降低橫管初冷器阻力的有效方法
山東博宇重工科技有限公司生產制造維修初冷器多年,積累了大量的經驗,現將公司技術老師講授的降低初冷器阻力的好方法分享給大家,建議大家收藏。
1.煤氣凈化流程
煤氣凈化采用了焦化企業常用的流程,即煤氣→豎管噴灑→橫管初冷器→電捕焦油器→煤氣鼓風機→脫硫塔→洗氨塔→洗苯塔→部分煤氣回爐。另一部分煤氣經常壓脫硫→水洗→氣柜→甲醇。
初冷器承擔著煤氣降溫、除焦油和除萘的多重任務,是煤氣生產中的重要環節,阻力變大后會增加煤氣鼓風機的負荷,降低焦爐負壓煤氣管道的吸力,嚴重時會造成煤氣不能順利導出,影響到全系統的正常運行。一般焦化廠的初冷器阻力較低,通常利用自身產生的輕質焦油噴灑除萘和降低阻力。而我廠由于沒有輕質焦油,因此無法實現連續的正常在線沖洗。這樣,初冷器運行24~48h后就要進行沖洗。若采用噴灑液和蒸汽升溫的方式,一次沖洗時間長,采用了熱煤氣升溫沖洗的方式,可使沖洗速度大大快,且效果較好。但由于沖洗時采用了熱煤氣,造成煤氣中的萘等雜質后移,給洗滌系統帶來無法消除的影響,只能靠間歇清理的方式維持運行。
上述流程盡管有較大的缺陷,但是還可以保持系統的連續運行。但是在2009年底初冷器持續出現的大阻力,煤氣無法正常導出,迫使焦爐放散,后續系統的煤氣質量難以保證。
2.原因分析
2.1 設備方面
我公司初冷器的煤氣進口管位于初冷器頂部正中,頂部噴灑液的10個噴頭安裝在煤氣進口管管的四周,噴頭為DN25的濺液式,噴灑液流量在20m3/h左右,平均每個噴頭的噴灑量約為2m3/h。由于煤氣進口管的直徑大,該流量無法噴灑到煤氣進口管的下方,長時間的積累造成了初冷器頂部積存有大量雜質,只有初冷器邊緣部分的煤氣能順利通過,使得初冷器的操作惡化,過氣量少,進而造成焦爐集氣管壓力高,焦爐爐頂長期放散。不僅惡化了焦爐操作條件和污染了周圍環境,而且損壞了焦爐爐體。
2.2 工藝方面
初冷器運行過程中,采用焦油氨水分離后的部分輕質焦油噴灑煤氣,以冷凝焦油和萘,噴灑液溫度在76℃左右,單臺初冷器噴灑液的流量為30m3/h,分中部和頂部兩路噴灑,但因流量較小,對附著在換熱管壁上的焦油、萘的沖洗效果并不理想,特別是頂部噴灑量小,時間長了就會造成頂部及中下部管間的雜質積存;初冷器沖洗時采用熱煤氣升溫,噴灑液配合沖洗,效果不明顯時也采用蒸汽加熱升溫,少量的噴灑液不足以將頂部及中下部雜質清除,隨著時間推移,積存的雜質在反復升溫、冷卻的過程中物理結構發生變化,致密度及粘度增加,堵塞初冷器加熱蒸汽管線,即使采取蒸汽加熱沖洗,效果也不顯著,造成初冷器煤氣流道截面積減小。
2.3 設計方面
我公司初冷器設計高度30m,噴灑液泵的設計流量120 m3/h,分頂部和中部兩部分噴灑,因初冷器高度問題,在運行中發現噴灑效果并不好,初冷器運行周期短,需要經常沖洗,沖洗下來的液體中含有大量雜質,說明噴灑液量不足,只能增加噴灑液量才能保證初冷器的正常運行。
3.改造措施
3.1 初冷器的改造
將初冷器逐臺與系統隔離進行改造。對于隔離的初冷器,首先在頂部煤氣進口管與噴灑液噴頭之間開口,清理初冷器頂部積存的雜質。同時調大噴灑液噴頭的管徑,并增加側向開口,以增加噴灑量,使能噴灑到煤氣進口管的下方。對頂部蒸汽噴頭也進行了改造,并于噴灑液管道串聯,在頂部不用蒸汽時可兼做噴灑液噴頭,以增加頂部噴灑量和噴灑面積。清理結束后,將頂部開口改造為人孔,便于以后檢查。
3.2 噴灑液管線改造
原來,從噴灑液泵來的噴灑液分為上下兩根管線,分別進入初冷器的頂部和中部噴灑。現將頂部噴灑液管直接接至冷凝液泵,用初冷器等設備冷凝下來的冷凝液噴灑,以增加噴灑量。而來自噴灑液泵噴灑液只噴灑初冷器的中部,改造后流程見圖1。
3.3 工藝控制
由于噴灑液量的增加,工藝控制的參數也有作了如下改變。
(1)現場操作人員應時刻注意初冷器的下液情況,出現堵塞后要及時疏通下液管道,保證下液通暢,防止初冷器底部積液造成煤氣管道內竄液。
(2)在保證初冷器下液正常的前提下,盡量提高噴灑液量。
(3)控制室應時刻注意初冷器上下壓力變化及各溶液貯槽的液位變化,配合好現場工作。
(4)現場和控制室應互相配合,及時調節,保證各溶液貯槽的液位穩定。
4.改造效果
經上述改造后,初冷器系統阻力下降,煤氣輸送量增加,焦爐長期放散的問題得以解決,鼓風機前吸力也明顯降低。同時,由于引入了初冷器等設備的冷凝液噴灑,后續系統的萘沉積也有所減輕。
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