宣鋼焦?fàn)t煤氣管網(wǎng)清洗與維護(hù)的實(shí)踐

岳長(zhǎng)虹

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼機(jī)動(dòng)處，河北張家口 075100）

宣鋼焦?fàn)t煤氣管網(wǎng)清洗與維護(hù)的實(shí)踐

岳長(zhǎng)虹

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼機(jī)動(dòng)處，河北張家口 075100）

宣鋼焦?fàn)t煤氣管道堵塞嚴(yán)重，無法保證正常使用。為此采取了高壓水清垢、分區(qū)分段的優(yōu)化方案對(duì)宣鋼焦?fàn)t煤氣管道進(jìn)行了疏通、檢修和改造，鋪設(shè)了部分臨時(shí)管道，在基本不影響生產(chǎn)的情況下，共清理管道20 km。保證了宣鋼正常生產(chǎn)和居民正常用氣需要。

氣源工程；高壓水；壓力；流量

1 引言

焦?fàn)t煤氣是一種熱值很高的煤氣，在宣鋼的生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。焦?fàn)t煤氣用戶除焦?fàn)t本體外，有部分由焦化廠直供，如煉鐵廠360 m2燒結(jié)機(jī)、附企公司白灰窯、煉鐵廠鏈篦機(jī)，其余大部分由動(dòng)力廠負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)供。動(dòng)力廠分東區(qū)和西區(qū)供給用戶。東區(qū)管道形成環(huán)網(wǎng)，管道長(zhǎng)約6000 m；西區(qū)通過動(dòng)力廠2#煤氣加壓站輸送，管道長(zhǎng)約6500 m，煤氣用戶分散，輸氣管線長(zhǎng)，大小閥體有幾百個(gè)，煤氣的正常供應(yīng)不僅保證宣鋼的安全生產(chǎn)，同時(shí)承擔(dān)著宣化及張家口城市居民生活用氣的重任。東氣西輸煤氣管路途經(jīng)鐵路、公路和農(nóng)田、樹林等，輸氣管線無備用，一旦出現(xiàn)故障，搶修難度很大，直接影響生產(chǎn)，短期內(nèi)難以恢復(fù)正常生產(chǎn)。

2 管道清洗與維護(hù)的必要性分析

因焦?fàn)t煤氣管道建設(shè)、使用年代已久，同時(shí)因2008年5月城市氣源工程投入使用，但氣源工程的化產(chǎn)系統(tǒng)未同步投用，導(dǎo)致氣源工程供出的焦?fàn)t煤氣中萘含量極高，造成焦?fàn)t煤氣管道內(nèi)積工業(yè)萘及焦油，經(jīng)過近一年的運(yùn)行：（1）民用煤氣管道正常使用小時(shí)供氣量大約7000～8000 m3，因堵塞嚴(yán)重，小時(shí)供氣量?jī)H5000 m3左右，無法保證居民的正常使用，引起張家口市領(lǐng)導(dǎo)的高度關(guān)注。（2）焦?fàn)t煤氣正常使用壓力在3.5～5.5 kPa，各焦?fàn)t煤氣主管道及各用戶均反映管道壓力低，無法滿足用戶使用要求，因此導(dǎo)致了多處生產(chǎn)線停產(chǎn)：如8爐熱風(fēng)系統(tǒng)焦?fàn)t煤氣壓力2.5 kPa，9爐噴煤系統(tǒng)焦?fàn)t煤氣壓力2 kPa，10爐噴煤系統(tǒng)焦?fàn)t煤氣壓力2 kPa，已影響到正常的生產(chǎn)。

3 管道清洗與維護(hù)的方案

一般情況下，管道堵塞的處理方法是更換管道，但是由于焦?fàn)t煤氣管道用戶分散，輸氣管線近20 km，因此更換管道首先是對(duì)生產(chǎn)的影響面太大，其次是費(fèi)用太高。

因此提出了四種方案：（1）更換管道；（2）用苯清理管道；（3）用蒸汽對(duì)管道加熱進(jìn)行清理；（4）用高壓水清理。經(jīng)過反復(fù)論證，首先確認(rèn)了用高壓水清洗管道的方案。在民用煤氣管道上進(jìn)行了首次試驗(yàn)，清洗后效果良好。其次由于管線長(zhǎng)，涉及面廣，如何在不影響或盡量少影響生產(chǎn)的情況下，檢修煤氣管道是實(shí)施過程中面臨的又一大問題，經(jīng)過6次會(huì)議的論證，確定了約20 km的煤氣管道分區(qū)域、分時(shí)間、分段全部實(shí)施疏通和檢修，最終將管道大致劃為11段進(jìn)行檢修，劃分為南環(huán)網(wǎng)（共三段）、北環(huán)網(wǎng)（共兩段）、東氣西輸、10#高爐區(qū)域、舊燒區(qū)、360 m2燒結(jié)機(jī)和附企白灰窯、鏈篦機(jī)以及城市煤氣。并制定了民用煤氣管道部分更換、南環(huán)網(wǎng)疏通清掃送氣方案、北環(huán)網(wǎng)疏通清掃送氣方案、東氣西輸管道疏通清掃送氣方案等分段疏通、檢修、改造方案。并根據(jù)方案：（1）更換了部分管道，如①供城市煤氣的DN700 mm管道120 m；②供小型廠東氣西輸小型廠段的DN800 mm焦?fàn)t煤氣管道500 m。（2）鋪設(shè)了部分臨時(shí)管道，如：①供煉鋼中壓煤氣臨時(shí)管道30 m；②動(dòng)力廠氣柜院內(nèi)供10#高爐及舊燒區(qū)的臨時(shí)煤氣管道100 m。

