焦爐煤氣管道酚水排放的節能改造

吳海東 張敏 寶鋼工程技術集團公司 周佃民 上海寶山鋼鐵股份有限公司

焦爐煤氣是煉焦的副產品，作為鋼鐵企業中重要的二次能源，通常作為燃料使用。由于焦爐煤氣排水中含有酚、萘等有毒物質，鋼鐵企業一般會在煤氣管道沿途分段設置酚水收集坑，定期通過槽車將廢水送至廢水站。但這種收集方式存在以下弊端：在煤氣管道水封封水作業期間，為確保煤氣的可靠切斷，需保證工業水長時間溢流，造成嚴重浪費；由于酚水坑的容積較小，水封落水作業期間，經常造成酚水外溢，污染環境。

本文通過某鋼鐵企業熱軋廠酚水坑節能改造的具體應用案例，從節能與環保的角度出發，進行了系統設計。實際表明，起到了良好的效果。

1 煤氣管道水封工作原理及操作流程

在煤氣用戶定修期間，上游煤氣管道需要進行可靠的切斷，確保下游檢修人員的人身及設備安全。水封的原理是通過水柱重量產生的壓力（需高于煤氣壓力），來阻止煤氣泄漏至水封下游的管網系統。

水封封水作業期間，打開水封的給水管進水閥門，向得水封充水，使得水封內的液位上升到有效高度（即設計水柱壓力）之上，并通過溢流管開始溢流。此時工作人員通過觀察工業水的溢流情況來判斷水封的有效性。

水封落水作業期間，關閉工業水進水閥，打開水封底部的排水閥，將水封內的水全部排空，煤氣管道恢復通氣。

實際操作過程中，煤氣管道封水期間，為確保水封的有效性，工業水需長期溢流，造成工業水的嚴重浪費；煤氣管道落水期間，由于管道的管徑較大，水封中積存的水量較多，酚水坑容積有限，經常造成酚水外溢，污染環境，同時對酚水的處理也加重了廢水站的負荷。

2 焦爐煤氣酚排放節能改造案例

以某鋼鐵企業熱軋廠焦爐煤氣系統為例：該廠煤氣站共15處焦爐煤氣及混合煤氣水封，均設置有單獨的酚水坑（長×寬×深=2m×1.5m×1.0m），廠內定修期間，溢流所消耗的工業水量較大。

改造思路為設置集中酚水坑，同時設置酚水循環泵及管道，對酚水循環使用。改造工程中，將上述水封的溢流管道通過DN200管道統一收集至新建的集中酚水坑（長×寬×深=6m×5.5m×5.0m）。酚水坑上部設置防爆循環泵2臺，流量Q=60m3/h，可滿足在30分鐘內同時5個水封同時封水的需求。酚水坑設置液位計，具備低液位連鎖停泵，高液位報警的功能。

生產過程中，當一個或幾個煤氣水封需要進行封水作業時，由操作人員開啟給水閥，利用集中酚水坑中的酚水對水封進行補水，各水封溢流水再通過埋地管道回流至酚水坑中循環使用。這種方式不僅節約了工業水的消耗，也消除了酚水外溢，污染環境的問題，大大減少了廢水的產生量。

3 改造后效果

綜合考慮熱軋煤氣站15處水封封水溢流時間及溢流量。折算出每年溢流的工業水量約為50m3/h×24h×60d=72000m3，年節約工業水消耗費用約為21萬元；循環泵年消耗電能2.7萬kWh，折合電耗費用為2萬元。因此每年可產生直接經濟效益19萬元。同時通過改造減少酚水送廢水站處理的相關費用。起到了節能及環保效果。

4 結語

應用實踐證明，煤氣管道水封酚水循環利用的方式在技術上可行，經濟上合理。節約工業水消耗的同時消除了環境污染隱患，降低廢水站對酚水處理的負荷，具有推廣使用價值。