鼓冷槽区氨水系统减少渣滓堵塞的方法和措施

宋冬

(唐山首钢京唐西山焦化有限责任公司河北省煤焦化技术创新中心，河北 唐山 063200)

0 引言

某焦化公司煤气净化系统与2×70 孔7.63 m 复热式焦炉年产210 万吨焦炭生产能力相配套，煤气处理量最大125 000 Nm3/h，正常96 569 Nm3/h，鼓冷槽区建有相配套的氨水系统为焦炉提供循环氨水喷洒。

由气液分离器分离下来的焦油和氨水首先进入到焦油渣预分离器，在此进行焦油氨水和焦油渣的分离。在焦油渣预分离器的出口处设有篦筛，大于8 mm的固体物将留在预分离器内，沉降到预分离器的锥形底上，通过焦油压榨泵抽出，在焦油压榨泵中固体物质被粉碎，被送回到焦油渣预分离器的上部。

从焦油渣预分离器出来的焦油氨水进入焦油氨水分离槽，在此进行氨水和焦油的分离。在焦油氨水分离槽的下部设有锥形底板，利用温度和比重不同，焦油沉向底部，通过就近布置的焦油中间泵抽出送至超级离心机进一步脱水，脱水后的焦油自流到焦油槽，通过焦油泵送往油库焦油贮槽。多的氨水自流入剩余氨水中间槽进一步脱除氨水中的油渣类物质，再流经气浮除焦油器进入剩余氨水槽，最后用泵经剩余氨水过滤器后送至下一道工序蒸氨[1]。

1 氨水系统出现的各类渣滓堵塞问题

由于大型焦炉普遍存在在上升管处结料较多的情况，在人工杵料的过程中结的料会随循环氨水进入到鼓冷槽区氨水系统。这些结的料就是氨水系统里的渣滓来源，在槽区氨水系统中过多的渣滓会造成氨水系统设备、管道各处堵塞，不利于生产的稳定运行。

1.1 焦油压榨泵入口堵塞

焦油渣预分离器下面安装的焦油压榨泵入口经常出现堵塞，一旦堵塞焦油压榨泵就不能正常工作，无法将大块的焦油渣粉碎为小颗粒状。这样会造成预分离器内部的渣滓越积越多，严重时预分离器底部锥形体会出现堵塞的情况，不得不将其整个停用进行清渣，工作难度将会大大增加。

1.2 焦油中间泵堵塞

按正常流程焦油氨水分离槽内槽沉降的焦油由中间泵抽至超级离心机进行三相分离，由于渣滓过多且渣滓块较大时容易造成中间泵频繁堵塞不上量，严重时会将整个分离槽的底管堵死，导致氨水系统里的焦油无法及时分离，最终会导致循环氨水喷洒带油，堵塞喷头，后续剩余氨水系统也会造成含油渣过多，极不利于生产的稳定。

1.3 倒用分离槽时底管堵塞

在初期设计时设有AB 两个焦油氨水分离槽，焦油中间泵轮流倒用抽取其中一个分离槽底部焦油，这样会导致在抽其中一个分离槽底管时另一个分离槽底管长时间不被抽取。若同时开两个分离槽一起抽油，则始终会有一个分离槽底管因抽液的阻力大而不过液，还是会导致其中一个分离槽底管长时间不被抽取，焦油渣时间稍长点就会沉积堵塞分离槽底部，造成中间泵不上量，影响正常生产。

1.4 剩余氨水换热器板冷堵塞

由于剩余氨水油水分离效果差，最终油渣混合物会在剩余氨水换热器的板冷中沉积，由于板冷的板片之间空间很小极易形成堵塞，严重影响板冷的换热效果和剩余氨水的通量，给板冷的板片清理增加巨大的工作量，需要耗费大量的人力物力，增加检修费用。

2 减少渣滓堵塞的方法和有效措施

2.1 从源头抓起，优化焦炉杵料操作

氨水系统渣滓堵塞的源头来自于焦炉，通过认真分析发现，焦炉在安排人员杵料时采取周一至周五杵料节假日休息的模式，尤其在长假过后杵料时焦油中间泵堵塞情况明显增多，且压榨泵前过滤器清理出来的渣滓块明显增大，短时间内给生产造成极大压力。通过合理安排，优化焦炉的杵料操作，每天均匀地杵料，防止长时间不杵料积料增多、变大，尽量保障每天渣滓产生量恒定，使生产更平稳。

