鼓冷槽區氨水系統減少渣滓堵塞的方法和措施

宋冬

(唐山首鋼京唐西山焦化有限責任公司河北省煤焦化技術創新中心，河北 唐山 063200)

0 引言

某焦化公司煤氣凈化系統與2×70 孔7.63 m 復熱式焦爐年產210 萬噸焦炭生產能力相配套，煤氣處理量最大125 000 Nm3/h，正常96 569 Nm3/h，鼓冷槽區建有相配套的氨水系統為焦爐提供循環氨水噴灑。

由氣液分離器分離下來的焦油和氨水首先進入到焦油渣預分離器，在此進行焦油氨水和焦油渣的分離。在焦油渣預分離器的出口處設有篦篩，大于8 mm的固體物將留在預分離器內，沉降到預分離器的錐形底上，通過焦油壓榨泵抽出，在焦油壓榨泵中固體物質被粉碎，被送回到焦油渣預分離器的上部。

從焦油渣預分離器出來的焦油氨水進入焦油氨水分離槽，在此進行氨水和焦油的分離。在焦油氨水分離槽的下部設有錐形底板，利用溫度和比重不同，焦油沉向底部，通過就近布置的焦油中間泵抽出送至超級離心機進一步脫水，脫水后的焦油自流到焦油槽，通過焦油泵送往油庫焦油貯槽。多的氨水自流入剩余氨水中間槽進一步脫除氨水中的油渣類物質，再流經氣浮除焦油器進入剩余氨水槽，最后用泵經剩余氨水過濾器后送至下一道工序蒸氨[1]。

1 氨水系統出現的各類渣滓堵塞問題

由于大型焦爐普遍存在在上升管處結料較多的情況，在人工杵料的過程中結的料會隨循環氨水進入到鼓冷槽區氨水系統。這些結的料就是氨水系統里的渣滓來源，在槽區氨水系統中過多的渣滓會造成氨水系統設備、管道各處堵塞，不利于生產的穩定運行。

1.1 焦油壓榨泵入口堵塞

焦油渣預分離器下面安裝的焦油壓榨泵入口經常出現堵塞，一旦堵塞焦油壓榨泵就不能正常工作，無法將大塊的焦油渣粉碎為小顆粒狀。這樣會造成預分離器內部的渣滓越積越多，嚴重時預分離器底部錐形體會出現堵塞的情況，不得不將其整個停用進行清渣，工作難度將會大大增加。

1.2 焦油中間泵堵塞

按正常流程焦油氨水分離槽內槽沉降的焦油由中間泵抽至超級離心機進行三相分離，由于渣滓過多且渣滓塊較大時容易造成中間泵頻繁堵塞不上量，嚴重時會將整個分離槽的底管堵死，導致氨水系統里的焦油無法及時分離，最終會導致循環氨水噴灑帶油，堵塞噴頭，后續剩余氨水系統也會造成含油渣過多，極不利于生產的穩定。

1.3 倒用分離槽時底管堵塞

在初期設計時設有AB 兩個焦油氨水分離槽，焦油中間泵輪流倒用抽取其中一個分離槽底部焦油，這樣會導致在抽其中一個分離槽底管時另一個分離槽底管長時間不被抽取。若同時開兩個分離槽一起抽油，則始終會有一個分離槽底管因抽液的阻力大而不過液，還是會導致其中一個分離槽底管長時間不被抽取，焦油渣時間稍長點就會沉積堵塞分離槽底部，造成中間泵不上量，影響正常生產。

1.4 剩余氨水換熱器板冷堵塞

由于剩余氨水油水分離效果差，最終油渣混合物會在剩余氨水換熱器的板冷中沉積，由于板冷的板片之間空間很小極易形成堵塞，嚴重影響板冷的換熱效果和剩余氨水的通量，給板冷的板片清理增加巨大的工作量，需要耗費大量的人力物力，增加檢修費用。

2 減少渣滓堵塞的方法和有效措施

2.1 從源頭抓起，優化焦爐杵料操作

氨水系統渣滓堵塞的源頭來自于焦爐，通過認真分析發現，焦爐在安排人員杵料時采取周一至周五杵料節假日休息的模式，尤其在長假過后杵料時焦油中間泵堵塞情況明顯增多，且壓榨泵前過濾器清理出來的渣滓塊明顯增大，短時間內給生產造成極大壓力。通過合理安排，優化焦爐的杵料操作，每天均勻地杵料，防止長時間不杵料積料增多、變大，盡量保障每天渣滓產生量恒定，使生產更平穩。

