作者:王廣思黃長勝等時間:2008-12-15 10:13:28
電捕焦油器故障的原因及改進措施
王廣思（山東市棗莊燃氣總公司277100）
黃長勝李成峰（山東兗礦國際焦化****272100）
山東兗礦國際焦化****是由兗礦集團****、日本伊藤忠和巴西cvrd三家合資建設的年產200萬噸焦炭和20萬噸甲醇的煤化工企業，該企業拆遷了德國凱薩斯圖爾焦化廠的7.63m焦爐及其配套的煤氣淨化系統，新建了年產20萬噸用焦爐煤氣制甲醇的生產裝置。焦爐於2023年6月投產，甲醇裝置也於同年12月16日投產，通過一年多的執行，對焦爐的執行認識逐步加深，相應的配套裝置也在逐步完善。
由於在德國原設計的焦爐煤氣只用作燃料燃燒，而我公司需將剩餘的焦爐煤氣用於生產甲醇，因此對焦爐煤氣的質量要求就更高。從實際運**況看，煤氣淨化程度不能達到生產甲醇的要求，為進一步提高焦爐煤氣的淨化程度，我們一方面選擇技改專案的技術方案，另一方面對現有的煤氣淨化系統進行了優化，盡可能地達到原設計的操作指標。眾所周知，電捕焦油器操作的好壞對煤氣淨化起到十分關鍵的作用，為此。
我們對電捕焦油器投產以來所出現的問題進行了總結和分析，並採取了相應的改進措施。實踐表明，改進後的電捕焦油器達到了長期穩定執行的目標。現將我們的體會介紹於後，供同行參考。
1電捕焦油器的規格
我公司有3台電捕焦油器，3臺全開，不裝置品。每台直徑φ4210mm，高13000mm，內裝蜂窩210個，鎳鉻吊絲直徑φ5mm，重錘7.5kg ,有2層氣體分布板。
電捕焦油器的進出口煤氣管直徑dn1200，下進上出。氨水沖洗管直徑φ15mm，斜板沖洗管直徑dn50，頂部衝
洗管直徑dn100，6個噴嘴。絕緣箱用電加熱，頂部通入氮氣，溫度80～100℃，氮氣保護使用0.4mpa的常溫氮氣減壓，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，焦爐煤氣處理量42065nm3/h，設計壓力為±0.
03mpa，工作壓力為－0.011mpa，設計溫度120℃，絕緣箱工作溫度90℃，煤氣溫度21～28℃。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，焊縫係數0.
85，設計風壓400pa，**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℃。煤氣含氧量測定由煤氣鼓風機出口兩個順磁氧分析儀提供，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
在電捕焦油器的執行過程中，到達沉澱極內壁的焦油沿壁往下流，當焦油的流動性好時會流到底部，並經液封槽和回液總管排出。由於我公司電捕焦油器捕集下來焦油的流動性很差，即使斜板沖洗氨水管正常沖洗，約一周後仍會出現內部放電，並發出異常聲響。出現這種情況時，我們就安排電捕焦油器的沖洗，即將出口煤氣閥門關閉，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，再經約2 h的自然降溫後，開啟煤氣出口閥門投入正常執行。
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焦油的積累情況。當電捕焦油器底部或管內出現焦油堵塞時，可採取以下兩種方式解決。
一是關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部，經下沖洗管排入液封槽。當液封槽中累積的焦油較多時，關閉上下沖洗管的閥門，切斷與電捕焦油器的聯絡，用熱氨水單獨沖洗液封槽。
由於上述原因，電捕焦油器執行一直不正常，執行周期短，除每班必須沖洗一次液封槽外，每週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。每次開啟電捕焦油器檢查也驗證了上述判斷。
2.2絕緣為零問題
在電捕焦油器出現問題後，我們最初均是先用氮氣保壓試驗，並在煤氣進出口加盲板進行隔絕，隔絕之後再開啟人孔檢查，處理完畢後進行氮氣置換，置換合格後抽盲板，然後開閥門投入執行，每次處理的時間一般需要16 h，不順利時則需要48h，既費時又費力，安全也不能完全保證。如果閥門關閉不嚴，抽堵盲板時會出現煤氣中氧氣含量公升高的情況。改造電暈極絲後，每次處理斷絲的判斷比較直觀，處理也非常迅速。
