精制焦?fàn)t煤氣管道腐蝕原因分析及對(duì)策

魏新莉

（寧波鋼鐵股份有限公司能環(huán)部，浙江寧波315000）

精制焦?fàn)t煤氣管道腐蝕原因分析及對(duì)策

魏新莉

（寧波鋼鐵股份有限公司能環(huán)部，浙江寧波315000）

由于煉鋼廠精制焦?fàn)t煤氣管道積灰導(dǎo)致煤氣過濾器堵塞嚴(yán)重，通過分析管道內(nèi)粉末的組成及形成原因，提出了相應(yīng)的解決措施，實(shí)施后取得顯著效果。

精制焦?fàn)t煤氣管道；積灰；堵塞；防腐

1 引言

寧鋼廠區(qū)內(nèi)精制焦?fàn)t煤氣管道全長(zhǎng)約2000 m，采用?219×6的碳鋼管道，輸送的介質(zhì)為二次脫硫脫萘后的加壓焦?fàn)t煤氣，輸送壓力為0.8 MPa，主要用戶有：煉鋼廠連鑄坯切割、煉鋼廠點(diǎn)閥箱、熱軋廠點(diǎn)閥箱以及RH真空包工位烘烤。煉鋼廠近期出現(xiàn)了火焰切割小車煤氣過濾器堵塞嚴(yán)重的情況，清堵周期由原來的15天增加到每天一次。清理出來的雜質(zhì)為黑褐色粉末，對(duì)粉末檢測(cè)結(jié)果為：Fe含量46.91%，C含量8.72%，S含量在60%以上。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果以及對(duì)粉末顏色的專業(yè)判斷，應(yīng)有一部分單體硫以及鐵的氧化物。

2 精制煤氣管道內(nèi)粉末形成原因

2.1 管道內(nèi)積灰組成分析

因硫化亞鐵為黑褐色固體，單體硫?yàn)辄S色易燃物質(zhì)，初步判斷管道積灰中含有固體硫化亞鐵FeS、固體碳C、單體硫S。為了進(jìn)一步驗(yàn)證判斷結(jié)果，對(duì)取來的粉末進(jìn)行點(diǎn)燃，粉末可以燃燒同時(shí)散發(fā)出一種特別的硫磺味，由此推斷以上判斷正確。

2.2 積灰形成原因分析

（1）硫化亞鐵形成原因

精制焦?fàn)t煤氣中含有飽和水，煤氣經(jīng)加壓后，煤氣中的飽和水大量析出，由于夏季溫度高，煤氣含濕量大，管道內(nèi)游離水較多，焦?fàn)t煤氣中含有的硫化氫氣體溶于水（1：2.6），形成弱酸性物質(zhì)，稱為氫硫酸。氫硫酸與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫化亞鐵（FeS），F(xiàn)eS覆蓋在管壁上，形成的H2進(jìn)入焦?fàn)t煤氣中。反應(yīng)式如下：

精制焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)最大處理能力為1200 m3/h，目前，精制焦?fàn)t煤氣最大輸送量為1400 m3/h，超出精制系統(tǒng)最大能力，精制煤氣H2S含量一直超過同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。尤其2014年4月10日～5月16日焦化脫硫工段年修45天期間，精制焦?fàn)t煤氣中的H2S含量最大2800 mg/m3。

由于精制煤氣主管道內(nèi)長(zhǎng)期含有超標(biāo)的H2S，加之今年脫硫系統(tǒng)年修45天，加劇了H2S的腐蝕程度。

（2）單質(zhì)硫S形成原因

H2S的H—S鍵較弱，不穩(wěn)定，在加熱條件下發(fā)生分解反應(yīng)，生成單質(zhì)S和氫氣：

2014年7月份以來，寧波連續(xù)進(jìn)入高溫季節(jié)，加之焦化脫硫工段年修，硫化氫含量高，兩者條件下，易使煤氣中的H2S部分分解，形成單質(zhì)硫進(jìn)入管道中。

（3）積灰中單質(zhì)碳C的形成

精制煤氣的精制塔填料主要為活性炭和自產(chǎn)焦炭，活性炭采用?3～5 mm的柱狀顆粒，自產(chǎn)焦炭粒徑在40～50 mm。填料之間分層裝填，每層之間用不銹鋼網(wǎng)固定，填料的最下層和最上層分別裝100 mm厚的?10～30球狀白色惰性鋁球，鋁球再用不銹鋼絲網(wǎng)固定。本次管道積灰中未發(fā)現(xiàn)白色粉末狀物體，可以推斷不存在填料未壓實(shí)的情況。

通過各種原因分析，最后確定引起管道積碳的主要原因?yàn)椋禾盍显谶\(yùn)輸裝填過程中，由于外力作用，會(huì)存在少量細(xì)微的碳粒。在裝填結(jié)束后未將精制塔中的碳粒吹掃，使得碳粒進(jìn)入管道，隨氣流進(jìn)入用戶。

