焦化煤气

焦化煤气（共6篇）

焦化煤气 篇1

2009年7月, 焦化厂按计划进行了2#煤气风机电机的更换, 新电机安装后空试电机时出现了异常振动无法投入运行。

一、电机参数及测点分布

焦化2#煤气风机电机型号为YB 630M2-2, 功率1 120kW, 电压6 000V, 电流122.8A, 额定转速2 981r/min。风机测点分布见图1。

二、振动数据采集和分析

1. 振动值分析

7月17日通过现场振动监测分析, 判断出引起电机振动的原因, 并加以处理, 于7月21日开机, 电机运转正常。测点各方向振动幅值见表1。

从振动数值上看, 焦化2#煤气风机电机测点在水平方向和垂直方向振动值较大, 对比ISO2372标准, 该电机空载振动值已经严重超标, 为进一步查找振动原因, 对电机测点进行了频谱分析。

2. 振动分析与处理措施

从17日实测电机测点1、2振动频谱看 (图2) , 在振动三个方向电机转频和2倍频是主要频率, 在测点2 (尤其是轴向) 明显表现出2倍频、3倍频、4倍频……9倍频等振动谐波分量。因电机与风机联轴器未连接, 且电机为购置新品, 初步排除转子不平衡和对中不良问题。一般来说基础松动或底座固定螺栓松动会产生振动频谱为1倍分量以及相当大的2倍分量, 有时还激发出高次谐波分量。松动虽然不会引起振动, 由于约束力的下降, 将引起振动幅度加大。综合以上分析判断认为这是一起基础松动故障。

根据分析判断, 对电机基础进行检查、处理。检查发现电机底座与垫铁有悬空和线接触问题。对电机基础进行二次灌浆处理。处理后于21日进行测试, 振动幅值明显下降, 这与判断结果是一致的。

参考文献

[1]韩捷.旋转设备故障机理及诊断技术[M].机械工业出版社, 1997.

焦化煤气 篇2

王 野 吴恒奎

黑龙江建龙钢铁有限公司 双鸭山市 155126

摘要：黑建龙钢铁有限公司焦化厂焦炉生产及煤气净化生产自动化采用DCS控制系统，分别对炼焦工艺生产过程、煤气净化工艺生产过程及公铺系统实现DCS控制，其中煤气净化包括；煤气鼓风机自动调速、冷凝、脱硫、硫铵、终冷洗苯、粗苯回收。公辅系统包括；循环水、空压站、制冷站、油库全面实现计算机控制，所有工艺参数检测、设备运行、停止、事故、联锁、监视、控制都由操作工在中央控制室完成，真正实现了焦化生产自动控制。

关键词：焦炉生产 煤气净化 DCS系统

1、焦炉生产及煤气净化部分DCS控制方案

1.1概述:为2260孔JNDK43-03F型焦炉，焦炉生产及煤气净化部分DCS控制系统。采用浙大中控WebField JX-300XP控制系统。

焦炉生产及煤气净化部分DCS控制系统。采用浙大中控WebField JX-300XP控制系统。工艺过程如下：焦化是将煤送进焦炉进行加热到1000℃左右，产生出来的焦碳冷凝以后送到筛焦。煤焦化过程中产生的煤气送到冷鼓工段，将其中的焦油提取出来，出来的煤气再经过脱硫塔将硫脱离出来回收，再到洗苯塔和脱苯塔将苯分离出来，产生的硫和焦化产生的氨水进行反应生成硫铵，经脱苯以后的煤气送到焦炉燃烧给煤焦化提供热量。

1.2、焦炉工段：从配煤过来的煤送到焦炉，在焦炉中进行加热，主管煤气经

过煤气预热器进行预热后燃烧为煤的加热提供热量。该工段主要有四个控制回路：机侧分烟道吸力调节、焦侧分烟道吸力调节、集气管煤气压力调节、主管煤气压力调节。1.3、冷凝鼓风电捕

焦炉过来的煤气进入到气液分离器杂质进行分离，然后到初冷器进行冷凝，经过风机打入电捕焦油器，在电捕焦油器中将焦油分离出来，煤气送到焦炉燃烧。该工段控制回路主要有：入电捕器蒸汽总管压力调节、鼓风机进口压力调节、初冷器后煤气温度调节、上段冷凝液槽液位调节、高压氨水压力调节。

1.4、通过对煤气鼓风机液力偶合器转速精确控制,来实现对焦炉集气管压力控制,焦炉集气管控制系统是生产工艺主系统（焦炉煤气）的长周期连续稳定运行、为延长焦炉使用寿命起到了决定作用，并为工艺数据积累，进行技术研究提供了保障。

