電捕焦油器故障的原因及改進(jìn)措施.doc

電捕焦油器故障的原因及改進(jìn)措施 王廣思（山東市棗莊燃?xì)饪偣?277100）黃長(zhǎng)勝 李成峰（山東兗礦國(guó)際焦化有限公司 272100） 山東兗礦國(guó)際焦化有限公司是由兗礦集團(tuán)有限公司、日本伊藤忠和巴西CVRD三家合資建設(shè)的年產(chǎn)200萬噸焦炭和20萬噸甲醇的煤化工企業(yè)，該企業(yè)拆遷了德國(guó)凱薩斯圖爾焦化廠的7.63m焦?fàn)t及其配套的煤氣凈化系統(tǒng)，新建了年產(chǎn)20萬噸用焦?fàn)t煤氣制甲醇的生產(chǎn)裝置。焦?fàn)t于2006年6月投產(chǎn)，甲醇裝置也于同年12月16日投產(chǎn)，通過一年多的運(yùn)行，對(duì)焦?fàn)t的運(yùn)行認(rèn)識(shí)逐步加深，相應(yīng)的配套裝置也在逐步完善。 由于在德國(guó)原設(shè)計(jì)的焦?fàn)t煤氣只用作燃料燃燒，而我公司需將剩余的焦?fàn)t煤氣用于生產(chǎn)甲醇，因此對(duì)焦?fàn)t煤氣的質(zhì)量要求就更高。從實(shí)際運(yùn)行情況看，煤氣凈化程度不能達(dá)到生產(chǎn)甲醇的要求，為進(jìn)一步提高焦?fàn)t煤氣的凈化程度，我們一方面選擇技改項(xiàng)目的技術(shù)方案，另一方面對(duì)現(xiàn)有的煤氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，盡可能地達(dá)到原設(shè)計(jì)的操作指標(biāo)。眾所周知，電捕焦油器操作的好壞對(duì)煤氣凈化起到十分關(guān)鍵的作用，為此。我們對(duì)電捕焦油器投產(chǎn)以來所出現(xiàn)的問題進(jìn)行了總結(jié)和分析，并采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施。實(shí)踐表明，改進(jìn)后的電捕焦油器達(dá)到了長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)?，F(xiàn)將我們的體會(huì)介紹于后，供同行參考。1 電捕焦油器的規(guī)格 我公司有3臺(tái)電捕焦油器，3臺(tái)全開，不設(shè)備品。每臺(tái)直徑4210mm ，高13000mm，內(nèi)裝蜂窩210個(gè)，鎳鉻吊絲直徑5mm， 重錘7.5kg , 有2層氣體分布板。電捕焦油器的進(jìn)出口煤氣管直徑DN1200，下進(jìn)上出。氨水沖洗管直徑15mm，斜板沖洗管直徑DN50，頂部沖洗管直徑DN100，6個(gè)噴嘴。絕緣箱用電加熱，頂部通入氮?dú)?，溫?0100，氮?dú)獗Ｗo(hù)使用0.4MPa的常溫氮?dú)鉁p壓，蒸汽間接加熱到80加入到絕緣箱，流量50m3/h，電捕焦油器阻力 500Pa，焦?fàn)t煤氣處理量42065Nm3/h，設(shè)計(jì)壓力為0.03MPa，工作壓力為0.011MPa，設(shè)計(jì)溫度120，絕緣箱工作溫度90，煤氣溫度2128。額定二次電壓55.2kV，額定二次電流840mA。電加熱器電壓500V，功率4.8kW。頂部清洗噴灑液壓力0.3MPa。電捕焦油器筒體使用10mm厚的Q235A鋼板焊接而成，焊縫系數(shù)0.85，設(shè)計(jì)風(fēng)壓400Pa，地震烈度7度。工藝連鎖條件有：煤氣中氧含量2.0（V%）、初冷器前煤氣吸力2.8kPa，電捕焦油器下部壓力0.5kPa，絕緣箱溫度70。煤氣含氧量測(cè)定由煤氣鼓風(fēng)機(jī)出口兩個(gè)順磁氧分析儀提供，電捕焦油器工藝管道布置見圖1。 