初冷器工藝改進

1 工藝簡介

經循環氨水噴灑后溫度高達80℃的煤氣，從初冷器頂部進入，經過三段冷卻，從初冷器底部排出，進入電輔。I段冷卻水采用循環水（冬季采用采暖水），II段冷卻水采用循環水，III段冷卻水采用制冷水。被冷卻的煤氣和冷卻水通過冷卻水管壁間接傳熱，煤氣走管內，冷卻水走管間。

從焦油氨水分離槽中部分離出含油為40～60％的混合液，對初冷器進行不間斷噴灑，用于清除附著在管壁的焦油和萘，噴灑后的液體通過液封進入冷凝液槽。

2 影響初冷器換熱效果的因素

2.1 設備方面

2.1.1初冷器冷凝液泵不能滿足工藝要求

冷凝液槽匯集了初冷器、電捕排液、小冷凝液槽及蒸氨液下槽液體，在日常生產操作過程中，若提高初冷器的混合液噴灑量，冷凝液泵達不到使用要求，尤其在清洗初冷器Ⅰ段噴循環氨水時開雙泵仍要控制噴灑量。

2.1.2 初冷器Ⅱ段入口DN600蝶閥關不嚴

初冷器Ⅱ段入口DN600蝶閥關不嚴，在清洗初冷器時為防止水箱蓋因壓力過大出現漏水現象，需要把初冷器出口截門也需稍開，這樣就造成了在清洗初冷器的過程中，清洗溫度只能達到60℃左右（規程要求清洗溫度≥80℃），導致初冷器清洗效果較差。

2.1.3 初冷器所需混合液量不足

二區混合液泵設計量程為60m3/h，向每臺初冷器提供使用10―15 m3/h的混合液量，但在實際操作過程中，混合液泵不但供本區域三臺初冷器提供混合液，還需對東初冷區域三臺初冷器提供混合液，導致初冷器混合液量不足。

2.1.4制冷機使用效果不理想

制冷機在投入使用時冷凍水溫度均為11℃左右，到2011年，冷凍水溫度均為15℃左右，現在，冷凍水均溫更是達到20℃左右，雖然在制冷機保養過程中，對制冷機管道進行了清洗，且補充了部分溶液，但使用效果仍不理想。

2.2 工藝操作方面

2.2.1初冷器清洗效果不理想

現初冷器清洗方式為：關閉煤氣出入口截門、循環水出入口截門（放空水）、打開初冷器頂部放散后初冷器內通蒸汽、噴灑混合液（先Ⅱ段，再Ⅲ段，后Ⅰ段噴灑氨水）。

這種清洗方法雖然將大部分橫管上的萘、焦油等清除，但在清洗過程中也存在混合液量不足，混合液噴灑不均勻及泄壓現象導致橫管上的焦油垢不易清除。而且由于初冷器Ⅲ段水溫低，日常使用過程中也不噴灑混合液，隨著使用時間的延長，橫管上易形成硬質焦油等，在清洗過程中若僅僅噴灑混合液很難清除硬質焦油，造成初冷器清洗效果不佳。

2.2.2初冷器混合液質量不穩定

焦油氨水分離系統的主體設備為三個焦油渣分離器，兩個焦油氨水分離器。汽液分離器分離下來的焦油、氨水和焦油渣一起進入焦油渣分離箱，通過分離箱入口的篩鼓除去焦油渣，除渣后的焦油氨水，由器上部進入焦油氨水分離槽，在此焦油與氨水根據比重差進行分離，焦油沉到容器錐形底部，而氨水積集在容器上部，氨水經溢流通過旁通管流入分離槽外循環氨水槽，多余氨水經外室滿流管滿流至剩余氨水槽。錐底焦油通過斜插入錐底的焦油管壓入焦油溢流瓶進入焦油中間槽，錐底的的渣子及重質焦油，則通過重質焦油泵抽送到焦油渣分離箱進行再除渣。焦油氨水分離槽內分界面上的乳化物即混合液，由該處引出的混合液通過混合液泵送到初冷器的殼程內進行噴灑，以清除掛在冷卻管外壁的焦油、萘的粘結物，從而保證初冷器保持高度的冷卻效率。

通過對混合液質量取樣分析，發現混合液質量波動較大，混合液含油高達80，低時到20，（規程要求40―60），不能很好的保持在一相對穩定的范圍，而且混合液內含細焦油渣較多，造成初冷器混合液噴淋管經常發生堵塞的現象。

通過檢查發現造成混合液質量不穩定的主要因素（不考慮配煤比及煉焦生產的影響）主要為焦油氨水分離槽液面波動的影響：由于區域內兩個焦油氨水分離槽采用并聯使用，混合液、焦油從兩個槽子均抽取，底部重質焦油每24小時交替倒槽抽取。初冷器混合液的調節主要靠崗位工現場察看兩個槽內焦油液面高度，通過焦油液面的高低來調節混合液質量，當崗位工對重質焦油泵倒槽或日常檢查調節焦油液面不及時，就會造成焦油液面波動而使混合液質量不穩定

