横管初冷器运行中存在的问题及解决措施_裴振

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4 设备阻力过大的原因及解决办法
4.1 设备阻力大的原因
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热 、 快速放热及蓄热密度高的性能 。
参考文献
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(1)采用先进的防腐涂料 采用综合技术性能较好的 CH-784 碳钢水 冷器防腐涂料 。 该涂料用 604环氧树脂和改性三 聚氰氨甲醛树脂成膜 , 其他原料有铝粉 、 锌粉 、 三氧化二铬 、 磷酸锌等 , 底漆和面漆配套使用 。 CH-784涂料具有较好的耐水 (特别是海水 )、 耐热 、 耐温变 、 耐磨 、 耐腐蚀性能 。经过某焦化 厂的生产实践 , 有效地减轻了初冷器管束的腐蚀 和穿孔 。 (2)加入高效的缓蚀剂 一般采用 HPMA和 HEDP有 机复合水 处理 剂 , 药剂在水溶液中 , 分子中的羟基官能团发生 部分电离 , 形成带负电荷的羟基阴离子 , 这些离 子与钙 、 镁和铁等离子形成螯合物 , 吸附在 CaCO2等晶粒上 , 使晶格畸变 。 结晶中由于掺杂了 大分子的 聚合物 , 使沉 积在金属表面的 垢层疏 散 , 从而起到阻止硬垢生成的作用 。而药剂中的 有机磷酸分子不仅能与 金属离子形成六 环螯合 物 , 抑制碳酸钙 、 水台氧化铁和磷酸钙等水垢的 生成 , 同时由于这些螯合物沉积在金属表面 , 使 金属表面形成一层保护膜 , 起到缓蚀作用 。
(2)循环焦油喷洒量不足 , 喷洒液质差 喷洒管孔径小 , 堵塞频繁 。喷洒用冷凝液中 含焦油 、 焦粉 、 煤粉 , 管道中又积有铁锈 , 极易 形成堵塞物 , 使喷洒量减小和喷淋密度不够 , 换 热管外沉积的焦油和萘越来越多 。对于横管式冷 却器 , 其喷洒液为焦油和氨水的混合液 , 轻焦油 含水量高会造成冷却水分富集于循环液中 , 降低 轻焦油溶萘 、 洗萘的能力 , 从而造成萘沉积 , 增 加设备阻力 。 (3)初冷后煤气温度过低 初冷后煤气温度越低 , 沉积在换热管外壁上 的萘越多 , 而且温度低还 影响冷凝液的 洗萘效 果 , 造成初冷器阻力上升加快 。实际操作也表 明 , 初冷后煤气温度低于 20℃时阻力上升加快 。 4.2 采取的措施 (1)控制焦炉操作指标
Problemsexistingintheoperationoftraverse-pipe primarycoolerandsolutions
PeiZhen DouJiping LiPengyuan XuZhe LiuBinhe (SionsteelAnshanResearchInstituteofThermo-energyCo., Ltd.)
