摘要：虽然目前有一些城市已采用了天然气作气源，但是还有很多以焦炉煤气为气源的城市（镇），由于荒煤气杂质含量很高，生产过程本身也未对杂质做彻底的净化；有些项目设计时虽做了考虑，但施工中由于费用问题而舍弃；有些净化设施虽建成了，但由于时开时停，发挥不了应有的作用。使出厂煤气进入输配管网时的温度较高，含有大量的水分和杂质，逐渐凝结在管道内，使管道有效输气管径缩小，甚至堵塞管道。造成供气能力的普遍下降或地区性停气，不能保证可靠供气。因此，在发展城市管道煤气时应将煤气的净化作为一项重要的课题认真加以解决，以保证输配系统安全、可靠运行。
关键词：焦炉煤气杂质；输配系统；影响
1城市煤气的组分变化及质量要求（标准）
（1）煤气的华白指数波动范围，一般不超过±5%；（2）煤气燃烧性能的所有参数指标，应与用气设备燃烧性能的要求相适应；（3）低热值应大于14.7MJ/m3；（4）含氧量小于1%（体积比）；（5）一氧化碳（CO，足无色、无臭、有剧毒的气体）城市煤气中一氧化碳含量应小于10%；（6）城市煤气应具有可以察觉的臭味，无臭或臭味不足的煤气应加臭，其加臭程度符合下列要求：有毒煤气泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度之前应能察觉；无毒煤气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%的浓度时，应能察觉。（7）焦油和灰尘含量应小于10mg/m3；（8）硫化氢（H2S）含量应小于20mg/m3；（9）氨含量应小于50mg/m3；（10）萘含量应达到冬季<50mg/m3；夏季<100mg/m3；
2焦炉煤气的杂质处理与质量要求对比
焦炉煤气做为城市煤气外供使用，必须对其按照工艺要求将荒煤气中的焦油、氨、萘。硫化氢等杂质脱除满足输配管网和燃烧使用的要求。
（1）焦油及灰尘：焦油是一种由许多物理、化学性质各不同的物质组成的混合物，焦油粘性较大，易和灰尘粘在一起，粘堵管道和用气设备。为防止管道和用气设备的粘堵，国标要求煤气中的焦油和灰尘含量小于10mg/m3。电捕焦油器在正常工作情况下，煤气中焦油可被除去99%以上，但由于煤气中的含氧量难以控制，运行费用高，多数气源厂不愿开或时开时停，造成焦油含量超标，用气设施粘堵。
（2）氨：氨是一种具有特殊刺激性气味的无色气体，易溶于水，其水溶液呈强碱性。氨对各种铜及铜合金燃气设施及其用具有腐蚀作用，且燃烧时产生的NO和NO2等有害气体影响人体健康，并污染环境。因此国标要求氨在城市煤气含量中不大于50mg/m3。
（3）萘：萘是一种很易升华的化合物，从焦炉出来的荒煤气经终冷，洗氨和洗苯后，煤气中萘含量仍高达200-500mg/m3，未达到国标要求。煤气长距离输往城市，煤气温度不断降低，气态萘即冷凝析出。煤气中的绝对含萘量大于管道中煤气温度相应的饱和含萘量时，达饱和部分的气相萘以结晶状态析出，积于管壁，煤气管道易被堵塞
（4）硫化氢：硫化氢（H2S）是一种有毒、具有酸性和特殊恶臭的气体，在煤气的杂质中数其危害最大。当空气中含有1%时就能使人致命。对于管道和设备有强腐蚀作用，在燃烧时产生二氧化硫等有害气体，影响人身健康，并污染空气。
3杂质对输配系统的危害程度分析
3.1对气柜的危害
由于煤气中的硫化氢溶于水形成氢硫酸对气柜塔节、钟罩的壁板产生强烈的腐蚀，造成穿孔漏气，增加了维护费用。萘在气柜出气管弯头沉积，阻塞管道，使煤气流量减小，影响稳定供气。由于萘在进口蝶阀阀瓣处积聚，使阀门关不严，易发生气柜内煤气超过储量上限的安全事故。
3.2管道及其设施的堵塞分析
以输送人工煤气为主的输配管道，由于煤气里含有水蒸气，温度降低会使其中的水蒸气凝结成水而流入凝水缸如果凝结水不及时抽出，就会阻塞管道。焦炉煤气制造时伴生的萘（C10H8）净化不好时温度降低就凝成固体，附着在管道内壁使其流动断面减小，易发生堵塞故障，增加官网维护费用。
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3.3调压器堵塞及故障分析
由于杂质的粘结堵塞与腐蚀造成调压器压力失调，维修频繁，皮膜老化破裂，影响正常供气。