1.5、脱硫及硫回收工段

脱硫及硫回收是脱硫液和溶液在脱硫塔中进行反应将硫脱离出来，然后溶液进入再生塔再生。主要有三个控制回路：进脱硫塔B溶液流量调节、进再生塔溶液流量调节和进再生塔B空气流量调节。1.6、硫铵工段

硫铵的工艺流程是剩余氨水先通过预热器进行预热，然后进入蒸氨塔反应，再到气液分离器与其他的物质进行分离，分离出来的氨气和母液在硫铵饱和器反

应生成硫铵，硫铵液再打到结晶槽中结晶，然后经干燥器干燥后包装。这里主要有两个控制回路：进沸腾干燥器温度调节和蒸氨塔顶温度调节。1.7、洗苯脱苯工段

洗苯脱苯的工艺流程是贫富油经洗苯塔洗苯以后进入脱苯塔，在不同的地方利用温度的不同产生轻苯油水和重苯油水，经油水分离器进行分离，再进行冷凝冷却以后装车。其主要有两个控制回路：出管式富油温度调节和脱苯塔出口油气温度调节。

1.8、供辅循环水、油库、空压站、制冷站检测控制。

2、焦炉生产及煤气净化部分DCS控制系统构成 2.1、概述

WebField JX-300XP是中控基于web技术推出的网络化控制系统。JX-300XP系统吸收了最新的网络技术、微电子技术成果，充分应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，全面提高了系统性能，能适应更广泛更复杂的应用要求。同时，作为一套全数字化、结构灵活、功能完善的开放式集散控制系统，JX-300XP具备卓越的开放型，能轻松实现与多种现场总线标准和各种异构系统的综合集成。160万/吨焦炉生产及煤气净化部分DCS控制系统构成： 焦炉控制站、鼓风机控制站、硫铵中控站；硫铵中控站包括7个远程控制站，有冷凝、油库、循环水、空压站、制冷站、脱硫、洗苯脱苯等工艺控制再硫铵中控集

中控制。2.2配置方案：整个DCS系统由六台操作员站、一台工程师站、一个网关站、三个控制站、十个扩展柜组成，六台操作员站分别完成对各个界区的监控，工程师站负责整个系统的软件维护，网关站负责将数据送到公司管理网上。

2.2、控制站功能

SUPCON JX-300X DCS控制站能完成I/O处理、数据采集、模拟量控制和顺序控制。包括温度、压力、流量、液位的检测、监视、PID调节和各种复杂调节，各种阀门的开关，各种泵的启停等顺序控制，各种设备运行状态的监视及联锁保护等。

同时，控制站还可完成一些更复杂、更特殊的控制功能。提供的SCX 高级语言、功能块图（FBD）、梯形图（LD）、顺控图（SFC）能实现各种复杂的先进控制策略。

3、系统特点

3.1、技术成熟，性能稳定

3.2、高速、可靠、开放的通信控制网络SCnet II 3.3、分散、独立、功能强大的控制站 3.4、全智能化设计 3.5、任意冗余配置

3.6.、I/O卡件贴片化设计、I/O端子可插拔设计

3.7、简单、易用的组态手段和工具 3.8、丰富、实用、友好的实时监控界面 3.9、事件记录功能

3.10、多功能的协议转换接口 3.11、方便实现与异构系统的集成 3.12、产品多元化、网络化

4、系统结构

WebField JX-300XP系统由工程师站、操作员站、控制站、过程控制网络等组成。4.1、工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具。

4,2、操作员站是由工业PC机、显示器（CRT或LCD）、键盘、鼠标、打印机等组成，是操作人员完成过程监控管理任务的环境。

4.3、控制站是系统中的I/O处理单元，完成整个工业过程的现场数据采集及控制。

4.4、过程控制网络实现工程师站、操作员站、控制站的连接，完成信息、控制命令等传输，双重化冗余设计，使得信息传输安全、高速。

160万/吨DCS网络拓扑图

5、网络结构

WebField JX-300XP系统采用三层网络结构：

第一层网络是信息管理网Ethernet采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全钢铁公司综合管理的信息通道。

第二层网络是过程控制网SCnetII 连接了系统的控制站、操作员站、工程师站、通信接口单元等，是传送过程控制实时信息的通道。

第三层网络是控制站内部I/O控制总线，称为SBUS 控制站内部I/O控制总线。

主控制卡、数据转发卡、I/O卡件都是通过SBUS进行信息交换的。SBUS总线分为两层：双重化总线SBUS-S2和SBUS-S1网络。主控制卡通过它们来管理分散于各个机笼内的I/O卡件。

6、系统规模

WebField JX-300XP最大系统配置为：15个冗余的控制站和32个操作员站或工程师站，系统容量最大可达到15360点。

WebField JX-300XP系统每个控制站最多可挂接8个IO机笼。每个机笼最多可配置20块卡件，即除了最多配置一对互为冗余的主控制卡和数据转发卡之外，还可最多配置16块各类I/O卡件。