万 雪 编辑
(上接第 8页 ) (1)炼焦配煤细度大 , 冷凝液中渣多 为充分开发利用煤资源 , 捣固焦生产越来越
广泛 , 炼焦配煤的细度提高到 80%以上 , 特别捣 固生产出现异常时 , 大量煤粉随荒煤气进入横管 式初冷器 , 与萘微晶一起被焦油粘结而生成粘稠 不宜流动的结合体 , 这种结合体最终导致横管初 冷器管间堵塞 。 另外一些焦化企业因采用焦炉无 烟装煤技术 , 大量煤粉 、 焦粉及管道的锈蚀物随 煤气进入初冷器 , 与冷凝液中的焦油一起形成团 状物 , 造成喷洒管堵塞 。
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横管初冷器运行中存在的问题及解决措施
裴 振 窦吉平 李鹏元 徐 喆 刘槟赫
(中钢集团鞍山热能研究院有限公司 )
摘 要 分析了横管初冷 器生 产运 行中 出现 结垢 、 腐 蚀 、 堵 塞的 原因 , 提 出了 循环 水水 质 、 工艺 操作参数及喷洒液配比是非常重要的因素 , 并提出相应的解决措施 。 关键 词 初冷器 循环水 结垢 腐蚀 堵塞
(4)初冷器下段的 沉积物含有有机 物和循 环水中的异养菌 、 铁细菌和硫酸盐还原菌等 。 因 低温水中 的硫酸根浓度较 高 , 管内的沉 积物又 多 , 这为硫酸盐还原菌在垢下滋生繁殖和发生腐 蚀创造了良好的环境 。阳极发生铁溶解 , 阴极靠 硫酸盐还原菌氢化酶的 作用可将硫酸根 进行还 原 。发生细菌腐蚀时 , 水中的氢氧根离子将会过 剩 , 初冷器下段冷却出水的 pH值略高于进口 。 3.2 采取的措施
(2)水中的氯离子吸 附在管壁上形 成蚀孔 核 , 加快了孔内的腐蚀速度 。 氯离子极易在钝化 膜不连续或有硫化物 (如 MnS)的管壁上形成可 溶性氯化物 , 即蚀孔核 。蚀孔核形成后 , 孔内电位 较负 , 而孔外的电位相对较正 , 孔内外就构成了小 阳极 、大阴极的电偶腐蚀电池 。 由于小阳极的电
保持循环液泵的喷洒量和喷头的雾化程度 , 一般横管式煤气初冷器的喷淋密度设计要求不低 于 3m3 / (m2 h), 以保证充足地洗液冲刷 。 喷洒 液要求焦油的含水为 (40 ±10)% , 必须保证轻 焦油质量稳定 , 因而要加强轻焦油补放系统的操 作 , 控制补油 、 放油的数量 , 降低轻焦油的含水 量 。加强初冷器的清扫 , 定期采用热氨水和热煤 气清扫 , 清扫期间适量补充新氨水 。
严重 , 设备阻力大 , 严重影响了煤气系统的稳定 运行 。
2 设备结垢的原因及解决措施
2.1 设备结垢的原因 (1)冷却温度及水 中盐的含量直接 影响设
备的结垢 冷却水流速一定时源自文库, 水温越高 , 垢沉积速度
越快 , 特别是换热器的壁温较高处 , 或局部产生过 热部位 , 都会使水中微晶盐类的结晶过程温度高 。
Abstract Analyzedthereasonsofscaling, corrosionandjammingoftraverse-pipeprimarycoolerin operation, andputforwardthatthecirculatingwater, processoperationparametersandsprayratioare theveryimportantfactors.Putforwardthecorrespondingsolutions. Keywords primarycooler circulatingwater scaling corrosion jamming
(2)冷却水质差 冷却水的硬度大 , 含沙量高 。水的硬度大造 成初冷器换热表面上生成密实的碳酸盐沉积层 。 计算表明 , 在换热表面上 CaCO3 层的厚度由 0.2mm 增加到 2mm使传热能力降低约 20%。使用含杂质 多的冷却水 , 会使冷却管的水缓区有大量的泥沙 沉积 , 造成粘泥生长 , 冷却管内形成污垢 。 2.2 采取的措施
