初冷器效果差的工艺改进

摘要： 本文根据宣钢焦化厂煤气净化系统初冷器的现实状况，通过提高初冷器混合液质量，加强循环水质管理，改变初冷器清洗方式和精细化管理等手段，解决了初冷器集合温度高的问题。

关键词：设备管理工艺优化精细化管理

中图分类号：TU81文献标识码： A

前言：集合温度的稳定达标是煤气净化车间提高净煤气质量和提高化产品收率的基础。宣钢焦化厂煤气净化车间二区初冷器采用3台（两用一备）高效横管冷却器，将煤气从80℃冷却到21～22℃。横管初冷器采用三段水冷却和三段混合液喷洒。自2008年投产以来，集合温度不断增高，到2011年三台初冷器全部投入使用，集合温度一直也未达到规程的要求，严重影响后序工段的正常运行，为使集合温度达标，车间从设备及工艺管理两方面着手，解决了困扰化产车间集合温度高的难题。

1 工艺简介

经循环氨水喷洒后温度高达80℃的煤气，从初冷器顶部进入，经过三段冷却，从初冷器底部排出，进入电捕。一段冷却水采用循环水（冬季采用采暖水），二段冷却水采用循环水，三段冷却水采用制冷水。被冷却的煤气和冷却水通过冷却水管壁间接传热，煤气走管内，冷却水走管间。

从焦油氨水分离槽中部分离出含油为40～60％的混合液，对初冷器进行不间断喷洒，用于清除附着在管壁的焦油和萘，喷洒后的液体通过液封进入冷凝液槽。

2 影响初冷器换热效果的因素

2.1、设备方面

2.1.1初冷器冷凝液泵不能满足工艺要求

冷凝液槽汇集了初冷器、电捕排液、小冷凝液槽及蒸氨液下槽液体，在日常生产操作过程中，若提高初冷器的混合液喷洒量，冷凝液泵达不到使用要求，尤其在清洗初冷器Ⅰ段喷循环氨水时开双泵仍要控制喷洒量。

2.1.2 初冷器Ⅱ段入口DN600蝶阀关不严

初冷器Ⅱ段入口DN600蝶阀关不严，在清洗初冷器时为防止水箱盖因压力过大出现漏水现象，需要把初冷器出口截门也需稍开，这样就造成了在清洗初冷器的过程中，清洗温度只能达到60℃左右（规程要求清洗温度≥80℃），导致初冷器清洗效果较差。

2.1.3 初冷器所需混合液量不足

二区混合液泵设计最大量程为60m3/h，向每台初冷器提供使用10―15 m3/h的混合液量，但在实际操作过程中，混合液泵不但供本区域三台初冷器提供混合液，还需对东初冷区域三台初冷器提供混合液，导致初冷器混合液量不足。

2.1.4制冷机使用效果不理想

制冷机在投入使用时冷冻水温度均为11℃左右，到2011年，冷冻水温度均为15℃左右，现在，冷冻水均温更是达到20℃左右，虽然在制冷机保养过程中，对制冷机管道进行了清洗，且补充了部分溶液，但使用效果仍不理想。

2.2、工艺操作方面

2.2.1初冷器清洗效果不理想。

现初冷器清洗方式为：关闭煤气出入口截门、循环水出入口截门（放空水）、打开初冷器顶部放散后初冷器内通蒸汽、喷洒混合液（先Ⅱ段再Ⅲ段最后Ⅰ段喷洒氨水）。

这种清洗方法虽然将大部分横管上的萘、焦油等清除，但在清洗过程中也存在混合液量不足，混合液喷洒不均匀及泄压现象导致横管上的焦油垢不易清除。而且由于初冷器Ⅲ段水温最低，日常使用过程中也不喷洒混合液，随着使用时间的延长，横管上最易形成硬质焦油等，在清洗过程中若仅仅喷洒混合液很难清除硬质焦油，造成初冷器清洗效果不佳。

2.2.2初冷器混合液质量不稳定

焦油氨水分离系统的主体设备为三个焦油渣分离器，两个焦油氨水分离器。汽液分离器分离下来的焦油、氨水和焦油渣一起进入焦油渣分离箱，通过分离箱入口的筛鼓除去焦油渣，除渣后的焦油氨水，由器上部进入焦油氨水分离槽，在此焦油与氨水根据比重差进行分离，焦油沉到容器锥形底部，而氨水积集在容器上部，氨水经溢流通过旁通管流入分离槽外循环氨水槽，多余氨水经外室满流管满流至剩余氨水槽。锥底焦油通过斜插入锥底的焦油管压入焦油溢流瓶进入焦油中间槽，锥底的的渣子及重质焦油，则通过重质焦油泵抽送到焦油渣分离箱进行再除渣。焦油氨水分离槽内分界面上的乳化物即混合液，由该处引出的混合液通过混合液泵送到初冷器的壳程内进行喷洒，以清除挂在冷却管外壁的焦油、萘的粘结物，从而保证初冷器保持高度的冷却效率。

通过对混合液质量取样分析，发现混合液质量波动较大，混合液含油最高达80%，低时到20%，（规程要求40―60%），不能很好的保持在一相对稳定的范围，而且混合液内含细焦油渣较多，造成初冷器混合液喷淋管经常发生堵塞的现象。

