电捕焦油器故障的原因及改进措施
电捕焦油器故障的原因及改进措施王广思（山东市枣庄燃气总公司277100）黄长胜李成峰（山东兖矿国际焦化有限公司272100）山东兖矿国际焦化有限公司是由兖矿集团有限公司、日本伊藤忠和巴西CVRD三家合资建设的年产200万吨焦炭和20万吨甲醇的煤化工企业，该企业拆迁了德国凯萨斯图尔焦化厂的7.63m焦炉及其配套的煤气净化系统，新建了年产20万吨用焦炉煤气制甲醇的生产装置。焦炉于2006年6月投产，甲醇装置也于同年12月16日投产，通过一年多的运行，对焦炉的运行认识逐步加深，相应的配套装置也在逐步完善。由于在德国原设计的焦炉煤气只用作燃料燃烧，而我公司需将剩余的焦炉煤气用于生产甲醇，因此对焦炉煤气的质量要求就更高。从实际运行情况看，煤气净化程度不能达到生产甲醇的要求，为进一步提高焦炉煤气的净化程度，我们一方面选择技改项目的技术方案，另一方面对现有的煤气净化系统进行了优化，尽可能地达到原设计的操作指标。众所周知，电捕焦油器操作的好坏对煤气净化起到十分关键的作用，为此。我们对电捕焦油器投产以来所出现的问题进行了总结和分析，并采取了相应的改进措施。实践表明，改进后的电捕焦油器达到了长期稳定运行的目标。现将我们的体会介绍于后，供同行参考。1 电捕焦油器的规格我公司有3台电捕焦油器，3台全开，不设备品。每台直径4210mm,高13000mm,内装蜂窝210个，镍铬吊丝直径5mm,重锤7.5kg,有2层气体分布板。电捕焦油器的进出口煤气管直径DN1200,下进上出。氨水冲洗管直径15mm,斜板冲洗管直径DN50,顶部冲洗管直径DN100,6个喷嘴。绝缘箱用电加热，顶部通入氮气，温度80100°C,氮气保护使用0.4MPa的常温氮气减压，蒸汽间接加热到80C加入到绝缘箱，流量50m3/h,电捕焦油器阻力500Pa，焦炉煤气处理量42065Nm3/h，设计压力为土0.03MPa,工作压力为一0.011MPa,设计温度120C,绝缘箱工作温度90C，煤气温度2128C。额定二次电压55.2kV,额定二次电流840mA。电加热器电压500V,功率4.8kW。顶部清洗喷洒液压力0.3MPa。电捕焦油器筒体使用10mm厚的Q235A钢板焊接而成，焊缝系数0.85,设计风压400Pa,地震烈度7度。工艺连锁条件有：煤气中氧含量2.0%（V%）、初冷器前煤气吸力2.8kPa，电捕焦油器下部压力一0.5kPa,绝缘箱温度70Co煤气含氧量测定由煤气鼓风机出口两个顺磁氧分析仪提供,电捕焦油器工艺管道布置见图1。图1电捕焦油器工艺管道布置图2 存在问题及解决办法2.1焦油堵塞在电捕焦油器的运行过程中，到达沉淀极内壁的焦油沿壁往下流，当焦油的流动性好时会流到底部，并经液封槽和回液总管排出。由于我公司电捕焦油器捕集下来焦油的流动性很差，即使斜板冲洗氨水管正常冲洗，约一周后仍会出现内部放电，并发出异常声响。出现这种情况时，我们就安排电捕焦油器的冲洗，即将出口煤气阀门关闭，从电捕焦油器顶部喷洒热氨水，用热氨水冲洗蜂窝和气体分布板，每次冲洗都能排出大量焦油，每次冲洗操作约需lh,再经约2h的自然降温后，打开煤气出口阀门投入正常运行。每班还需安排液封槽的冲洗，通过下窥镜可看到管道是否畅通和管内焦油的积累情况。当电捕焦油器底部或管内出现焦油堵塞时，可采取以下两种方式解决。