造成混合液含有細焦油渣多的主要原因是渣箱滾筒口徑大，且進入渣箱的焦油氨水流量大、流速快，細焦油渣顆粒來不及沉淀到底部就被帶入焦油氨水分離槽，再由焦油渣泵打入渣箱，反復循環，后通過混合液泵打入初冷器，造成混合液管堵塞。

2.2.3初冷器換熱效果差

通過分析在初冷器長期使用循環水過程中，循環水內污泥、涼水架掉落填料、塑料袋及管道本身產生的銹皮等雜物堵塞在水箱蓋和橫管內，造成循環水流量的降低和初冷器橫管換熱效果的變差。

檢查初冷器Ⅱ段入口水箱蓋發現雜物較多（主要為塑料袋、塑料片、銹皮等），這不僅影響到循環水量，同時也造成橫管換熱效果較差。在對初冷器Ⅰ段進行檢查時發現，由于進入Ⅰ段荒煤氣溫度較高，導致出水溫度較高，尤其1#初冷器Ⅰ段（由于離泵較遠），頂部三層已被碳酸鈣堵死。已無換熱效果

3 采取措施：

山東博宇重工設備技術專家通過對初冷器換熱效果差的分析，研究出以下初冷器工藝改進措施。

3.1 設備改造

更換一臺量程為100 m3/h的混合液泵，同時對各臺初冷器安裝混合液流量表，保證各臺初冷器所需的混合液量。利用清洗初冷器的時機，逐臺對各初冷器的Ⅱ段入口DN600蝶閥進行更換，保證了清洗初冷器時的溫度。對管道走向進行改造，將電捕排液、小冷凝液槽及蒸氨液下槽液體直接打入渣箱，冷凝液槽只進入初冷器的排液，保證冷凝液泵達到要求。聯系制冷機廠家，對蒸汽雙效溴化鋰制冷機進行保養，對溴化鋰溶液全部進行更換，對管路進行清洗，并對制冷機所需蒸汽系統警醒改造，保證證冷機所需蒸汽量，使冷凍水溫度保持在12―15℃的范圍內。

3.2 改變初冷器清洗方式

為防止混合液噴灑不均勻（混合液量不夠，導致噴灑管前半部分泄壓，造成初冷器后半部分清洗效果不好），在清洗初冷器時混合液噴灑管開兩根，清洗一段時間后再開另兩根，進行交替清洗。在清洗Ⅲ段過程中，現階段采取加大三段的清洗時間（由3小時延長至6小時），利用初冷器檢修時對初冷器Ⅲ段上部（可借用噴灑管口）做滿流口引至初冷器液封，將混合液通入至滿流口位置，然后通入蒸汽加熱。

3.3 改變焦油氨水分離槽的使用

將焦油氨水分離槽由并聯使用改為串聯使用，焦油氨水混合液先進入西焦油氨水分離槽，焦油、氨水經過分離后分別經過各自連通管壓入東槽，混合液，焦油由原來的兩槽均取改為單槽壓取，利用焦油氨水分離槽頂部的焦油液位調節裝置及溢流瓶外套筒的高度的調節，將兩槽焦油液位保持在相對穩定的范圍內，從而實現了混合液由原來人工調節改為自動調節，經過改造后，化驗抽取混合液質量，發現混合液含油在45―55之間，實現了混合液質量的穩定。

3.4 改變焦油渣箱的使用

針對混合液含有細焦油渣多的問題，將焦油氨水混合液由原來進入三個焦油渣箱改為進入兩個焦油渣箱，將焦油氨水分離槽底部的焦油渣經過焦油渣泵單獨打入另一渣箱，同時對該渣箱的篩鼓上孔眼變小，并且將焦油氨水分離槽底部倒槽時間由24小時改為12小時一倒。經過改造后，在渣箱排渣口觀察發現，細焦油渣顆粒顯著增多，初冷器混合液管也從未發生過堵塞現象。

3.5 加強水質管理

首先對初冷器Ⅱ段水箱蓋雜物進行清理，同時對初冷器水路進行反沖洗，對涼水架填料進行更換成強度更大的玻璃鋼填料，且在填料底部增加鋼板網，當填料碎塊掉落時，不會落入循環水池內，對涼水池底的污泥定期進行清理，并對砂濾器進行檢修，確保循環水干凈不帶雜物。針對初冷器Ⅰ段存在的問題，首先對碳酸鈣結晶進行清除，對三臺初冷器Ⅰ段水入口安裝流量表及溫度表，保證入三臺初冷器水量平衡，避免因流量過小、溫度過高導致碳酸鈣析出。規范循環水加藥制度，每天對循環水質進行跟蹤，對各循環水池加裝補水流量調節閥，確保各循環水池不滿流，避免加藥后的循環水外排，

4 改進效果

經上述改進后，初冷器集合溫度明顯得到了改善，實現了初冷器兩用一備的狀態時集合溫度達到了規程的要求，為后續工段的穩定操作打下了良好的基礎。