摘要：论述了采用集中式煤气液封替代传统的筒式煤气液封的技术方案、控制要点、改造效果。

关键词：焦炉煤气；  液封；  改进

Improvement of Subsidiary Fluid Seal in Coke Oven Gas Transmission Pipeline

Abstract: The technical scheme，control points and reconstruction efficiency  of centralized fluid  seal instead of cartridge fluid seal are described．

Key words: coke oven gas；fluid seal；improvement

1概述

西来峰焦化厂是神华乌海能源公司西来峰循环经济产业园区的重点建设项目，也是内蒙古自治区确定的乌海市发展循环经济的示范项目。一期l00×10⁴ t／a捣固焦项目工程于2005年3月开工建设，2006年7月建成投产。二期200×10⁴ t／a捣固焦项目工程于2008年4月1日开工建设，2009年11月建成投产。

一期采用2×72孔JNDK43-99D型捣固焦炉，生产规模为100×10⁴ t／a；二期采用4×55孔JNDK55-05型单热式5．5 m捣固焦炉，设计生产规模200×10⁴ t／a，有相配套的煤气净化等设施，经脱萘、脱硫、脱氨、脱苯等工艺处理后，硫化氢含量在20 mg／m³以下的焦炉煤气除了供焦炉加热外，剩余煤气合成甲醇。

2 改进原因

按原设计，煤气输送主管道上的附属液封一期有6个(其余液封为设备专用液封)、二期有8个(其余液封为设备专用液封)；每个液封都设有放散管、下液管、溢流管、排液管及蒸汽管等附属管道，所有下液最后经溢流管流至酚氰废水管道汇合至污水处理站。原设计中液封管道连接见图l。

我们在使用中发现，液封的各连接管在冬季因气温低、过液量小易发生堵冻，为了保证液封液面高度及液封保温，需不断采用蒸汽清扫，工作量大，任务繁琐，同时还具有一定危险性；在夏季因气温高，从溢流管流出的冷凝液受热而增大挥发量，造成环境污染(因冷凝液中夹带氨气等有害物质)。

原设计液封的以上缺陷，给现场的安全生产管理工作留下隐患，不仅对安全文明清洁生产的推行造成阻碍，还严重影响生产系统的工艺稳定。鉴于此，急需对煤气主管上的附属液封进行改造。

3 技改路线

通过略带坡度的管道(连通管)将各煤气下液管连接起来，用设置在末端的U型液封代替原有的多个煤气液封，U型液封是连接煤气下液管和进入机械化氨水澄清槽的一个装置，该装置有一定高度的水柱，防止煤气下液管系统中气体窜入机械化氨水澄清槽。在管道始端通入连续流动的热氨水对管道进行冲洗、保温；在各煤气下液管上预留蒸汽接头，用于定期对下液管道进行清扫。从U型液封出来的氨水、煤气下液等混合液通过管道引入机械化氨水澄清槽，根据物料密度的不同，将焦油、氨水及焦油渣进行分离。在槽内分为三层：上层为氨水，中

层为焦油，下层为焦油渣，沉淀在槽底的焦油渣由刮板输送机排出槽外，焦油则通过液面调节器流至焦油槽，澄清后的氨水经上部溢流至循环氨水槽，送往后续工段使用。改造后的集中式液封管道连接见图2。

4 新流程的控制要

4.1 改造处理能力的计算原则

①改造后U型液封有效高差应大于等于下液管处的最高煤气压力对应的液柱高度。

②各煤气下液管始末端高差h_n应大于等于连通管起始端煤气下液管始末端高差h₁。

③连通管截面积应大于下液及循环氨水总量在自流状态下所需截面积。

4.2 设备制造要求

①管道应尽量采用厚壁无缝钢管。

②管道连接焊缝采用比钢管材料高——级的焊条焊接。

③管道应尽量顺液体流动方向有不小于3‰的坡度。

④管道所用弯头的材质应与主管的材质相同，厚度相同或高一等级。

⑤施工完成后，应通过试验，合格后方可投用。

4.3 改造后装置的操作要点

①定时巡检。定时检查U型液封，确认有液体通过(判断方法：U型液封两侧温差≤l℃；听管道有液体流动声响。

②定期清扫。定期对煤气下液管进行清扫。清扫时需注意：

a．整个集中式液封上的煤气下液管应逐一清扫，尽量避免多个下液管同时清扫。

b．清扫时，应先接通蒸汽，后关闭下液阀；清扫结束时，先打开下液阀，后关闭蒸汽；开关蒸汽时应慢开快关。

c．清扫务必彻底，即每次清扫须确认扫通，以保证清扫效果(可通过摸阀门两侧温度、听管道声响等手段确认)。

③及时观察。经改造后的集中式液封投用后，相关岗位的当班员工应关注指标变化(特别是煤气压力变化)，防止因液封堵塞引发事故。

④定期开大循环氨水量，对管道进行冲刷，确保管道畅通。冲刷时应遵循大流量、短时间的原则。

⑤因检修工作需要，需停止循环氨水时，须提前将循环氨水源控制阀关闭；循环氨水恢复供应后，应及时将循环氨水源控制阀开至合适开度。

5 装置投用后运行效果

5.1 改造后效果

a．因管道密闭，废液、废气不再与大气直接接触，彻底解决了废液、废气污染环境，在大气流动性较差区域聚积的隐患。同时还改善了员工的工作环境，降低了职业病发生的可能性，有利推行安全清洁生产。

b．因管道带坡度且截面积较大，避免了因煤气下液突然增大，下液无法及时排除所导致的煤气压力波动等问题，增加了系统抗干扰能力。

c．因集中式液封采用较高温度的循环氨水(75℃左右)连续冲刷，解决了下液管道冬季因气温低出现冻堵的隐患。

d．因集中式液封连续运行，人工清扫次数减少，减轻了员工的劳动强度，降低了事故风险。

e．煤气下液与冲刷的循环氨水汇合后进入机械化氨水澄清槽，与剩余氨水一道经过多次处理后再进入污水处理站，减轻了污水处理站的生产负荷，有利于环保工作的开展。

5.2 改造前后节能降耗的控制

①改造前的原设计液封

首先，需不时地往槽内补清水以保证液封效果，浪费清水。其次，冬季需常用蒸汽对液封相关管道进行清扫以确保其畅通及保温，浪费蒸汽。

②改造后的集中式液封

焦炉煤气输送管道附属液封改造后，因循环氨水连续流动，不需往系统内补清水，节约了水资源；因清扫次数减少，节约了蒸汽。

6 下一步改造的研究与展望

此次改造虽然效果显著，但仍有改进的余地。为此，我们下一步研究的内容主要有：增加温度计、压力表，提高员工巡检过程中问题判断的科学性和准确性；增加自动调节阀装置，定时调节循环氨水流量，当循环氨水供应突然中断时，自动调节阀将连锁切断循环氨水出口阀，避免冷凝液回流到循环氨水系统；进一步减轻人员劳动强度，降低事故风险。

7 结论

我厂一期煤气管道附属液封自2008年8月改造完成投用、二期煤气管道附属液封自2010年9月改造完成投用，分别平稳运行四年多和两年多，未出现任何不良现象，由此可以证明此项改造是成功的。此项改造不仅能节约清水、减少能耗、降低运营成本，还能减轻劳动强度、改善劳动环境、预防职业危害、避免环境污染、消除安全隐患，效果十分明显。

本文作者：郭亮东 李月馨 陈德云 彭景

作者单位：神华乌海能源有限责任公司西来峰煤化工分公司焦化厂