通过检查发现造成混合液质量不稳定的主要因素（不考虑配煤比及炼焦生产的影响）主要为焦油氨水分离槽液面波动的影响：由于区域内两个焦油氨水分离槽采用并联使用，混合液、焦油从两个槽子均抽取，底部重质焦油每24小时交替倒槽抽取。初冷器混合液的调节主要靠岗位工现场察看两个槽内焦油液面高度，通过焦油液面的高低来调节混合液质量，当岗位工对重质焦油泵倒槽或日常检查调节焦油液面不及时，就会造成焦油液面波动而使混合液质量不稳定

造成混合液含有细焦油渣多的主要原因是渣箱滚筒口径大，且进入渣箱的焦油氨水流量大、流速快，细焦油渣颗粒来不及沉淀到底部就被带入焦油氨水分离槽，再由焦油渣泵打入渣箱，反复循环，最后通过混合液泵打入初冷器，造成混合液管堵塞。

2.2.3初冷器换热效果差

通过分析在初冷器长期使用循环水过程中，循环水内污泥、凉水架掉落填料、塑料袋及管道本身产生的锈皮等杂物堵塞在水箱盖和横管内，造成循环水流量的降低和初冷器横管换热效果的变差。

检查初冷器Ⅱ段入口水箱盖发现杂物较多（主要为塑料袋、塑料片、锈皮等），这不仅影响到循环水量，同时也造成横管换热效果较差。在对初冷器Ⅰ段进行检查时发现，由于进入Ⅰ段荒煤气温度较高，导致出水温度较高，尤其1#初冷器Ⅰ段（由于离泵较远），顶部三层已被碳酸钙堵死。已无换热效果

3、采取措施：

3.1设备改造

更换一台量程为100 m3/h的混合液泵，同时对各台初冷器安装混合液流量表，保证各台初冷器所需的混合液量。利用清洗初冷器的时机，逐台对各初冷器的Ⅱ段入口DN600蝶阀进行更换，保证了清洗初冷器时的温度。对管道走向进行改造，将电捕排液、小冷凝液槽及蒸氨液下槽液体直接打入渣箱，冷凝液槽只进入初冷器的排液，保证冷凝液泵达到要求。联系制冷机厂家，对蒸汽双效溴化锂制冷机进行了全面的保养，对溴化锂溶液全部进行更换，对管路进行彻底的清洗，并对制冷机所需蒸汽系统警醒改造，保证证冷机所需蒸汽量，使冷冻水温度保持在12―15℃的范围内。

3.2改变初冷器清洗方式

为防止混合液喷洒不均匀（混合液量不够，导致喷洒管前半部分泄压，造成初冷器后半部分清洗不彻底），在清洗初冷器时混合液喷洒管开两根，清洗一段时间后再开另两根，进行交替清洗。在清洗Ⅲ段过程中，现阶段采取加大三段的清洗时间（由3小时延长至6小时），利用初冷器检修时对初冷器Ⅲ段上部（可借用喷洒管口）做满流口引至初冷器液封，将混合液通入至满流口位置，然后通入蒸汽加热。

3.3改变焦油氨水分离槽的使用

将焦油氨水分离槽由并联使用改为串联使用，焦油氨水混合液先进入西焦油氨水分离槽，焦油、氨水经过分离后分别经过各自连通管压入东槽，混合液，焦油由原来的两槽均取改为单槽压取，利用焦油氨水分离槽顶部的焦油液位调节装置及溢流瓶外套筒的高度的调节，将两槽焦油液位保持在相对稳定的范围内，从而实现了混合液由原来人工调节改为自动调节，经过改造后，化验抽取混合液质量，发现混合液含油在45―55%之间，实现了混合液质量的稳定。

3.4改变焦油渣箱的使用

针对混合液含有细焦油渣多的问题，将焦油氨水混合液由原来进入三个焦油渣箱改为进入两个焦油渣箱，将焦油氨水分离槽底部的焦油渣经过焦油渣泵单独打入另一渣箱，同时对该渣箱的筛鼓上孔眼变小，并且将焦油氨水分离槽底部倒槽时间由24小时改为12小时一倒。经过改造后，在渣箱排渣口观察发现，细焦油渣颗粒显著增多，初冷器混合液管也从未发生过堵塞现象。

3.5加强水质管理

首先对初冷器Ⅱ段水箱盖杂物进行清理，同时对初冷器水路进行反冲洗，对凉水架填料进行更换成强度更大的玻璃钢填料，且在填料底部增加钢板网，当填料碎块掉落时，不会落入循环水池内，对凉水池底的污泥定期进行清理，并对砂滤器进行检修，确保循环水干净不带杂物。针对初冷器Ⅰ段存在的问题，首先对碳酸钙结晶进行清除，对三台初冷器Ⅰ段水入口安装流量表及温度表，保证入三台初冷器水量平衡，避免因流量过小、温度过高导致碳酸钙析出。规范循环水加药制度，每天对循环水质进行跟踪，对各循环水池加装补水流量调节阀，确保各循环水池不满流，避免加药后的循环水外排，

4、改进效果

经上述改进后，初冷器集合温度明显得到了改善，实现了初冷器两用一备的状态时集合温度达到了规程的要求，为后续工段的稳定操作打下了良好的基础。