在每一机笼内，I/O卡件均可按冗余或不冗余方式任意进行配置。

7、主控制卡

主控制卡是控制站的软硬件核心，负责协调控制站内的所有软硬件关系和各项控制任务，如完成控制站中的I/O信号处理、控制运算、上下网络通信控制处理、冗余诊断等功能。

JX-300XP系统的主控制卡采用双CPU结构，包括主CPU（Master）和从CPU（Slave），主控制卡JX-300XP的主控制卡支持冗余或非冗余配置，冗余方式为1∶1热备用。

JX-300XP系统主控制卡的控制回路可达128个，最大可带128块I/O卡，通过SBUS实现就地或远程I/O功能。

主控制卡内置后备锂电池，用于保护主控制卡断电情况下卡件内SRAM的数据（包括系统配置、控制参数、运行状态等），提高系统安全性和可维护性。在系统断电的情况下，SRAM数据可以保存3个月。

8、系统软件

JX-300XP系统的软件采用中控自主开发的Advantrol Pro软件包。

Advantrol Pro在浙大中控的WebField JX-300X、ECS-100等系统上已经得到了广泛的应用，在继承原版本软件功能丰富、界面友好、使用简单特点的基础上，针对JX-300XP系统的特点，中控对原版本的Advantrol Pro软件包进行了多项改进与升级，形成了更为丰富、使用的AdvanTrol-Pro(For JX-300XP)软件包。

软件包构成： AdvanTrol 实时监控软件 SCKey 系统组态软件

SCLang C语言组态软件(简称SCX语言)SCControl 图形化组态软件 SCDraw 流程图制作软件 SCForm 报表制作软件 SCSOE SOE事故分析软件 SCConnect OPC Server软件 SCViewer 离线察看器软件

SCDiagnose 网络检查软件 SCSignal 信号调校软件

9、DCS系统配置 9.1、系统硬件选型

系统选用的是目前国际上先进而通用的、符合IEC297.3标准的VEM机箱。在I/O模板与机箱母板的连接上，选用了国际通用的符合IEC603-2/DIN41612标准的欧式连接器具有外型美观、工艺先进、连接可靠、插拔力小等的特点，其基本失效率为7.5ⅹ10-10/h。I/O端子板与机箱母板I/O总线的连接和电源连接器也同样选用了C-64欧式插座，从而使整个互连系统的可靠性得到保证。9.2、系统操作站

监控操作站具有独立的CPU，监控操作站可互为热备冗余，一台处理器或电源故障，系统将自动切换到冗余的处理器，操作站之间具有内部切换的能力。操作员站可兼作工程师站。磁盘驱动系统主要用于系统下装和组态数据的备份，系统具有格式化磁盘的能力。9.3、工程师站

工程师站主要完成系统组态、监控事故分析等功能，工程师站的配置与监控操作站相同。工程师站可以单独设立，也可以与监控操作站并用。9.4、服务器

运行在32位Windows 网络平台上，可挂接局域网或广域网，并和过程控制

网、工厂数据库等连接，为系统操作站、工程师站及现场控制站提供数据存取、历史数据采集、报警事件处理及为工厂数据库提供数据。9.5、人机界面软件

报警事件管理软件及历史数据分析软件均是基于OPC的客户程序，可作为任何支持OPC2.0以上标准的OPC服务器的客户程序。基于OPC的开放控制技术，具有灵活的互可操作性。通过OPC服务器提供的客户接口和自动化接口。

10、监控中心的监视、管理功能 10.1、画面功能

画面为操作员了解生产过程状态提供了显示窗口，显示总工艺画面、PID控制图、在流程图上相应处显示动态数据，显示系统各设备，装置，区域的运行状态以及全部过程参数变量的状态，测量值，设定值，控制方式（手动/自动状态），高低报警等信息。10.2、历史数据

历史数据基于OPC标准存贮的，服务器完成历史数据采集、存贮，并响应客户程序的请求。历史数据采集可采用周期记录方式和事件触发记录方式。根据要求设定采样周期和历史数据保存时间，定义不同的记录触发事件。历史数据按标准方式为客户程序提供查询和读取历史数据的服务。10.3、历史趋势

趋势曲线或数据列表方式显示历史数据，可用预定义的分组显示，也可在运

行时对分组进行修改显示。趋势曲线可显示在一屏上显示任意时间段的趋势，也可按比例放大或缩小（包括时间轴和显示量程）。曲线方式或列表方式打印给定时段的历史数据。可将同一参数不同时段的数据在同一趋势图上显示比较。10.4、统计分析和报表