圖1 電捕焦油器工藝管道布置圖2 存在問題及解決辦法2.1 焦油堵塞 在電捕焦油器的運(yùn)行過程中，到達(dá)沉淀極內(nèi)壁的焦油沿壁往下流，當(dāng)焦油的流動(dòng)性好時(shí)會(huì)流到底部，并經(jīng)液封槽和回液總管排出。由于我公司電捕焦油器捕集下來焦油的流動(dòng)性很差，即使斜板沖洗氨水管正常沖洗，約一周后仍會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部放電，并發(fā)出異常聲響。出現(xiàn)這種情況時(shí)，我們就安排電捕焦油器的沖洗，即將出口煤氣閥門關(guān)閉，從電捕焦油器頂部噴灑熱氨水，用熱氨水沖洗蜂窩和氣體分布板，每次沖洗都能排出大量焦油，每次沖洗操作約需1h，再經(jīng)約2 h的自然降溫后，打開煤氣出口閥門投入正常運(yùn)行。每班還需安排液封槽的沖洗，通過下窺鏡可看到管道是否暢通和管內(nèi)焦油的積累情況。當(dāng)電捕焦油器底部或管內(nèi)出現(xiàn)焦油堵塞時(shí)，可采取以下兩種方式解決。 一是關(guān)閉下沖洗管出口閥門，通過斜板沖洗管向電捕焦油器通入熱氨水，經(jīng)上沖洗管排入液封槽，這樣可較好地加熱和沖洗電捕焦油器底部積存的焦油，同時(shí)可清楚地判斷上下沖洗管線的情況，這也是處理上下沖洗管堵塞的有效辦法。二是關(guān)閉上沖洗管的出口閥門，熱氨水通入上沖洗管直接沖洗電捕焦油器內(nèi)部，經(jīng)下沖洗管排入液封槽。當(dāng)液封槽中累積的焦油較多時(shí)，關(guān)閉上下沖洗管的閥門，切斷與電捕焦油器的聯(lián)系，用熱氨水單獨(dú)沖洗液封槽。 由于上述原因，電捕焦油器運(yùn)行一直不正常，運(yùn)行周期短，除每班必須沖洗一次液封槽外，每周還必須停車沖洗一次電捕焦油器，且每次都能沖洗出很多焦油。說明電捕焦油器底部的焦油不能正常地排出，而是粘附在蜂窩壁和氣體分布板上。每次打開電捕焦油器檢查也驗(yàn)證了上述判斷。2.2絕緣為零問題 在電捕焦油器出現(xiàn)問題后，我們最初均是先用氮?dú)獗涸囼?yàn)，并在煤氣進(jìn)出口加盲板進(jìn)行隔絕，隔絕之后再打開人孔檢查，處理完畢后進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，置換合格后抽盲板，然后開閥門投入運(yùn)行，每次處理的時(shí)間一般需要16 h，不順利時(shí)則需要48h，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，安全也不能完全保證。如果閥門關(guān)閉不嚴(yán)，抽堵盲板時(shí)會(huì)出現(xiàn)煤氣中氧氣含量升高的情況。改造電暈極絲后，每次處理斷絲的判斷比較直觀，處理也非常迅速。后來我們只做保壓試驗(yàn)，只要保壓試驗(yàn)正常，即使置換不徹底也進(jìn)行人孔的拆卸，但人孔拆卸時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行先打開上人孔，再打開下人孔的順序，其目的是防止電捕自身形成煙囪效應(yīng)，效果較好，處理快捷安全，還大大節(jié)約了維修成本，最快的一次僅用了160min。下面介紹幾種我們處理絕緣為零的情況。 （1）電暈極斷絲。氮?dú)饧訜嵯到y(tǒng)正常時(shí)，還會(huì)頻繁出現(xiàn)電暈絲斷裂的問題。我們于2007年3月20日對(duì)3號(hào)電捕焦油器進(jìn)行了改造，用4mm不銹鋼絲繩替代鎳鉻絲, 電暈極的自然垂直度有了明顯好轉(zhuǎn)，較好地糾正了鎳鉻絲不垂直帶來的偏差問題。但2008年仍先后出現(xiàn)過6次電暈極斷絲的情況。 電暈極斷絲有兩種情況，一種情況是打開人孔后，通過下人孔可以發(fā)現(xiàn)氣體分布板上有重錘或者一段帶著吊環(huán)的極絲，根據(jù)位置可以準(zhǔn)確地判斷蜂窩的位置，然后帶著長(zhǎng)管面具從上人孔探身到內(nèi)部，利用鉤子將掛在吊架上的斷極絲吊出，更換新極絲，測(cè)量絕緣合格后即可封堵人孔。