3 采取的對(duì)策

3.1 解決主管道內(nèi)游離水措施

精制焦?fàn)t煤氣主管道上未設(shè)排水裝置，僅在壓縮機(jī)二級(jí)缸上及緩沖罐底部設(shè)有排水閥，動(dòng)力巡檢每小時(shí)排一次水，即使如此，也無法將所有冷凝水及時(shí)排出。需要在管道沿線最低點(diǎn)設(shè)一定數(shù)量的排水罐，解決管道內(nèi)積水問題。

3.2 解決目前管道積灰措施

利用9月5日公司系列定修，連鑄雙線停12 h的機(jī)會(huì)，全停精制焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)，對(duì)含精制塔在內(nèi)的全廠精制焦?fàn)t煤氣主管網(wǎng)進(jìn)行氮?dú)獯祾摺４蜷_管道末端及沿線的放散管，利用高壓氮?dú)鈱?duì)管道進(jìn)行徹底清掃。

3.3 解決管道內(nèi)防腐措施

現(xiàn)有管道內(nèi)防腐無法進(jìn)行在線補(bǔ)做，對(duì)腐蝕穿孔的管段進(jìn)行更換，對(duì)更換下的管線做腐蝕性預(yù)判，如果腐蝕嚴(yán)重，則對(duì)管道進(jìn)行更新改造，新建管道做內(nèi)防腐涂層。

3.4 解決脫硫工段年修期間硫超標(biāo)問題

脫硫工段每2年年修一次，年修后，對(duì)精制煤氣填料造成嚴(yán)重污染，使填料失效。填料更換周期為1年，為此，可以協(xié)調(diào)焦化廠和設(shè)備部，盡量將脫硫年修與更換填料同步進(jìn)行（即填料更換周期前一個(gè)月進(jìn)行），脫硫年修結(jié)束后，立刻更換被污染失效的填料，避免填料提前失效影響后續(xù)脫硫效果。同時(shí)將脫硫工段年修盡量安排在冬季，在煤氣中飽和水較少時(shí)進(jìn)行，可以減弱H2S對(duì)管道內(nèi)壁的腐蝕。

3.5 解決精制系統(tǒng)能力不足及系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷問題

在寧鋼用氣規(guī)劃中，將引入天然氣納入規(guī)劃中，天然氣為清潔能源，適合連鑄切割、點(diǎn)閥箱等用量小、質(zhì)量要求高的用戶。利用天然氣替代精制焦?fàn)t煤氣。

3.6 解決填料微粒碳進(jìn)入管道問題

對(duì)精制塔填料裝填要求進(jìn)行完善，要求填料裝填完畢后，利用蒸汽對(duì)裝填新料的精制塔進(jìn)行吹掃直至無灰塵溢出后，再并入系統(tǒng)。

3.7 解決煉鋼連鑄切割槍末端易堵塞問題

目前，煉鋼連鑄切割槍末端無氮?dú)獯祾咴?，無法按照規(guī)定要求定期對(duì)支管吹掃，已要求煉鋼增加管道N2吹掃頭，定期對(duì)末端管道進(jìn)行吹掃。

4 實(shí)施效果

按照以上對(duì)策，已對(duì)全廠精制煤氣系統(tǒng)進(jìn)行了氮?dú)獯祾?，?duì)填料塔進(jìn)行了蒸汽吹掃，在沿線幾個(gè)最低點(diǎn)增加排水罐，更換了腐蝕穿孔的管道，在煉鋼廠在進(jìn)口總管加裝過濾器；在連鑄切割槍前煤氣管道上增加氮?dú)獯祾哳^。目前精制煤氣管道運(yùn)行正常，取得了顯著的效果。但是鑒于管道內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重，通過鑒定，需將管道全線更新，計(jì)劃新管道于9月份投運(yùn)，新管道投運(yùn)后腐蝕堵塞問題將得到徹底解決。

Analysis of Corrosion Causes of Refined Coking Gas Pipes and Countermeasures

WEI Xinli
（EnergyandEnvironmentDepartmentofNingboIronandSteelCo.,Ltd.,Ningbo,Zhejiang315000,China）

Dust deposit in the pipes of refined coking gas led to serious blockage in gas filters.Through analysis of the composition of powders in the gas pipes and the causes of formation,corresponding solutions were put forward,which have produced significant results after implementation.

pipe of refined coking gas;dust deposit;blockage;corrosion prevention

TQ547.8

B

1006-6764(2014)12-0028-02

2014－09－02

魏新莉（1967－），女，1989年畢業(yè)于哈爾濱建筑工程學(xué)院燃?xì)鈱I(yè)，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事冶金動(dòng)力運(yùn)行管理工作。