独立的客户程序，可作为后台任务执行。统计分析提供了对指定参数在给定时段或抽样数据的简单统计结果（如最大值、最小值、平均值、累加等）和数字期望、标准方差、概率分布曲线等功能。可通过预定的电子表格方式将给定时段或抽样数据及其统计结果进行报表打印。报表可按预先定义的条件（如定时或事件）启动。10.5、安全管理

系统提供了完善的安全管理，每个参数、每幅画面、按钮、热键、报表等对象均可指定为不同的区域（可设置多达256个区域）。对每个用户规定了他的安全许可区域及在该区域上可执行的操作。每个用户在操作前必须登录，登录成功后才能在其安全许可区域内执行权限内的操作。10.6、报警

报警系统由报警事件服务器和报警事件信息管理软件两部分构成，由报警事件服务器对系统进行监视，一旦出现给定的报警或其他事件，便将该报警事件信息通知报警事件信息管理器进行记录，并触发相应的响应。

11、小结

目前该系统运行达到了设计要求，整个系统设计年产焦炭为160万吨/年，现在只有1#~2#焦炉投入运行，DCS控制系统为实现两座焦炉和化产系统达产增效的目标，奠定了充足的数据参考依据，同时提供了有效的控制手段，实践证明该系统为提高劳动生产力，提高经济效益作出了贡献。

煤焦化行业剩余煤气发电技术应用 篇3

煤气是煤焦化生产工艺的重要产品之一。随着近年来钢铁煤炭行业的下行压力加大以及环保要求的提高, 剩余煤气利用也愈来愈得到煤焦化行业的重视。我公司建设的20MW煤气发电站利用焦炉剩余煤气作为燃料发电, 总装机容量为40×500KW, 本项目共建设40台燃气发电机组, 35台运行, 5台备用。是一个较好的能源综合利用项目。

公司是一个产能为200万吨的焦化生产企业, 企业生产用电负荷约为12000KVA, 保安负荷为6000KVA。根据负荷计算电站所需要承担的最大负荷为10600KW。按照理论计算燃气发电站需安装40台500KW燃气发电机组, 在35台工作5台备用的情况下电站的最大发电能力为14000KW。年最大供电量为93.6×106kwh。这种小型燃气机组可以实现快速的并网与解列很适合焦化企业生产用于剩余煤气调节使用, 每台机组采用四冲程模式发电循环机组额定转速为1500n/min, 发电机额定功率为480KW、额定电压为400V采用三相四线制配线输电。发电机主机为旋转磁场式, 转子呈圆柱形并带有阻尼绕组, 主机励磁功率通过旋转整流器输入主发电机转子。发电机的励磁系统可以使得发电机的励磁电流随负载情况自动调节、保持发电机的电压恒定, 在负载变化和短路的状况下也同样具有良好的动态特性。

发电机用于并联运行的下垂补偿装置若发生短路, 发电机稳态电压调整率可该占道单机运行的数值, 当励磁系统发成故障时, 发电机电压升高不会超过115%额定电压值。当发生突加大型鼠笼式异步电动机负载情况时, 由于励磁系统以相复式运行, 发电机满足最小电压降和最快电压恢复的要求, 此时这种励磁方式可提供其值约为3-5倍额定电流的持续短路电流, 以便选择保护装置, 但在持续短路电流的持续时间达到5S时, 发电机卸载负荷。每台发电机组配套有控制、保护、监控设备及后台微机监控装置。短路保护利用主回路低压断路器的瞬时脱扣器做短路保护电器, 动作电流整定8-10倍额定电流, 利用主回路低压断路器的延时脱扣器, 按照发电机额定电流的1.25倍整定。在主回路低压断路器装置当发电机电压低于50%-60%额定电压时, 使主断路器分闸。当定子温度超过145℃, 发出声光预告报警信号, 超过155℃使主断路器分闸, 脱网运行。可以保证其他机组的正常运行不至于影响到整个发电站的运转。

接入系统主要是将发电机组发电进行升压变压实现往企业生产供电, 发电站的40台发电机组5台并联为一组, 并通过2500KVA、0.4/6.3kv升压变压器 (共计8组) 向焦化厂6kv系统供电。发电装置投入6KV系统前, 将6kv系统发电引至发电装置升压变低压侧, 为其发电机辅助系统供电, 待辅助系统工作正常后, 启动发电机组, 并检测低压同期, 发电机组在低压侧与焦化厂中央配电室电源并联运行。通过升压变压器与6KV系统相连, 向焦化厂中央配电室6KV系统送电。