同時(shí)考慮到清洗出的含萘的污物的處理方法：顆粒狀的直接用車?yán)亟够瘡S處理，液體狀的此次管道清洗，確定吹掃、疏通、改造、檢修焦?fàn)t煤氣管道方案及煤氣引送方案。做好大量的提前準(zhǔn)備工作：煤氣監(jiān)測(cè)、呼吸器、蘇生氣、救護(hù)車、滅火器材等現(xiàn)場(chǎng)備用；操作時(shí)的多部對(duì)講機(jī)、多輛清洗車、臨時(shí)支架等設(shè)施的就位；確認(rèn)所檢修管段排水器保持滿水狀態(tài)，提前對(duì)需要操作的蝶閥、盲板閥、放散閥、取樣閥等事先檢查,氮?dú)忾y門進(jìn)行開關(guān)試驗(yàn)等等。整個(gè)過程操作閥組有400余次，拆除、更換、安裝水封20余個(gè)，更換大小閥組30個(gè)，更換補(bǔ)償器等。此次疏通了動(dòng)力廠南環(huán)網(wǎng)、動(dòng)力廠北環(huán)網(wǎng)、東氣西輸、10#高爐區(qū)、城市煤氣、360 m2燒結(jié)機(jī)、白灰窯、回轉(zhuǎn)窯、舊燒區(qū)、高線、煉鋼等區(qū)域的焦?fàn)t煤氣管道共約20 km，涉及管道之長(zhǎng)，范圍之廣，用戶之多。

4 管道清洗與維護(hù)的實(shí)施過程

4.1 管路疏通方法的確定

面對(duì)焦?fàn)t煤氣管道中接近全部堵塞的現(xiàn)狀，經(jīng)相關(guān)單位確定了以下四種方案：（1）更換管道；（2）用苯清理管道；（3）用蒸汽對(duì)管道加熱進(jìn)行清理；（4）用高壓水清理。如果全部更換管道，首先對(duì)生產(chǎn)、生活的影響極大，其次費(fèi)用需投資近億元；用苯清洗，管道無法承受如此大的載荷，且經(jīng)論證，無法避免大量的苯的浪費(fèi)和造成大面積環(huán)境污染，無法實(shí)施；用蒸汽清理，時(shí)間長(zhǎng)、清理不徹底，而且清理出的萘蒸發(fā)排入大氣中，對(duì)大氣污染嚴(yán)重，不符合環(huán)保要求；用高壓水清理，由于該清洗方法首次在大管道上應(yīng)用，能否清理干凈是個(gè)難題。經(jīng)大家認(rèn)真分析：考慮到管道內(nèi)沉積的萘基本以顆粒狀態(tài)附著于管道，顆粒間粘結(jié)較為疏松，此方法具備可行性。經(jīng)過討論，首先在城市煤氣DN720 mm管道上試用，經(jīng)試用效果良好，最后確定采用該方法清洗焦?fàn)t煤氣管道。在管道中下部100×100 mm2的孔，用泵將常壓水升高到100～200 MPa，最高可達(dá)300 MPa，利用打入管道的高壓水的壓力，將萘從管道壁上清除，實(shí)踐證明效果良好。

4.2 焦?fàn)t煤氣管道疏通、檢修、改造方案的制定

面對(duì)約20 km焦?fàn)t煤氣管道長(zhǎng)度接近全部堵塞的現(xiàn)狀、面對(duì)煤氣用戶多的實(shí)際、面對(duì)幾百個(gè)閥門的需要操作、面對(duì)幾百個(gè)水封的需要疏通、要做到既不相互影響生產(chǎn)又安全快速地實(shí)施清洗和檢修，清洗和檢修方案的制定成了重中之重。根據(jù)管網(wǎng)的運(yùn)行及生產(chǎn)情況，經(jīng)過六次會(huì)議的論證，確定了約20 km的煤氣管道分區(qū)域、分時(shí)間、分段全部實(shí)施疏通和檢修，最終制定了民用煤氣管道部分更換、南環(huán)網(wǎng)疏通清掃送氣方案、北環(huán)網(wǎng)疏通清掃送氣方案、東氣西輸管道疏通清掃送氣方案等18個(gè)分段疏通、檢修、改造方案。

