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1、初冷器阻塞原因分析及解决办法(河北承钢焦化公司)刘作玲李兆华姜振峰摘要：针对初冷堵塞的现象，分析问题所出的原因在于循环水温度过低。导致初冷 器各段温度分布与设计不符，从而找出合理的解决办法，并提出循环水系统整改方 案，以求对初冷器堵塞的彻底治理。关键词：初冷器循环水水温冷凝液组成一、存在的问题 初冷是煤气净化的基础，只有保证初冷单元正常、稳定的运行，才能实现对煤气的优质净化和化学产品的高回收率。然而，我厂初冷系统自99年lo月份起相继出现了一些问题，具体 表现在：初冷器下液管和冷凝液喷洒管堵塞；三台3000m2横管初冷器阻力增长较快，初冷器倒 用频繁，大大增加了工人的劳动强度，影响焦化系统正常
2、生产。二、原因分析煤气在初冷器中冷却分为三段：热水段、循环水段和低温水段，由于上段热水且前尚无用 户，因此现只开循环水段和低温水段。为了确定初冷器阻力增加主要在哪个部位，我们在初冷 器循环水段后侧壁板备用口处接装测温、测压装置，以分段测初冷器阻力。测量结果如下表1初冷器各段温压测定衰11初冷器 初冷器 初冷器 初冷器 初冷器 初冷器 初冷器人口压力 中段压力 出口压力 上段阻力 下段阻力 中段温度 下段温度KpaKpa Kpa KpaKDa ac160 334 3 50I740 16 23 205149 320 335 1 71 O15 24 205171 4 10 432 239 0 22
3、24 205165 450 478 2 85 0 28 24 205以上数据表明：初冷器阻力增长主要位于中段，即循环水段，根据其它兄弟厂家经验，初冷 器阻力增长主要集中于下段，为什么我厂中段阻力增长如此快呢?这首先在看初冷器各段的 温度分配，情况如下：表2初冷器各段温度控制与设计对照表热水段后 循环水段后 低温水段后I煤气温度 煤气温度 煤气温度l设计值 178130c 140屯 1921屯I实际值820 24 205由以上数据可以看出：循环水段后煤气温度严重偏离设计值，而这一温度的控制尤为重 要，因为在初冷器中煤气由上而下流动的过程中，温度逐渐降低，煤气中萘的饱和含量也随之 降低(不同温度下
4、煤气中萘的饱和含量见下表)，在5055范围内，煤气中的萘基本接近于150该温度下的饱和含量8lZgNm3，此时，开始有萘析出，由于在煤气冷却过程中还有大量的焦 油和氨水被冷凝下来，因此析出的萘全部溶解于焦油中，随着温度继续降低，焦油和氨水冷凝 量减少，致使进一步析出的萘沉积到横管外壁上，降低传热效率，增加初冷器阻力。因此，循环 水段后煤气温度应严格控制，使之不能低于40。然而此温度并不好控制，由于承德地区冬 季寒冷，对循环水水温没有有效的控制手段，所以控制起来比较困难，为此我们只有通过改变 操作来改变初冷器堵塞的状况。衰3不同沮度下煤气中蘩的饱和含袭单位：g，N矗f温度 20f25f30f35
5、I40l45I50l52155lI包和含量l0 4310766 I1315 12190 l3549 I5621 l8738 llo59 l18 38I三、解决办法 正常操作对，控制下段冷凝液槽焦油含量为3540，中段为810。因为中段煤气温度较正常时低，萘主要在中段析出，因此需加大中段冷凝液中的焦油含量，具体作法是：稳定两 台机械化氨水澄清槽的油水界位。保证补充焦油含水不超过50，由两台机械化氨水澄清槽 同时向下段冷凝液槽补充焦油，保证补给量高于设计值。这样下段冷凝液中焦油溢到中段，从 而提高中段冷凝液的焦油含量，改善喷洒液组成。同时，改变初冷器的清扫方式，使用蒸汽清扫，放空管内冷却水，在管内