电站综合自动化发电机组采用1/8控制监控模块单元, 共计8套。采用分层分布式微机综合自动化系统, 实现“四遥”功能设置远方整定值管理和后台工作站。通过综合自动化管理系统实现了发、输、配电的全程监测控制。实现了一次、二次设备, 例开关、闸刀、线路压变、保护装置等对于遥测、遥信、遥脉、分时电度等是测量以及刀闸、熔丝的状态等虚测量进行测量可以实现遥控和遥调等具体操作。可以实现数据的记录与备份等操作。

单台燃气发电机用气量约为300m3/h, 发电站总用气量余约为1.2万m3/h焦化生产供气量在5万m3/h以上远大于发电站1.8万m3/h的耗气量。

焦化煤气 篇4

焦炉煤气中含有很高的硫化氢 ( H2S) 以及氰化氢, 在煤气燃烧后硫化氢、氰化氢生成氮氧化物 ( NOx) 以及二氧化硫 ( SO2) , 严重危害到大气环境。目前焦化厂在脱硫工艺中进行不断的改进, 以提高煤气脱硫的效率, 降低煤气中H2S。本文将从我厂的的一些技术改进作简单的论述。

2 国内的脱硫工艺

焦炉煤气脱硫工艺有干法 和湿法脱 硫两大类[1], 干法脱硫多用于精脱硫, 对无机硫和有机硫都有较高的净化度。干法脱硫由于脱硫催化剂硫容小, 设备庞大, 一般用于小规模的煤气厂脱硫或用于湿法脱硫后的精脱硫。湿法脱硫又分为湿式氧化法和氨法。湿式氧化法是溶液吸收H2S后, 将H2S直接转化为单质硫, 分离后溶液循环使用。目前我国已经建成采用的具有代表性的湿式氧化脱硫工艺主要有TH法、FRC法、ADA法和HPF[2,3]法。我厂脱硫是采用HPF新型高效复合催化剂从焦炉煤气中脱除H2S和HCN的新工艺。该工艺是以煤气中的氨为碱源, HPF法脱硫工艺脱硫脱氰效率高、循环脱硫液中盐类增长缓慢、废液量相对较少、废液回兑配煤简单经济、以煤气中氨为碱源, 资源利用合理, 原材料、动力消耗低。

3 脱硫工艺流程

焦炉引出的荒煤气经冷凝鼓风系统初冷及捕焦油后, 进入脱硫塔底部, 在脱硫塔内与塔顶喷洒下来的再生溶液逆流接触, 吸收煤气中的H2S和HCN (同时吸收煤气中的NH3, 以补充脱硫液中的碱源) 。吸收了H2S和HCN的脱硫液通过循环泵进入再生塔底的预混喷嘴, 与压缩空气预先混合, 形成微小气泡后进入再生塔底。脱硫液与细小气泡在沿再生塔上升的过程中, 在催化剂的作用下氧化再生, 并析出单质硫, 单质硫在剩余空气的附带下, 浮选到再生塔顶部, 形成硫泡沫, 硫泡沫再经过扩大盘流至泡沫槽, 泡沫采用连续熔硫的方式处理。再生脱硫液在再生塔顶部满流至脱硫塔中循环使用。 ( 见图1)

其吸收反应:

催化化学反应:

催化再生反应:

4 现状分析

我厂共有三座6米焦炉。其中两座55孔焦炉, 由一套煤气处理量为52 800 m3/ h的煤气净化装置与之配套; 一座60孔焦炉, 由一套煤气处理量为31000 m3/ h的煤气净化设施与之配套。年产冶金焦炭170万t, 焦油7万吨, 轻苯2万吨, 外供煤气8亿立方米。

两套煤气净化系统都在鼓冷后配套有HPF脱硫系统, 均采用双塔并联运行。随着降本的需要, 采购煤种硫份上升, 配合煤的硫份上升, 导致荒煤气中硫的含量上升, 塔前H2S含量高达9. 5 g / m3左右, 脱硫负荷增加。加上目前脱硫塔后煤气捕雾器的堵塞, 导致脱硫塔煤气偏流, 塔后H2S含量相差较大, 致使出厂煤气H2S含量偏高, 基本在2 g / m3以上 ( 见下表1) , 严重影响后道工序的运行。

5 工艺设备的优化与措施

5. 1 氨气管改造

2013年10月我厂对蒸氨氨气管进行了改造优化, 把原来进入硫铵饱和器的氨气管改造进入脱硫预冷塔, 使蒸氨生产出来的浓氨气直接进入预冷塔中, 与煤气混合进入脱硫塔, 这样可以增加煤气中的氨含量, 增加脱硫液中的碱源, 提高脱硫效率 ( 改造工艺流程如见图2) , 氨气管优化的优点如下:

1) 增加脱硫液中的碱源, 提高溶液中游离氨浓度, 从而提高脱硫塔的吸收效率。

2) 优化了补充碱源的措施, 避免了以前生产的浓氨水直接进入脱硫系统的弊端, 减少了过多氨水进入系统, 造成系统水平衡无法控制。

3) 减少了蒸氨氨气中的轻油进入脱硫系统, 影响脱硫效率。

5. 2 换热器优化

增加预冷塔换热器面积, 优化设备的结构。通过改造换热器来增加换热预冷煤气效率, 把换热器面积由原来的60 m2增加至75 m2, 同时增加冷却水流道的通径, 防止换热器流道堵塞, 同时增加冷却水流量, 为降低预冷塔喷洒液温度奠定了基础。通过换热器的优化, 使预冷煤气温度得到下降, 从而降低了脱硫液温度。

5. 3采取的措施

5. 3. 1针对脱硫塔煤气分布不均匀的现象, 通过对现场两个脱硫塔后的H2S含量的分析, 发现两塔相差太大, 而且两个塔塔的溶液温度相差2 ~ 3℃, 塔阻力升高, 这个显然是由于煤气进入脱硫塔的分配造成的。在2013年11月完成了对影响煤气流量的主要设备折流板捕雾器和旋流板捕雾器拆卸清理, 对积留在捕雾器上的焦油、煤粉以及硫磺进行清理, 通过清理很大程度降低了脱硫塔阻力。

5. 3. 2减少熔硫后的脱硫清液进入系统。经过熔硫釜加热, 出来的清液由于经过高温加热, 副盐增加速度比较快, 清液副盐含量会成倍的增加, 这部分清液进入脱硫系统, 直接增加系统中循环溶液的副盐含量, 影响脱硫效率。我厂改变原有的直接进入脱硫反应槽的方式, 把熔硫后的脱硫清液直接送煤场处理, 滴加到配煤皮带中, 这样很大程度降低了脱硫液中的副盐含量。

6 效果分析

通过采取措施和一系列的工艺优化, 我厂目前工艺运行基本稳定, 出厂煤气H2S也有很大的下降。

影响脱硫效率的因素是多方面的, 目前影响我厂煤气H2S的主要因素是煤气质量、副盐含量以及NH3的浓度。我厂对可控因素副盐含量以及NH3的浓度进行了改善, 均取得了很好效果, 出厂煤气H2S含量也得到很大程度下降。表2是2013年12月出厂煤气H2S含量数据统计表。

7 结束语

通过工艺改造和对策实施, 我厂煤气H2S含量得到明显下降。12月份, 出厂煤气H2S月均降至1. 44 g / m3, 剔除异常数据, 月均达1. 00 g /m3左右, 工艺设备的改造与优化措施取得很好效果。

参考文献

[1]梁飞林, 于忠涛, 韩洪庆.焦炉煤气脱硫工艺生产实践[J].燃料与化工, 2010 (4) :63-64.

[2]晁伟, 曹贵杰, 周嘉陶, 等.HPF脱硫工艺的影响因素研究[J].燃料与化工, 2010 (2) :51-52.

焦化煤气 篇5

焦化厂炼焦过程中焦炉炭化室导出的煤气温度达650℃～700℃, 必须冷却。煤气在桥管和集气管内的冷却, 是用循环氨水通过喷头强烈喷洒进行的。当细雾状的氨水与煤气充分接触时, 高温煤气放出大量显热, 使氨水雾滴迅速升温和汽化, 将煤气温度降到80℃～85℃。

由于固定管板式列管换热器结构简单、紧凑、造价低, 所以焦化厂粗煤气冷却采用固定管板式换热器[1]。

1 固定管板式列管换热器的结构

固定管板式列管换热器的结构主要有封头、管箱、壳体、管板、换热管、拉杆、折流板、仪表接口、接管法兰、膨胀节、排气孔、支座等[2], 如图1所示。

2 固定管板式列管换热器结构改进设计

2.1 设计参数

固定管板式列管换热器主要设计参数如表1所示。

2.2 材料的选择

材料的选择主要考虑焦化厂粗煤气冷却用固定管板式列管换热器工作过程中的介质特性和工艺特性, 以及设备制造过程中材料的焊接性、工艺性和经济性, 如表2所示。

2.3 管箱封头盖板的改进设计

换热器使用的盖板在制造中一般要用厚钢板进行锻造, 制造比较困难。为此本设计使用30 mm的封头板, 盖板重量大大减轻, 同时检修方便。

2.4 进出口设计

2.4.1 接管外伸长度

经计算可知管程接管规格为φ114×3.6 mm;壳程接管规格为φ219×6.3 mm

2.4.2 接管与筒体、管箱壳体的连接

均采用插入式焊接结构, 接管不得凸出壳体内表面。

2.5 管板与换热管改进设计

2.5.1 管板设计

管板延长部分兼做法兰, 其结构如图2所示。

2.5.2 管板与换热段连接接头失效分析及改进

列管式换热器换热管与管板的连接形式主要有胀接和焊接两种, 本设计中管板与换热段连接采用焊接, 换热器在生产中由于应力作用及腐蚀等问题而引起列管式换热器失效, 造成非计划停车, 严重影响了生产。焊接时, 由于高温产生热影响区的附近组织出现塑性变形, 加上焊接时未完全按工艺要求施焊, 易形成较大的残余应力和应力集中, 这是产生腐蚀的主要原因。