後來我們只做保壓試驗，只要保壓試驗正常，即使置換不徹底也進行人孔的拆卸，但人孔拆卸時必須嚴格執行先開啟上人孔，再開啟下人孔的順序，其目的是防止電捕自身形成煙囪效應，效果較好，處理快捷安全，還大大節約了維修成本，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。氮氣加熱系統正常時，還會頻繁出現電暈絲斷裂的問題。
我們於2023年3月20日對3號電捕焦油器進行了改造，用φ4mm不鏽鋼絲繩替代鎳鉻絲,電暈極的自然垂直度有了明顯好轉，較好地糾正了鎳鉻絲不垂直帶來的偏差問題。但2023年仍先後出現過6次電暈極斷絲的情況。
電暈極斷絲有兩種情況，一種情況是開啟人孔後，通過下人孔可以發現氣體分布板上有重錘或者一段帶著吊環的極絲，根據位置可以準確地判斷蜂窩的位置，然後帶著長管面具從上人孔探身到內部，利用鉤子將掛在吊架上的斷極絲吊出，更換新極絲，測量絕緣合格後即可封堵人孔。另一種情況是開啟人孔後不能發現重錘或帶吊環的極絲，測量電捕焦油器內部的絕緣合格，但開啟電捕焦油器時的二次電壓仍劇烈波動。仔細檢查發現電暈極絲斷裂後，重錘和帶著吊環的斷極絲沒有脫落，而是被下固定環卡住了，故難以發現斷極絲。
懸掛的上段極絲在不加電時仍處於垂直狀態，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絕緣為零、直接接地時，大部分是因電暈極斷絲造成的，但也有兩次是由於電氣進線的穿牆套管損壞引起的。
（3）絕緣子絕緣低。2023年8月22日曾出現內部絕緣為零的情況，開啟人孔發現電捕焦油器沒有沖洗，並發現有一根電暈極出現斷絲，處理後測量絕緣為5mω。裝上人孔並沖洗後，絕緣仍為零。
當時懷疑是極絲的檢查不徹底，隨即對內部的每根電暈極絲檢查確認，同時清理了頂部的傘帽，開啟上部的三個絕緣箱，擦拭了三個絕緣箱內的絕緣子，但絕緣仍然為零。拆開穿牆套管測量罐體內部也合格，而絕緣套管絕緣仍為零。後來發現由於檢修時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，當溫度上公升到80℃後發現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後再次出現絕緣為零的情況，經8h後絕緣恢復到約5mω。當時以為沖洗不徹底，經再次沖洗後絕緣仍是零。其原因是因公司空分裝置停車，停止了絕緣箱保護用的氮氣供給，電捕焦油器在沖洗時水蒸汽和萘蒸汽進入絕緣箱，並在絕緣子上冷凝而使其絕緣降低，經自然乾燥後絕緣逐步恢復，在電捕焦油器沖洗18h時後，絕緣達到了30 mω，執行正常。
3電捕焦油器的改進措施
（1）出於工藝處理可靠的考慮，進出口應盡可能設定水封，便於安全生產，即使需要加盲板也是在水封之後進行，更加安全，也符合當前的安全生產的總體要求。
（2）在電暈極絲距離蜂窩底部出口處增加乙個套環（圖2），可以減少電暈極絲在氣流波動時瞬時接觸沉澱極而打斷極絲。並在電暈極下端、吊環以上加裝內徑4～5mm、壁厚2.5～4mm、長200～300mm的不鏽鋼套管，保護電暈極，以延長其使用壽命。
圖2電暈極加裝套環和保護套管
（3）由於目前的煤氣處理氣量較小，電捕焦油器沒有備用裝置，一旦出現問題矛盾就更加突出，計畫新增1臺6萬m3/h的電捕焦油器, 4台電捕併聯執行。
（4）由於淨煤氣中含焦油等雜質的影響，甲醇裝置的壓縮機執行周期短，故障率高。為此，我們在氣櫃後又新建了2台電捕焦油器，以改善煤氣壓縮機的執行條件。改造後的焦爐煤氣淨化流程見圖3。
圖3改造後的焦爐煤氣淨化流程示意圖
（5）為避免絕緣子因受潮而引起擊穿等事故，用氮氣保護絕緣箱的絕緣子十分重要，
可採用電加熱，也可採用蒸汽加熱，氮氣出口溫度約80℃，氮氣用量約50m3/h。如果沒有氮氣，筆者認為也可用淨化後的焦爐煤氣加熱後作為保護氣。
4結論本公司的生產實踐表明，為使煤氣淨化系統穩定執行，在電捕焦油器除去焦爐煤氣中焦
油、粉塵等雜質時，不僅電捕焦油器的選型十分重要，而且摸索實際生產中的沖洗的頻次、清洗方式、氮氣加熱方式和用氣量等規律更為重要。
(200812152)
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