另一種情況是打開人孔后不能發(fā)現(xiàn)重錘或帶吊環(huán)的極絲，測(cè)量電捕焦油器內(nèi)部的絕緣合格，但開啟電捕焦油器時(shí)的二次電壓仍劇烈波動(dòng)。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)電暈極絲斷裂后，重錘和帶著吊環(huán)的斷極絲沒有脫落，而是被下固定環(huán)卡住了，故難以發(fā)現(xiàn)斷極絲。懸掛的上段極絲在不加電時(shí)仍處于垂直狀態(tài)，不碰壁，故絕緣很好，但一加電就與蜂窩壁相碰而造成接地。 （2）絕緣套管擊穿。雖然電捕焦油器出現(xiàn)絕緣為零、直接接地時(shí)，大部分是因電暈極斷絲造成的，但也有兩次是由于電氣進(jìn)線的穿墻套管損壞引起的。 （3）絕緣子絕緣低。2008年8月22日曾出現(xiàn)內(nèi)部絕緣為零的情況，打開人孔發(fā)現(xiàn)電捕焦油器沒有沖洗，并發(fā)現(xiàn)有一根電暈極出現(xiàn)斷絲，處理后測(cè)量絕緣為5M。裝上人孔并沖洗后，絕緣仍為零。當(dāng)時(shí)懷疑是極絲的檢查不徹底，隨即對(duì)內(nèi)部的每根電暈極絲檢查確認(rèn)，同時(shí)清理了頂部的傘帽，打開上部的三個(gè)絕緣箱，擦拭了三個(gè)絕緣箱內(nèi)的絕緣子，但絕緣仍然為零。拆開穿墻套管測(cè)量罐體內(nèi)部也合格，而絕緣套管絕緣仍為零。后來發(fā)現(xiàn)由于檢修時(shí)切斷了絕緣子的加熱電源，其溫度僅為35。接通絕緣子的加熱電源，當(dāng)溫度上升到80后發(fā)現(xiàn)絕緣子的絕緣就合格了，從而說明絕緣子的溫度控制也十分重要。 11月18日，電捕焦油器停車沖洗后再次出現(xiàn)絕緣為零的情況，經(jīng)8h后絕緣恢復(fù)到約5 M。當(dāng)時(shí)以為沖洗不徹底，經(jīng)再次沖洗后絕緣仍是零。其原因是因公司空分裝置停車，停止了絕緣箱保護(hù)用的氮?dú)夤┙o，電捕焦油器在沖洗時(shí)水蒸汽和萘蒸汽進(jìn)入絕緣箱，并在絕緣子上冷凝而使其絕緣降低，經(jīng)自然干燥后絕緣逐步恢復(fù)，在電捕焦油器沖洗18h時(shí)后，絕緣達(dá)到了30 M，運(yùn)行正常。3 電捕焦油器的改進(jìn)措施 （1）出于工藝處理可靠的考慮，進(jìn)出口應(yīng)盡可能設(shè)置水封，便于安全生產(chǎn)，即使需要加盲板也是在水封之后進(jìn)行，更加安全，也符合當(dāng)前的安全生產(chǎn)的總體要求。 （2）在電暈極絲距離蜂窩底部出口處增加一個(gè)套環(huán)（圖2），可以減少電暈極絲在氣流波動(dòng)時(shí)瞬時(shí)接觸沉淀極而打斷極絲。并在電暈極下端、吊環(huán)以上加裝內(nèi)徑45mm、壁厚2.54mm、長(zhǎng)200300mm的不銹鋼套管，保護(hù)電暈極，以延長(zhǎng)其使用壽命。 圖2 電暈極加裝套環(huán)和保護(hù)套管 （3）由于目前的煤氣處理氣量較小，電捕焦油器沒有備用設(shè)備，一旦出現(xiàn)問題矛盾就更加突出，計(jì)劃新增1臺(tái)6萬m3/h 的電捕焦油器, 4臺(tái)電捕并聯(lián)運(yùn)行。 （4）由于凈煤氣中含焦油等雜質(zhì)的影響，甲醇裝置的壓縮機(jī)運(yùn)行周期短，故障率高。為此，我們?cè)跉夤窈笥中陆?臺(tái)電捕焦油器，以改善煤氣壓縮機(jī)的運(yùn)行條件。改造后的焦?fàn)t煤氣凈化流程見圖3。 圖3 改造后的焦?fàn)t煤氣凈化流程示意圖 （5）為避免絕緣子因受潮而引起擊穿等事故，用氮?dú)獗Ｗo(hù)絕緣箱的絕緣子