(1) 结构设计上的改进。在壳程上层的冷却水出口处前增设溢流挡板, 保证冷却水充满整个空间, 消除壳程冷却水空隙形成的空气层, 避免上管板与换热管连接处干湿变化引起的腐蚀;换热管与管板的连接采用强度焊加贴胀的结构, 贴胀消除管与管板孔之间的间隙防止间隙腐蚀的产生, 并增强抗疲劳破坏的能力;采用液压胀管, 增加管板厚度, 保证胀接长度。

(2) 制造过程中的几个问题。严格控制管孔的加工精度;折流板与管板必须固定在一起加工, 最后拆开进行一次扩孔、倒角, 以保证所有管孔同心;换热管外径偏差必须符合国标;控制焊接工艺, 防止大电流焊接引起过热, 造成组织晶粒过大及产生过大的残余应力。不允许有气孔、裂纹及夹渣等缺陷;贴胀采用液压胀接的方法, 保证管板与管的连接处胀度一致, 整个长度上应力均匀分布;设备制造完毕后进行水压试验, 保证时间适当延长, 可以消除部分应力。水压试验合格后进行气密性试验;设备安装前, 对两端管板进行涂层防腐处理, 防腐层应紧密, 不能有脱壳。

2.5.3 换热管的排布设计

换热管排布形式为三角形排布[3], 其结构如图3所示。

2.6 膨胀节的选型

采用波形膨胀节, 由于壳体流速较大, 故需设置内衬套, 其结构如图4所示。

按GB 16749-1997选取膨胀节规格:膨胀节ZDWC 600-0.6-1×6×1× (Q235-A)

2.7 拉杆与定距管

根据计算, 拉杆总长按实际需要取为2600mm。定距管的尺寸与所在换热器的换热管规格相同, 即φ25×2.5 mm。

2.8 管板与法兰连接

管板与法兰连接采用螺栓连接, 密封面型式为凹凸密封面。

2.9 排气管与排液管设计

其接管规格及接管法兰规格分别按GB/T17395-1998和GB/T9115.2-2000选取。

2.1 0 支撑结构设计及选型

该换热器选用鞍式支座支撑。其支座按JB/T4712-92中表1选取BⅠ型, 尺寸按JB/T 4712-92中表6选取。

2.1 1 强度校核

管箱封头、筒节、壳程筒体等强度计算依据GB150-1988进行, 根据SW6-98《压力容器强度设计软件包》计算结果[5], 确定各零部件的计算厚度和名义厚度。

3 设备制造检测的基本要求

设备制造检测的基本要求如表2所示。

4 固定管板式列管换热器的优点

固定管板式列管换热器的两端管板, 采用焊接方法与壳体连接固定, 结构简单;在相同的壳体直径内, 排管最多, 比较紧凑;在有折流板的壳侧流动中, E旁路最小, 管程可以分成任意偶数程数。由于两个管板被换热管互相支撑, 与其它管式换热器相比, 管板最薄, 不仅造价低而且每根管子的内侧都能进行清洗。

5 结论

本文给出了固定板式列管换热器结构设计的主要步骤及改进设计选型方法, 结合焦化厂粗煤气冷却工段介绍了固定管板式换热器的优点, 为同类设备的设计及开发提供了参考。

摘要：针对焦化厂粗煤气冷却的需要设计了一个固定管板式换热器, 给出了固定板式列管换热器结构设计的主要步骤及改进设计选型方法, 并计算确定了换热器各部件的结构形式及尺寸位置, 对换热器的主要非标准件给出了设计依据及计算过程, 对换热器的主要受力部位进行了强度校核。

关键词：煤化工,换热器,结构设计

参考文献

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[2]夏清, 陈常贵.化工原理[M].天津:天津大学出版社, 2005

[3]朱聘冠.换热器原理及计算[M].北京:清华大学出版社, 1987

[4]王志文.化工容器设计[M].北京:化学工业出版社, 1990

焦化煤气 篇6

煤气中的硫化氢不仅有毒, 而且对设备、管道有腐蚀作用。作为工业燃料, 煤气在燃烧过程中, 其中的硫化氢会与氧反应生成二氧化硫等有害气体, 对大气造成一定程度的污染。在化工生产中必须严格控制煤气中硫化氢的工艺指标, 以减少其对设备的危害及大气的污染。准确地测定煤气中硫化氢的含量, 对生产的安全稳定运行及设备的维护保养具有重要意义。

