yè)危害、避免環(huán)境污染、消除安全隱患，效果十分明顯。

本文作者：郭亮東 李月馨 陳德云 彭景

作者單位：神華烏海能源有限責(zé)任公司西來峰煤化工分公司焦化廠