6、和管间通入蒸汽， 蒸汽通过横管管壁把热量传给粘附在管壁外侧的物体，使之受热剥落，遇管外蒸汽溶化，与冷 凝水一起从下液管流出。使用管内外通蒸汽的方法。不但时间少，还可以减少冷凝水的量，从 而减少对冷凝液组成的影响。通过改变初冷器的清扫方式和改善冷凝液的组成，初冷阻力基本稳定下来，为进一步查找下液管和冷凝液喷洒管堵塞的原因，我们对堵塞物和冷凝液中焦油取样分析，结果如下：采4冷凝液堵毫袖分析结果l焦油 J萘l甲苯不溶物 f硫及硫化物 I襄5冷赣液中焦涟分析垴暴由实验数据可以看出，萘含量高是导致冷凝液管堵塞的重要原因。另外，玲凝液中焦油360T：前馏出量低，甲苯不溶物高，粘度大，当温度足够低时，焦油本
7、身就是导致冷凝液管堵的一个原因。焦油甲苯不溶物主要含有煤粉、焦粉、炭化室顶部热解产生的游离碳及清扫上升管时所带 人的多iL物质。为了确认甲苯不溶物主要源自于煤粉、焦粉还是游离碳，我们曾对多组甲苯不 溶物做了工业分析。结果如下：衰6甲苯不溶韧的工业分析l灰分 1挥发份 )固定碳 I15l分析结果表明，甲苯不溶物主要是游离碳以及少量焦粉和煤粉的混合物。石墨是化学产 品在碳化宣顶部空问热繁的产物，而热解程度与焦炉的加热翩度直接相关，焦炉装煤不满或缺 角会导致炉墙局部温度过高，焦油中苯族烃的含量减少，而高温产物萘、蒽、沥青和游离碳的含 量增加，比重变大，流动性变差；炉顶空间温度高，化学产品热解剧烈，特
8、别是单核芳烃的热解 尤为严重，不仅影响化学产品的质量和组成，还会直接影响到焦油和粗苯的产率。为此，我们从焦炉操作制度上做了进一步改善，一方面尽量装满煤，保证不缺角；另一方 面，在加热高炉煤气中掺混3的焦炉煤气，在保证焦炭均匀成熟的前提下，尽要降低炉顶空 间温度。四、提出循环水系统整改方案 为了彻底治理初冷系统堵塞的问题，我们还准备对循环水系统进行改造，以达到对循环水温度的控制。目前循环水系统存在问题如下：循环水供水温度为32(2，经冷却用户后水温上升至45。C再经冷却塔冷却至32后循环 使用。在实际运行的过程中，由于季节以及早晚温差的变化、用户被冷却介质温度、用户冷却 面积的变化等等因素，常使
9、循环水回水温度偏离4512。如果只通过2144矗抽风式冷却塔来 冷却循环水，那么供水温度也会偏离32C，造成冷却用户介质冷却后温度的波动，如通过开美 一台冷却塔风机来调节循环水温度，供水温度改变幅度又特别大，从而影响生产的稳定运行。 为此需进行以下改造。首先，绘冷却塔风机鄙变频调速，根据出水温度来调节风机转速，变频器转速控制采用4-20raA信号，此信号是由化产中控的DES系统经过PID运算输出的，系统框图如下：其次给冷却塔上水管加旁通，用于补偿由季节性气温变化而引起的回水温度波动。具体如下152结束语：通过一年多的摸索初冷器在水温变化比较大致使煤气在初冷器上下两段温度偏离设计 要求的情况下运行，阻力增长很能快，甚至堵塞初冷器，为此，必须改变上下段冷凝液组成才能 维持其稳定运行，但这也不能从根本上解决问题，而且劳动强度很大。只有保证稳定的水温， 才能使煤气中的萘在初冷器中按设计要求分段析出，从而使初冷器在设计范围内稳定运行。153
初冷器阻塞原因分析及解决办法
