摘要：针对焦炉煤气输送系统存在的易堵塞和腐蚀问题，创造性的对系统进行化学处理，能有效分散煤气中的污染物，清除管道内沉积物，防止管道腐蚀，延长系统运行时间，并取得了较好的工程应用效果。
关键词：煤气输送系统；堵塞；腐蚀；化学处理；净化
1 前言
焦炉煤气输送系统存在易堵塞和腐蚀等难题，传统的处理方式只是被动地对受影响设备进行维护、维修甚至更换，影响生产的连续运行，同时缩短设备的使用寿命，带来整体运行成本的增加。
对煤气输送系统进行化学处理在国内还是空白，通过在焦炉系统风机前连续投加化学添加剂，可以有效的分散煤气中的污染物，防止管道腐蚀，并可以清除管道内沉积的焦油、萘等有机物和无机物，延长系统运行时间。
2 存在的问题
焦炉煤气中含有多种有机和无机杂质，如粉尘，焦油，萘氧气，HCN，氨，H2S，水等。这些杂质在系统或设备内易造成沉积和腐蚀问题，主要是碳钢腐蚀和形成腐蚀副产品，其腐蚀率一般可高达标准值的10倍；焦油、萘和水凝结等造成沉积和腐蚀；煤气输送系统不同部位的压差、露点和温度不同，导致杂质凝结或析出，堵塞和腐蚀系统。同时造成维修和备件成本增加，影响生产的安全稳定运行，或不得已采用其他高成本的替代燃料而增加运行费用。
3 化学处理技术
采用特殊的化学添加剂和加药设备，结合相应的监控设施和管理手段，将药剂直接注入需要处理的输送系统管道和设备内。化学添加剂含有独特的有机分散剂和成膜缓蚀剂，能有效防止有机污垢的沉积和管道堵塞。通过高压泵将药剂雾化均匀分散到系统中，保证了化学处理效果，减少对后续煤气用户的不利影响，保证生产稳定运行。煤气系统化学添加剂添加装置见图1。
图1 煤气系统化学添加剂添加装置
1-防爆配电箱、2-添加泵、3-脉冲阻尼器、4-安全阀、5-量筒计量器、6-连接阀、7-控制阀II、8-储液罐、9-过滤器、10-连接管、11-喷嘴架、12-控制阀I、13-喷嘴、14-煤气输送管道
采用自动化装置提高了添加精度，同时减少人力浪费，避免造成人身伤害。可实现在线或停机清洗，减少设备、管道维修时间，降低维修和设备更换费用。
通过安装挂片来监测系统内沉积和腐蚀状况，不影响现场设施的操作和运行，试验时每周观测一次，进入正常运行后，每30～60天更换挂片送实验室检测一次。风机停机进行维护时，打开风机进行目测，叶轮、机壳及加药点后管道内无明显沉积物。并对风机震动情况进行监测记录，判断运行效果。
4 结果与讨论
4.1 一能源第一加压站煤气系统应用
4.1.1 风机系统参数
风机流量30000 M3/Hr；煤气进口压力7～8 KPa；煤气出口压力10 KPa；煤气进出口温差10～15 ℃。
4.1.2监测结果
初始加药量为5Kg/天，持续10天后调整到每天25Kg，总运行时间为60天。
a. 空压机振动。 加药后几天内，现场记录数据表明振动开始有所减轻，比较风机内口和外口检测数据可以发现，加药后各方向振动均有下降，振动幅度也大幅下降，除风机外口垂直向外，其余最大或最小振动均明显降低。统计数据表明，风机内口水平向振动降低最为明显，平均振动下降约35%。
b. 挂片分析。加药处理后，挂片表面无明显沉积和腐蚀。比较风机加药前后的挂片，可明显发现加药前沉积物较多，加药后明显减少且分布均匀。在安装挂片的管道内，加药前萘和黑色物质沉积较多，加药后此类沉积物明显减少。
其他运行参数均没有改变的情况下，通过化学品的投加，减少了焦油，萘等固体或液体杂质在风机上的沉积，风机振动幅度有效减轻，运行更加平稳，同时减轻了管道及设备的腐蚀。
4.2 一能源二气柜#4风机混合煤气应用
4.2.1 风机系统参数
风机流量20000～35000 M3/Hr；煤气进口压力7～8 KPa；煤气出口压力10 KPa；煤气进出口温差10～15 ℃。
4.2.2 监测结果
初始加药量为5Kg/天，持续10天后调整到每天25Kg，运行周期为75天。
a. 空压机振动。加药后运行周期时间延长约30%，处理煤气量增加14%。风机表面的焦油等沉积减少，挂灰趋势降低，振动整体幅度下降且波动范围小。同时对已有沉积物有疏松作用，能清理较轻的管道沉积，有利于后续维护保养。即使工况较差，加药也有利于风机的稳定运行和周期延长。
b. 挂片分析。比较风机加药前后的挂片，可以明显发现加药前沉积物比较多且厚，加药后沉积物开始松动溶解，易清除；安装挂片的管道内黑色沉积物明显减少；加药后沉积物比较湿润（表观），清洗后基本没有出现腐蚀情况。
从空压机的运行监控结果、挂片分析和现场反馈来看，通过化学品的投加，明显减少了空压机叶轮上焦油，萘等沉积物，有效延长了风机运行时间。风机振动值的波动范围明显减小，振动幅度有效减轻，运行更加平稳。
5 结语
a. 煤气系统化学处理技术填补了国内空白。添加剂以分散雾化形式进入煤气管道或需要处理的设备处，渗透并液化萘、焦油等有机物沉积，同时松动坚硬的沉积物，酸性和碱性条件下均稳定有效。
c. 减少管道及设备的腐蚀，减轻风机震动。
d. 操作简便、高效。可连续或停机运行，不影响正常生产。
b. 对煤气系统清洁效果明显，能有效延长设备和管道的使用寿命，提高系统运行率。同时降低能耗，减少维修维护工作量，有效降低总体运行成本。
参考文献
[1]赵辉.冷凝鼓风段焦炉煤气管道堵塞的分析和处理.燃料与化工[J].2007.28(2):51.
[2]闫志刚.焦炉煤气管道堵塞问题的分析.机械管理开发.[J].2015.1:86.
备注：已取得两项发明专利
1. ZL 201410372072.9 一种用于焦炉煤气输送系统防腐、除垢化学处理的添加剂添加装置及其使用方法
2. ZL 201410373367.8 一种焦炉煤气输送系统化学添加剂及其制备方法
论文作者:李尹
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/18
标签：煤气论文; 风机论文; 沉积物论文; 焦炉论文; 加药论文; 管道论文; 化学论文; 《电力设备》2018年第18期论文;