1常用测定焦炉煤气中硫化氢的方法及概述

目前我国焦化行业中, 用于测定焦炉煤气中硫化氢的方法主要有三种, 即《城市燃气中硫化氢含量测定》 (国标GB12211-90) , 《宝钢测定煤气中硫化氢的分析方法》、《中小型焦化厂分析煤气中硫化氢的检验方法》。

1.1城市燃气中硫化氢含量测定法 (国标GB12211-90) 。气样中的硫化氢被锌氨络合液吸收后形成硫化锌沉淀, 在弱酸性条件下同碘作用, 过量的碘用硫代硫酸钠溶液滴定。

1.2用氢氧化钠吸收煤气中的硫化氢, 在吸收液中加入醋酸镉溶液, 生成硫化镉沉淀, 分离过滤后用碘溶液和盐酸进行分解, 过剩的碘用硫代硫酸钠溶液进行反滴定。

1.3用氨性氯化锌溶液吸收煤气中的硫化氢, 生成的硫化物在酸性情况下同碘作用, 过量的碘用硫代硫酸钠溶液滴定。

2 AS循环脱硫工艺

此工艺的优点是:脱硫效率能满足工业燃料的要求, 有利于我厂自行使用;该流程是以煤气中氨为碱源的湿式吸收法脱硫, 不需外加碱, 不产生废液, 不会产生二次污染;前脱硫, 能减轻煤气净化系统和管道的腐蚀;装备自动化程度高, 有利于操作;环保佳, 蒸氨废水含氨等杂质低, 硫氨废水;国内大部分厂家使用该工艺, 问题暴露充分, 解决较好, 技术成熟;克劳斯炉法回收所产生的硫磺纯度高 (可达99.8%以上) , 质量好, 过程自动化水平高;不需要催化剂, 省去催化剂再生设备, 减少了投资;充分实施综合换热, 闪蒸室的巧妙设计既保证了送出的废水达标, 又利用了蒸汽降压回收了部分蒸汽, 从而可减少蒸汽近30%。但同时要求初冷、电捕效果好, 要确保洗涤系统不堵;同时还要注意冷凝、硫回收系统腐蚀较强。

3日常工作中的做法

为能提供合格的焦炉煤气, 我厂高度重视焦炉煤气质量, 通过设备消缺、优化操作、加强巡检等措施, 使焦炉煤气中的硫化氢含量达标。

3.1我厂每周召开稳定硫化氢攻关会议, 逐项汇总设备缺陷情况, 明确消缺时间节点和项目负责人, 确保按时完成。酸气冷却器冷却管原来由于泄漏, 导致硫化氢含量上升, 氢氧化钠损耗增加, 我们及时停用泄漏的酸气冷却器, 并开启备用的再生系统, 加快脱硫液的置换, 逐步排出各种无机盐, 并加大氢氧化钠补充量, 保持系统稳定, 起到了明显效果。针对贫富热换热器泄漏, 及时更换了一台贫富液换热器, 降低了贫液温度, 提高了贫液对硫化氢的吸收效果。

3.2我厂优化工艺操作, 通过在线实时监测硫化氢含量, 一旦发现异常及时通知岗位调整。及时调整氢氧化钾的加入量, 通过分析化验室贫富液的化验结果, 保证贫液中总钾含量, 确保脱硫效率。严格控制煤气温度、脱硫塔上塔贫液温度及再生塔顶温度和压力, 保证在硫化氢合格的前提下, 降低氢氧化钾、氢氧化钠等原料消耗。

3.3我厂加强日常巡检, 在日常的巡检中, 每小时排放一次酸气冷凝液, 防止酸气管路堵塞, 保证富液在再生塔内能够正常解析。密切观察真空机封循环液冷却器内的液位, 一旦发现降低, 及时补充循环液, 防止真空泵机封由于缺少冷却液而烧坏。同时把机封冷却器的冷却水由闭路循环改为冷却后直接排放, 提高机封冷却液的冷却效果, 增加了机封的使用寿命和真空泵的开车率。

4结束语

通过实践总结, AS循环脱硫法作为煤气净化生产中一个环保的成功流程, 可以在全国多家焦化厂广泛应用。

参考文献

[1]马隽.二氧化硫、亚硫酸盐和硫化氢快速检测方法及其仪器的研究[D].吉林大学, 2007

[2]孙静, 朱艳.亚甲基兰分光光度法测定气态硫化氢方法研究[J].环境科学与技术, 2004年S

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[4]祁贵生刘有智焦纬洲等.超重力法脱除气体中硫化氢[J].化工进展, 2008, 27 (9) :140