如：動(dòng)力南環(huán)網(wǎng)檢修和東氣西輸管道檢修時(shí)分別影響到煉鋼廠110 t爐區(qū)低壓焦?fàn)t煤氣和煉鋼廠全部的中壓焦?fàn)t煤氣，檢修時(shí)間約為31 h；影響煉鋼30 t爐區(qū)大包烤包用氣，檢修時(shí)間約為23 h；影響煉鋼廠120 t轉(zhuǎn)爐用焦?fàn)t煤氣使用，檢修時(shí)間為72 h。

我們根據(jù)管網(wǎng)圖多次探討，最終確定了合理的解決方案：（1）煉鋼廠中壓焦?fàn)t煤氣從東氣西輸DN800管道帶壓開孔與脫硫塔進(jìn)氣DN500管道帶壓開孔，連接DN300管道25 m，接DN350閘閥2個(gè)，帶壓開孔DN300兩處，中間設(shè)置DN300盲板閥1個(gè)，放散1個(gè)。此方案解決南環(huán)網(wǎng)檢修期間，煉鋼廠加壓機(jī)煤氣氣源問題。（2）煉鋼廠120 t爐區(qū)低壓焦?fàn)t煤氣解決方案：開啟120 t爐區(qū)與110 t爐區(qū)廠房?jī)?nèi)C列連通閥供連鑄中包烤包使用。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)管道錯(cuò)綜復(fù)雜，施工技巧成為關(guān)鍵

如：對(duì)8#閥組至6#閥組DN800焦?fàn)t煤氣管道長(zhǎng)1200 m內(nèi)部結(jié)垢厚，此處管道錯(cuò)綜復(fù)雜，工作難度相當(dāng)大。鑒于現(xiàn)狀，我們確定了在管道開孔18處進(jìn)行清垢，5輛清洗車同時(shí)作業(yè)的方案。

4.4 清洗和維護(hù)的主要技術(shù)要點(diǎn)

考慮到管道內(nèi)沉積的萘基本以顆粒狀態(tài)附著于管道且顆粒間粘結(jié)較為疏松，我們采用了高壓水在大管道上清洗的方法，用泵將常壓水升高到100～200 MPa，最高可達(dá)300 MPa，利用打入管道的高壓水的壓力，將萘從管道壁上清除，實(shí)踐證明效果良好。此方法比用苯清洗、 用蒸汽清理造成的環(huán)境和大氣污染小得多，清理的時(shí)間短且除垢徹底，比更換管道省時(shí)又節(jié)資，可在同行業(yè)結(jié)垢嚴(yán)重的焦?fàn)t煤氣大管道上推廣使用。

5 結(jié)束語

采取了高壓水清垢、分區(qū)分段的優(yōu)化方案對(duì)宣鋼焦?fàn)t煤氣管道進(jìn)行了疏通、檢修和改造，鋪設(shè)了部分臨時(shí)管道，在基本不影響生產(chǎn)的情況下，共清理管道20 km。根據(jù)當(dāng)時(shí)的現(xiàn)狀，絕大部分管道堵塞嚴(yán)重，我們只是針對(duì)性的換了城市煤氣等極少部分管道經(jīng)過疏通、改造、檢修宣鋼焦?fàn)t煤氣管道后，民用煤氣管道暢通，管道壓力在6 kPa左右，日供流量17萬m3，小時(shí)供量約7000 m3，保證了居民的正常使用。公司各焦?fàn)t煤氣主管道及各用戶管道壓力6 kPa左右，滿足各生產(chǎn)用戶的使用要求，保證了宣鋼煉鋼、煉鐵、動(dòng)力、燒結(jié)、回轉(zhuǎn)窯、高線等系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

Cleaning and Maintenance of Coking Gas Pipe Network at Xuanhua Steel

YUE Changhong
(The Machinery Department of Xuanhua Steel of Hebei Steel Group,Zhangjiakou,Hebei 075100,China)

The coking gas pipes of Huanhua Steel could not be used normally due to serious clogging.Scaling removal with high-pressure water and optimizing section by section were adopted to unblock,repair and modify the coking gas pipes while some temporary pipes were laid out.Altogether 20km pipes were cleaned without affecting production,ensuring the normal operation of Xuanhua Steel and the gas use of residents.

gas source project;high-pressure water;pressure;flowrate

TQ546

B

1006-6764(2014)03-0029-02

2013－11－05

岳長(zhǎng)虹（1976－），男，1995年畢業(yè)于鞍山冶金運(yùn)輸學(xué)校鍋爐運(yùn)行與維護(hù)專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事煤氣、蒸汽專業(yè)技術(shù)管理工作。