2.2 優化壓榨泵操作，減少壓榨泵堵塞

壓榨泵運行時沒有流量監控，且抽渣的同時也夾帶著氨水，不易判斷是否上量，一旦不上量堵塞了不及時清理，壓榨泵就失去了作用，時間長了就易堵預分離器的錐形底管。通過摸索形成了靠壓榨泵電流來判斷壓榨泵是否在正常工作的經驗，當壓榨泵電流在60% 以上時表示壓榨泵處理渣滓較好，有一定的負荷，一旦壓榨泵電流低于60% 則表示過渣較少甚至堵塞不過渣，負荷較低，此時需要停泵拆入口過濾器進行清理。通過此項操作大大提高了壓榨泵的工作效率，有效保障了渣滓的粉碎處理。

2.3 對預分離器出口篩板底部間隙進行封堵

通過查看圖紙發現預分離器的出口矩形篩板的外框兩側是通過焊接固定在預分離器的圓筒體上的，但篩板的底部與出口筒體側存在20 cm 寬的間隙，當焦油氨水夾帶著渣滓進入分離槽時由于水流較大，氨水會帶著渣滓從底部的間隙直接進入氨水分離槽，而不是往下沉降至錐形底而進入壓榨泵，這樣導致大部分的渣滓實際上并沒有經過壓榨泵的處理就進入了分離槽，導致分離槽大塊渣滓增多，增加了堵塞的概率。通過停用分離槽后，進入內部對篩板底部的間隙進行了焊接封堵，將所有間隙堵死，投用后確保了渣滓全部進入壓榨泵進行粉碎處理，減少了大塊渣滓的堵塞。

2.4 分離槽底管增設放渣槽，中間泵入口增設過濾器

渣滓過多時中間泵需要頻繁清理，在開備用泵清理中間泵時備用泵也會堵塞，若清理不及時，時間一長渣滓就會堵塞焦油氨水分離槽底管，時間過長時通蒸汽或氨水都疏通不過，若分離槽內的焦油不及時被中間泵抽出會導致分離槽油位過高，循環氨水帶油會增多，嚴重時會堵塞焦爐的循環氨水噴頭，影響循環氨水噴灑量，造成生產被動。改進措施：一是在中間泵入口管道上增加一個體積較大的過濾器，一次多儲存、多清理渣滓，減少清泵的頻次，延長清理的周期；二是在中間泵入口引分支管道進新增的放渣槽，如圖1 所示，其中虛線框是新增的放渣槽。一旦發現渣滓多且清理不過來時及時將含渣高的焦油混合物泄至放渣槽，將底管中的渣滓放出來，渣滓在放渣槽內沉積、分離，后期再清理渣滓槽，通過此操作避免了需人工捅槽底管的操作，大大降低了安全風險，為解決焦油渣頻繁堵分離槽底管提供了一種方法，保證了生產的穩定、連續。

圖1 新增放渣槽后的工藝示意圖

2.5 延長超級離心機出渣時間，穩定分離槽油位

由于分離槽底管在不流動時易出現渣滓堵塞，其中一個分離槽長期通過焦油中間泵將內部油倒至另一個分離槽，另一個分離槽的油通過另一臺焦油中間泵進超級離心機，超級離心機盡量多開機工作，一直保持出渣，以此來盡量減少氨水系統的渣滓。在分離槽油位偏低時，將超級離心機產出的焦油切進分離槽入口氨水管道上，讓焦油打回流，以此來保持分離槽的油位。通過此操作分離槽的油位可以得到非常穩定的控制，渣滓也得到了最大脫除，極大穩定了氨水系統的運行。

2.6 剩余氨水中間槽隔板式改為內外槽式

為了減少油渣對板式換熱器的堵塞，穩定后續生產，對原設計的隔板式剩余氨水中間槽進行了改造升級，更換為內外槽結構形式，如圖2 所示，內槽的泄油管通過底板直接穿過外槽筒體而出，方便、快捷地排出沉積的油渣，很好解決了剩余氨水中含有油渣的問題，大幅縮短了板式換熱器的檢修周期，延長了設備的使用壽命，降低了維修費用[2]。

圖2 內外槽結構的剩余氨水中間槽示意圖

3 結語

通過各種優化操作和改進措施的實施，槽區中間泵的清理頻次由改進前的每月平均清理50 次減少到目前的每月平均清理6 次，且大塊渣滓已基本消除，焦油氨水分離槽底管也不會發生堵塞，很好保證了槽區氨水系統的穩定運行。同時，極大降低了槽區崗位人員和維修人員的工作強度和工作難度，減少人力物力，創造明顯的經濟效益和環保效益。