2.2 优化压榨泵操作，减少压榨泵堵塞

压榨泵运行时没有流量监控，且抽渣的同时也夹带着氨水，不易判断是否上量，一旦不上量堵塞了不及时清理，压榨泵就失去了作用，时间长了就易堵预分离器的锥形底管。通过摸索形成了靠压榨泵电流来判断压榨泵是否在正常工作的经验，当压榨泵电流在60% 以上时表示压榨泵处理渣滓较好，有一定的负荷，一旦压榨泵电流低于60% 则表示过渣较少甚至堵塞不过渣，负荷较低，此时需要停泵拆入口过滤器进行清理。通过此项操作大大提高了压榨泵的工作效率，有效保障了渣滓的粉碎处理。

2.3 对预分离器出口筛板底部间隙进行封堵

通过查看图纸发现预分离器的出口矩形筛板的外框两侧是通过焊接固定在预分离器的圆筒体上的，但筛板的底部与出口筒体侧存在20 cm 宽的间隙，当焦油氨水夹带着渣滓进入分离槽时由于水流较大，氨水会带着渣滓从底部的间隙直接进入氨水分离槽，而不是往下沉降至锥形底而进入压榨泵，这样导致大部分的渣滓实际上并没有经过压榨泵的处理就进入了分离槽，导致分离槽大块渣滓增多，增加了堵塞的概率。通过停用分离槽后，进入内部对筛板底部的间隙进行了焊接封堵，将所有间隙堵死，投用后确保了渣滓全部进入压榨泵进行粉碎处理，减少了大块渣滓的堵塞。

2.4 分离槽底管增设放渣槽，中间泵入口增设过滤器

渣滓过多时中间泵需要频繁清理，在开备用泵清理中间泵时备用泵也会堵塞，若清理不及时，时间一长渣滓就会堵塞焦油氨水分离槽底管，时间过长时通蒸汽或氨水都疏通不过，若分离槽内的焦油不及时被中间泵抽出会导致分离槽油位过高，循环氨水带油会增多，严重时会堵塞焦炉的循环氨水喷头，影响循环氨水喷洒量，造成生产被动。改进措施：一是在中间泵入口管道上增加一个体积较大的过滤器，一次多储存、多清理渣滓，减少清泵的频次，延长清理的周期；二是在中间泵入口引分支管道进新增的放渣槽，如图1 所示，其中虚线框是新增的放渣槽。一旦发现渣滓多且清理不过来时及时将含渣高的焦油混合物泄至放渣槽，将底管中的渣滓放出来，渣滓在放渣槽内沉积、分离，后期再清理渣滓槽，通过此操作避免了需人工捅槽底管的操作，大大降低了安全风险，为解决焦油渣频繁堵分离槽底管提供了一种方法，保证了生产的稳定、连续。

图1 新增放渣槽后的工艺示意图

2.5 延长超级离心机出渣时间，稳定分离槽油位

由于分离槽底管在不流动时易出现渣滓堵塞，其中一个分离槽长期通过焦油中间泵将内部油倒至另一个分离槽，另一个分离槽的油通过另一台焦油中间泵进超级离心机，超级离心机尽量多开机工作，一直保持出渣，以此来尽量减少氨水系统的渣滓。在分离槽油位偏低时，将超级离心机产出的焦油切进分离槽入口氨水管道上，让焦油打回流，以此来保持分离槽的油位。通过此操作分离槽的油位可以得到非常稳定的控制，渣滓也得到了最大脱除，极大稳定了氨水系统的运行。

2.6 剩余氨水中间槽隔板式改为内外槽式

为了减少油渣对板式换热器的堵塞，稳定后续生产，对原设计的隔板式剩余氨水中间槽进行了改造升级，更换为内外槽结构形式，如图2 所示，内槽的泄油管通过底板直接穿过外槽筒体而出，方便、快捷地排出沉积的油渣，很好解决了剩余氨水中含有油渣的问题，大幅缩短了板式换热器的检修周期，延长了设备的使用寿命，降低了维修费用[2]。

图2 内外槽结构的剩余氨水中间槽示意图

3 结语

通过各种优化操作和改进措施的实施，槽区中间泵的清理频次由改进前的每月平均清理50 次减少到目前的每月平均清理6 次，且大块渣滓已基本消除，焦油氨水分离槽底管也不会发生堵塞，很好保证了槽区氨水系统的稳定运行。同时，极大降低了槽区岗位人员和维修人员的工作强度和工作难度，减少人力物力，创造明显的经济效益和环保效益。