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          孔板流量计在焦化厂干熄焦工艺应用中出现的故障原因和处理方法

          来源: 作者: 发布日期:2020-09-14 08:06:16

               摘 要: 阐述了焦化厂干熄焦工艺中对循环气体进行在线分析的重要性。介绍了标准孔板流量计系统组成及应用中出现的故障原因和处理方法。改进后,循环标准孔板流量计正常在线检测,可以有效地满足干熄焦循环气体在线浓度检测应用的要求。

              前言
              在干熄焦工艺中,惰性气体大多采用 N2,随着循环过程的进行,循环气体中的 H2 和 CO 成分逐渐增多,并很快形成了由 H2、CO 等组成的爆炸性气体。正常生产时,循环系统中的 O2 含量较低,不会引起爆炸,但当设备出现泄漏点或是在循环风机停止运转时,有空气进入就会发生危险。因此,及时、准确地检测循环气体中 O2、CO、H2、CO2 的浓度,对保证干熄焦工艺安全生产有重大意义。干熄焦系统循环气体中 H2、CO、CO2、O2 等微量气体的含量是通过标准孔板流量计进行检测的,故循环气体成分分析与操作控制是保证干熄炉安全生产的关键。

              1 干熄焦系统循环标准孔板流量计系统组成及工作流程
              1. 1 标准孔板流量计的组成
              整套标准孔板流量计由磁力机械式顺磁氧分析仪、红外式一氧化碳/二氧化碳分析仪、热导式氢分析仪、采样蒸汽引射器、水喷射装置、气水分离器、旋风冷却器、过滤器、浮子流量计、控制单元等组成,其中热导 式 氢 分 析 仪 采 用 英 国 SERVOMEX 公 司K1550R 型 H2 分析仪,顺磁氧分析仪采用英国 SER- VOMEX 公司 2200 型 O2 分析仪,红外式一氧化碳/二氧化碳分析仪采用英国 SERVOMEX 公司2550 型 CO/CO2分析仪; 采样蒸汽引射器、水喷射装置是样气预处理系统的关键设备。

              1. 2 标准孔板流量计工作流程
              标准孔板流量计用样气从干熄炉入口处采集,采样气时,蒸汽通过探头蒸汽引射器的文丘里喷嘴形成文丘里效应,在文丘里喷嘴( 一级引射器) 处形成负压抽取气样,样气和蒸汽的混合气经过取样管线进入分析柜,通过水喷射装置( 二级引射器) 二次增压及与冷却水混合、净化、降温后,从上部进入气水分离器,除去气样杂质和水分,进行气水分离后再进入旋风冷却器,用压缩空气冷却至 10 ~ 15 ℃进入自动排凝器中,非常后通过过滤器过滤后分 3 路分别进入H2 表、O2 表、CO/CO2 表中进行样气分析,系统的工艺流程如图 1 所示。

           

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              2 分析仪在干熄焦工艺的应用
              2. 1 应用中遇到的问题
              干熄焦循环标准孔板流量计在使用过程主要有以下问题: 1) 无法自动排污; 2) 取样管路易堵塞; 3) 尾气排放管积水; 4) 冷却水温度过高。

              2. 2 主要问题的原因及造成的后果
              1) 引射用的蒸汽含水量大,管道上疏水装置失效,样气管路易积水。不严重时,造成引射器吸力不够,影响分析系统的响应时间; 严重时导致管道内蒸汽不流通,非常终造成整个样气管路积满水堵塞,分析系统无法正常工作。

              2) 采样蒸汽引射器喷嘴经常被焦粉堵塞; 另 外,引射用蒸汽温度压力低、水分大,造成样气中焦粉与蒸汽混合,在管内沉积,堵塞管路。原分析仪预处理系统没有吹扫装置,没法定期对取样管路进行吹扫,探头经过一段时间的工作后,容易在未端积聚焦油、粉尘等杂质,造成堵塞。每月样气管路堵塞次数在 2 次及以上。此时,在水喷射泵的抽引下,管路的负压增加,必将增加外部空气泄漏进样气管路的机率。直接影响数据的真实性,导致生产的不稳定。

              3) 原分析仪的尾气排放管是向上延伸排放的,排放口高于仪表柜的尾气出口,而排放管道与仪表柜内的样气管道又存在较大的温度差,样气中的水分容易在此凝结析出。月平均积水不少于 1 次。当分析仪系统中有某个表停运或由于堵塞而样气不通时,此处的水会倒流进分析仪的测量模块进而造成测量模块的损坏。

              4) 通过对每周冷却用除盐水温度进行统计,冷却用除盐水平均温度均在 40 ℃ 左右,远远超过 20 ℃的标准。冷却水温度高容易导致冷却水过滤网变形失效,使得冷却水中的杂质容易在水引射泵的节流件聚积堵塞,造成冷却水量减少,冷却效果大大降低。导致部分水汽随样气进入后级的净化装置,污染末级过滤器。

              2. 3 改造措施
              1) 增设样气排水装置
              在蒸汽引射器后面加装一个水汽分离器,如图2,样气蒸汽混合汽中的大部分水分在此分离并由下方疏水阀自动排出,气体由上方流出,效果是减少样气的含水量。

           

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              2) 增设在线吹扫装置
              如图 3,在水气分离器的出气口和排水口各加装一个阀门,当要对探头进行吹扫时,关闭这两个阀门,拆除蒸汽引射器内的节流件,即可利用过热蒸汽对探头进行充分的吹扫。另外,在进仪表前的样气管道上加装一个手动排污装置,可在仪表检修后重启时快速排水,也可用于辅助判断样气管路是否堵塞。还可作为吹扫管道时的出气口,免除吹扫时拆卸管道的麻烦。

              通过增设在线吹扫装置后,维护人员通过开关相应的阀门,很方便地利用蒸汽吹扫取样探头及样气管路。

           

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              3) 增设尾气排水装置
              在仪表柜旁增设尾气排水装置. 如图 4 所示,在尾气排放管的低处加装一个沉降器和排污阀,当此处有水产生时,由于重力作用,水会自动流入下方的沉降器,而气体则由上方排空。只要定时排放沉降器中的水,就可保证分析仪的安全运行。

           

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              4) 降低冷却水温度
              在原冷却用除盐水管道中加装一个冷却器,用常温的循环水与除盐水进行热交换从而降低除盐水的温度。冷却器安装如图 5 所示。

           

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               3 结语
              干熄炉内循环气体的可燃组分始终处于爆炸范围内,加上系统负压造成漏空气的情况难以避免,需要及时、正确地测量出气体的组分。循环气体在线分析 仪 的 应 用,它 能 及 时、正确地测量炉内 CO、 CO2、H2、O2 的含量,使操作工能够根据测量结果来判断和调整生产状态。

              改进后,循环标准孔板流量计正常在线检测,保证干熄焦系统的安全顺产,可提高干熄焦系统的干熄率、干熄率的提高,有利于高炉炼铁的操作控制,降低了高炉的焦比,降低了高炉的运行成本。

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