（1）雷诺式调压器的影响分析：
中压辅助调压器的喷嘴最易被堵，随着萘结晶体的积聚，喷嘴被堵，中压（P1）不能按需要进入平衡器，平衡器皮膜压力降低，杠杆受铁砣的重力作用而下移，致使调压器阀口开大，形成超压送气，严重影响供气安全。
针形阀被萘结晶堵塞，形成超压供气故障。其超压供气的原因与中压辅助调压器，喷嘴堵塞相同，排除不及时会出现超压供气，严重时会出现中压供气，给人民生命财产带来重大损失。
过滤器被萘结晶体堵塞会导致供气不足，其故障判断较难，因为在过滤器与主调器之间一般不安装测压装置，压力表均安装在过滤器之前的中压管道。因此压力表显示中压，而过滤器被阻塞，低压记录仪反映的压力难以判断故障，应考虑过滤器问题。
3.4煤气表的影响分析
煤气表的设计制造也和其它煤气设施一样，是以煤气成分符合国标的前提下设计的，但由于杂质含量严重超标，特别是硫化氢腐蚀作用大；萘、焦油等粘结堵塞，将会造成煤气表的皮膜老化，传动部位的中轴与连杆卡死，焊接部位开焊等造成煤气表不走。分析其原因，一般死表主要是由于表内立轴与膜盒上的焊口开焊，造成气室停止进、出气所致，但也有部分是腐蚀严重，杂质粘结牢固，运转阻力增大造成开焊。由于表使用时间长，煤气中有害物质硫化氢、萘、二氧化碳、焦油、水蒸汽等将表内零部件腐蚀，再加上表属封闭型运转，平时无法加油和维修，使各部位严重腐蚀或锈蚀、粘死、增大运行阻力造成焊口开裂停止运转即死表，以致使煤气计量不准，慢表、死表增多；维修频率高，既影响用户使用，又影响企业的经济效益，同时也给计量管理带来不少矛盾。
煤气出厂计量装置也因焦油和其它杂质粘附，通气孔变小，较好、准确的计量工作根本无法实施。煤气工程设计安装的孔板流量计，由于杂质含量严重影响，运行不到一年就全部堵塞，造成风机增压，温度升高，供气停止，无法使用，最后又不得不全部拆除该系统报废。
3.5阀门及其设施的影响分析
由于萘含量的增大及其在运行管网内的积聚造成局部管道堵塞，使闸板阀常闭的无法开启，常开的无法关闭，均满足不了正常的设计和运行要求，硫化氢，水蒸汽的大量存在加速了蝶阀橡胶密封圈的腐蚀，使用不到一年的蝶阀已不能正常使用，起不到应有的作用，给整个输配系统的运行管理造成负担，象带气作业，改线、移线、接线、系统抢修，正常维修作业均增加了极大难度，并造成中压干管维修一处，全线停气的被动局面。每年投入阀门及其设施的维修费就高达十万余元。
4改进城市煤气质量的对策
（1）政府主管部门应按照市场经济的原则，制定优质优价、劣质低价、不合格不计价，以促使净化管理单位搞好工作，否则，对于不执行者也将对净化单位领导纳入任职目标考核要求。
（2）城市煤气的设计部门应根据日前国内实际情况和输配运行现状，在设计时考虑其各种因素，采取必要的、有益的措施，以改进几十年一贯制的传统净化工艺，以提高煤气质量。
（3）对于多数煤气工程立项，设计净化配套，而施工时由于资金缺口而对净化部分项目停建或缓建的在其投产前验收时有关部门及领导应不予放行，否则将会给人民带来生命和财产损失。
结束语：政府主管部门应按照市场经济的原则，制定优质优价、劣质低价、不合格不计价，以促使净化管理单位搞好工作，否则，对于不执行者也将对净化单位领导纳入任职目标考核要求。城市煤气的设计部门应根据日前国内实际情况和输配运行现状，在设计时考虑其各种因素，采取必要的、有益的措施，以改进几十年一贯制的传统净化工艺，以提高煤气质量。
参考文献：
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[2]王斌，江明，李洪涛.焦炉煤气系统在天然气转换中的技术措施[J].邯郸职业技术学院学报，2005，18（1）：49-53.
[3]张胜超.一种焦炉煤气精脱硫段间换热流程探究[J].工程建设与设计，2017（14）：122-123.
论文作者:姚永存,晋常兵
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/13
标签：煤气论文; 焦油论文; 杂质论文; 调压器论文; 焦炉论文; 管道论文; 硫化氢论文; 《基层建设》2018年第20期论文;