黄长胜，赵红洲，张立志，沙启新，撒玉虎

（山东铁雄新沙能源有限公司，山东巨野 274900）

焦化企业的初冷器是煤气净化的首要环节，初冷器运行质量直接影响到煤气和运行质量。通过借鉴学习兄弟厂家初冷器的运行经验，结合自身条件进行了改造，通过改造后的运行情况看，较好地解决了初冷器阻力频繁升高，必须退出冲洗的难题，初冷器阻力保持相对稳定，减少了操作人员的劳动强度，增强了系统运行可靠性。

1 项目简介

山东铁雄新沙能源有限公司地处省级巨野化工园区北区，是焦炭、焦炉煤气制甲醇和LNG综合能源化工企业，同时承担了周边企业的煤气、热力、氢气等公用工程供应，还承担了地方的供暖等功能。

该公司有两条焦炭生产线，采用的5.5m捣固焦炉，双集气管，配套建设了相应的化产回收系统，一期化产初冷器设置了5台，设计四开一备，但实际运行中有时五台全开，每天至少退出一台初冷器进行氨水喷洒消除阻力，每次退出的时候系统吸力变化较大，直接影响炼焦装煤，也有不少的技术提供方来公司进行洽谈，给出一些改造的方案，由于投资等原因一直没有实施。通过对标学习兄弟单位的初冷器运行情况，大多企业初冷器长期正常运行，无需退出冲洗，阻力稳定可控，操作人员劳动量低，系统运行稳定，查看工艺流程有较大差距，喷洒循环量大，取用轻质焦油作为喷洒洗萘效果好，通过综合评估进行改造。

2 改造设想

2.1 设备参数

初冷器参数长×宽×高=3986×3300×28090（mm），面积4500m2，上段3100m2、换热管Φ57×3×4000（mm），n=4408；下段1400m2，换热管Φ38×3×4000（mm），n=3059；机械化澄清槽长×宽×高=24616×4590×5686（mm）容积340m3；循环泵型号MCZ80I-200A，流量146m2/h、扬程46m，循环槽容积55.5m3，上中下喷管8根，每根喷洒孔径为56个Φ8的孔。

2.2 改造前运行情况

初冷器改造前运行情况是上段氨水平时不开，中段冷凝液通过中段循环泵循环喷洒到断塔盘引出去循环槽，下段冷凝液通过下段循环泵循环喷洒，下段冷凝液主要来自电捕和鼓风机等负压系统冲洗液，实际运行过程中，初冷器阻力会因煤尘和萘的积累而增加，为了防止系统阻力增加到一定程度影响集气管吸力，需要每天对运行的四台初冷器中的两台退出利用煤气加热，通过上部的氨水进行喷淋，消除单台初冷器的阻力再投入运行，喷淋的过程中需要关闭上下冷却水、煤气进口阀门，现场阀门大多是人工操作，操作人员工作量特别大，并且存在一定的操作隐患（煤气阀门的开关快慢对含氧有影响，阀门开关不正确，也要求操作异常静心，同时冷却水每次开停操作对设备也存在一定的伤害。

2.3 拟改造方案

通过技改实现初冷器上中下连续喷淋，维持初冷器阻力稳定，减少操作工作量的同时也减少因初冷器退出向后带过去的焦油等杂质。把中段冷凝液喷洒改为机械化澄清槽中部的焦油和氨水混合物进行喷洒，通过轻质焦油溶解和带走附着在初冷器冷却管上的萘等附着物，从而实现降低阻力的目的。

3 改造方案及实施

3.1 改造方案

单台初冷器中间断塔盘回液母管恰好有带法兰的盲端，改造只需要单台退出冲洗时进行，在初冷器停运时把退液管南侧封头盲板拆除换上阀门，为防止吸入空气，需要确定煤气进出口阀门关闭的同时通入蒸汽或者氮气，保持初冷器内部正压即可，改造前的工艺流程如图1所示。

图1 改造前初冷器喷洒流程

五台初冷器的断塔盘退液管集中到一条母管回到机械化澄清槽，由于进入机械化澄清槽的管道是插入到液面以下的，不再使用原来的水封槽，机械化澄清槽碰口时可能会出现闪爆的可能，动火前一定进行全面检测分析，做好火花的收集工作，动火点四周用防火布围上，做好隔离。