煤在焦炉中干馏时 , 产生大量的荒煤气 , 从炭 化室经上升管出来时的温度大约为 650 ~ 700℃, 其中含有大量的水汽 、焦油气 、硫化氢 、氰化氢 、苯 族烃等物质 。 在桥管和集 气管中喷洒大 量的氨 水 , 使煤气温度冷却到 82 ~ 90℃。 荒煤气在鼓气 机的抽引和压送下进行煤气精制 , 除去和回收煤 气中各种物质 。煤气首先在初冷器中进行冷却 , 温度由 85℃降至 25℃以下 。 其目的是将煤气中 大部分的水汽 , 焦油气 、萘等物质冷凝下来 , 这可 简化以后的煤气精制工序 , 减小煤气体积 , 减少鼓 风机的吸入量 , 降低功率 。 选用高效的煤气初冷 器 , 尽量地降低初冷器的冷却温度 , 才能实现上述 目的 。 横管式初冷器替代立管式初冷器 , 从 80年 代末开始应用 , 在应用中取得了许多宝贵的经验 , 同时也暴露出了一些问题 。
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(1)控制冷却水出水温度 , 降低盐含量 在生产过程中根据煤气量及初冷器上下段换 热面积 , 合理确定中低温水量 , 防止初冷器上段 或下段出现过负荷现象 。 设备选型应与冷却介质 相匹配不宜过大 , 反之换热面积偏大 , 冷却水用 量降低导致中温水的进出口温度升高 。水的硬度 超过 (400 ~ 450) ×10-6 (CaCO3 计 )时 , 水 温在 40℃时已进入水结垢区 , 若出口温度过高 会加剧钙 、 镁水垢的生成 。因此必须严格控制 , 保证中温水出口温度不高于 45℃。 由于水经过 不断地蒸发 和浓缩 , 使水 中的盐类浓度 不断增 大 , 达到饱和或过饱和程度 。 同时水中又含有悬 浮物 、 胶体等杂质 , 在较高的温度下极易在管道 内壁析出固相 的沉淀物 (硅 酸盐水垢 、 硫酸盐 水垢 、 碳酸盐水垢 )。因此需要根据循环水的化 验结果定期进行排污与补水工作 , 以降低循环水 中盐类含量 。 (2)对冷却用水进行水质稳定处理 含沙大的水质应安装除沙装置 , 可根据生产 实际状况增设除沙罐或过 滤装置以防止 设备结 垢 , 对循环冷却用水追加阻垢缓蚀剂和杀菌灭藻 剂 , 也可安装静电处理仪 , 对冷却用水进行稳定 处理 。 开路冷却用水出口温度达到结垢区时 , 可 在设备水进口安装静电处理仪 , 由高压静电使水 分子极化 , 达到阻垢的目的 。
流密度很大 , 蚀孔很快加深 , 反应生成的 OH-与 从孔内扩散出的二价可溶性铁离子在孔口生成二 次腐蚀产物 , 反应生成的 FeCl2 发生水解反应时 , 使孔内的酸度增加 , 使蚀孔向深处延伸 。
(3)随着腐蚀的进行 , 蚀孔孔口处水的 pH 值随之升高 , FeCl2 浓度增加 , 水解作用进一步 加强, 阳极的溶解速度加快 , 加速了蚀孔的加 深 , 直至穿透 。
对于顶 装煤 , 焦炉 配煤细度 控制在 (75 ± 3)%, 对于焦炉捣固生产 , 在保持焦炭强度和炭 化室装煤不塌陷的情况下 , 近可能地降低入炉煤 的细度在 80%以下 。 稳定氨水压力 , 一般高压氨 水压力小于 2.2MPa, 在保证焦炭均匀成熟的前 提下 , 尽量降低炉顶空间温度 。
(2)确保设备负荷 , 控制合理的溶液组分 , 加强清扫制度
3 设备腐蚀的原因及解决办法
3.1 设备腐蚀的原因 设备腐蚀主要是孔腐蚀 , 造成设备腐蚀的原
因是电化学腐蚀和微生物腐蚀 。 (1)因水中悬浮物较多 , 管内流速 (0.2m/
s)低 , 初冷器外排水的浊度有时可达 10mg/L, 水中的悬浮物沉积在管壁上而形成腐蚀电池 。 被 沉积物覆盖的管壁缺氧 , 成为阳极 , 未被覆盖并 与水中溶解氧接触的管壁为阴极 , 极易发生电化 学腐蚀 。
1 存在问题
(1)设备结垢 , 传热系数降低 , 水耗增加 , 设
收稿日期 :2011 -01 -13 裴 振 (1976 - ), 工程师 ;114044 辽宁 省鞍山市 。
备洗萘效果差对后续工段影响大 。 (2)设备腐蚀速度快 , 影响鼓风机的正常运转 。 (3 )横管 初冷 器下 液 管 和 冷凝 液 喷 洒管 堵 塞
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