上中部喷洒的氨水和轻质焦油在中部的断塔盘混合，通过退液管回到机械化澄清槽，为增加回液的停留时间，采用了进入四个澄清槽其中两个，中部喷洒液取自机械化澄清槽中部氨水和焦油界面开孔，取用焦油和氨水的混合物。如图2所示，为了补充下部冲洗液也加入下部循环槽一部分轻质焦油，下部循环喷洒的循环液少部分通过外部冲洗液和轻质焦油的补充置换，多余的循环液通过原来管道进入澄清槽。至此，整个循环闭合通过三个层次不同类型的循环溶液冲洗，达到降低初冷器阻力的目的，改造后如图3所示。

图2 1#，2#澄清槽开孔后的四个阀门位置

图3 改造完成后的初冷器喷洒流程

3.2 施工前工艺处理

3.2.1 单台初冷器退液管碰头关闭要碰头的初冷器进出口煤气阀门，退液管内微通蒸汽，拆除管线南侧法兰盲板，加阀门并在阀门南侧加盲板以便随后接管。

3.2.2 断塔盘退液回机械化澄清槽

断塔盘回液选择选择回到距离最近的3#，4#机械化澄清槽。关闭澄清槽进液阀门，拆除末端法兰盲板并改加阀门，在阀门外侧加盲板以便对接回液管线。

3.2.3 机械化澄清槽取液管

在1#、2#大船西侧距离底板1.3m、1.6m、1.9m、2.2m处分别带压开四个DN100的口，并在开孔阀门后加盲板连接管道。

3.2.4 来自澄清槽的轻质焦油掺入中段循环液

在中段冷凝泵进口管道上带压开一个DN300口，在阀门上加盲板对接管道，让机械化澄清槽的焦油氨水混合液进入中部喷洒循环泵入口，所有管道焊接完毕后进行打压试漏无问题投入使用。

3.3 实施前的准备

检修前准备好以下检修工具：吊车、电焊机2台、气割一套、倒链两条、焊条若干、安全带4条、防毒面具4套、正压式空气呼吸器2套、灭火器4具；施工安全技术方案，落实形成负责人、向施工人员安全技术交底

3.4 检修过程中的安全措施

（1）整个施工过程中操作人员和检维修人员劳保用品必须配备齐全。

（2）检维修时人员登高作业必须系安全带。

（3）抽堵盲板作业前，用蒸汽吹扫置换合格，施工作业过程中蒸汽吹扫保持正压。

（4）把灭火器放到加盲板的平台上，出现着火及时处理。

（5）机械化澄清槽内是氨水和焦油的混合物，上部有空间有溢出的氨气，此处和外界空气没有完全隔绝，由于温度和液位变化，有可能进入空气形成爆炸性气体混合物，因此，每次动火前都要向空间内加入氮气保持正压，同时采用防火布把动火空间充分围挡，在相对密闭空间内动火。

3.5 具体实施

按照上述方案，提前做好工器具准备和工艺处理，经过近一个月的施工，完成了整个初冷器喷洒洗萘的改造工作，期间利用初冷器退出期间，检查了各层喷洒管的堵塞情况，具体开孔情况等。

4 改造后运行效果

初冷器喷洒洗萘改造完成后，编制了试车方案，上中下段连续在线喷洒，上段用热氨水喷淋，中段用来自机械化澄清槽约70℃的氨水与焦油混合物喷淋，上中段退液在断塔盘自流至机械化澄清槽，下段用冷凝液循环喷淋，以达到上段氨水除尘、中下部除萘除粉的目的，保持系统阻力不快速增加，在满负荷生产的情况下，由原来每天中夜班各喷淋一台时间延长至改造后的15d左右退出喷淋一台，初冷器阻力由原来最低的300Pa维持至稳定的800Pa左右，实现了初冷器阻力稳定的目标；连续喷淋无需操作，减少了员工劳动量，更有利于净化煤气。初冷器阻力、器后温度、煤气净化得到了很大的改善，达到预期效果。

由于下部循环泵流量受限，还没有达到其他厂家至少三月不退出初冷器冲洗的目标，今后计划把现有流量为146m3/h更换为500m3/h的泵，通过加大冲洗的循环量，初冷器运行质量会更高。

5 结束语

初冷器作为焦化生产的必要环节，随着焦炉的大型化，初冷器也势必随着变化，但初冷器喷洒的好坏直接影响到初冷器的运行质量。通过改造，验证了三段喷洒及不同性质喷洒液组合，实现初冷器阻力受控的目标。初冷器尺寸增加后还要对内部喷洒管道和喷口直径进行计算，均匀的喷洒将有利于初冷器的长周期运行，进而提高煤气净化质量，有助于整个煤气净化。