一是关闭下冲洗管出口阀门，通过斜板冲洗管向电捕焦油器通入热氨水，经上冲洗管排入液封槽，这样可较好地加热和冲洗电捕焦油器底部积存的焦油，同时可清楚地判断上下冲洗管线的情况，这也是处理上下冲洗管堵塞的有效办法。二是关闭上冲洗管的出口阀门，热氨水通入上冲洗管直接冲洗电捕焦油器内部，经下冲洗管排入液封槽。当液封槽中累积的焦油较多时，关闭上下冲洗管的阀门，切断与电捕焦油器的联系，用热氨水单独冲洗液封槽。由于上述原因，电捕焦油器运行一直不正常，运行周期短，除每班必须冲洗一次液封槽外，每周还必须停车冲洗一次电捕焦油器，且每次都能冲洗出很多焦油。说明电捕焦油器底部的焦油不能正常地排出，而是粘附在蜂窝壁和气体分布板上。每次打开电捕焦油器检查也验证了上述判断。2.2绝缘为零问题在电捕焦油器出现问题后，我们最初均是先用氮气保压试验，并在煤气进出口加盲板进行隔绝，隔绝之后再打开人孔检查，处理完毕后进行氮气置换，置换合格后抽盲板，然后开阀门投入运行，每次处理的时间一般需要16h,不顺利时则需要48h,既费时又费力，安全也不能完全保证。如果阀门关闭不严，抽堵盲板时会出现煤气中氧气含量升高的情况。改造电晕极丝后，每次处理断丝的判断比较直观，处理也非常迅速。后来我们只做保压试验，只要保压试验正常，即使置换不彻底也进行人孔的拆卸，但人孔拆卸时必须严格执行先打开上人孔，再打开下人孔的顺序，其目的是防止电捕自身形成烟囱效应，效果较好，处理快捷安全，还大大节约了维修成本，最快的一次仅用了160min。下面介绍几种我们处理绝缘为零的情况。（1）电晕极断丝。氮气加热系统正常时，还会频繁出现电晕丝断裂的问题。我们于2007年3月20日对3号电捕焦油器进行了改造，用4mm不锈钢丝绳替代镍铬丝，电晕极的自然垂直度有了明显好转，较好地纠正了镍铬丝不垂直带来的偏差问题。但2008年仍先后出现过6次电晕极断丝的情况。电晕极断丝有两种情况，一种情况是打开人孔后，通过下人孔可以发现气体分布板上有重锤或者一段带着吊环的极丝，根据位置可以准确地判断蜂窝的位置，然后带着长管面具从上人孔探身到内部，利用钩子将挂在吊架上的断极丝吊出，更换新极丝，测量绝缘合格后即可封堵人孔。另一种情况是打开人孔后不能发现重锤或带吊环的极丝，测量电捕焦油器内部的绝缘合格，但开启电捕焦油器时的二次电压仍剧烈波动。仔细检查发现电晕极丝断裂后，重锤和带着吊环的断极丝没有脱落，而是被下固定环卡住了，故难以发现断极丝。悬挂的上段极丝在不加电时仍处于垂直状态，不碰壁，故绝缘很好，但一加电就与蜂窝壁相碰而造成接地。（2）绝缘套管击穿。虽然电捕焦油器出现绝缘为零、直接接地时，大部分是因电晕极断丝造成的，但也有两次是由于电气进线的穿墙套管损坏引起的。（3）绝缘子绝缘低。2008年8月22日曾出现内部绝缘为零的情况，打开人孔发现电捕焦油器没有冲洗，并发现有一根电晕极出现断丝，处理后测量绝缘为5MQ。装上人孔并冲洗后，绝缘仍为零。当时怀疑是极丝的检查不彻底，随即对内部的每根电晕极丝检查确认，同时清理了顶部的伞帽，打开上部的三个绝缘箱，擦拭了三个绝缘箱内的绝缘子，但绝缘仍然为零。拆开穿墙套管测量罐体内部也合格，而绝缘套管绝缘仍为零。后来发现由于检修时切断了绝缘子的加热电源，其温度仅为35°C。接通绝缘子的加热电源，当温度上升到80°C后发现绝缘子的绝缘就合格了，从而说明绝缘子的温度控制也十分重要。11月18日，电捕焦油器停车冲洗后再次出现绝缘为零的情况，经8h后绝缘恢复到约5MQ。当时以为冲洗不彻底，经再次冲洗后绝缘仍是零。其原因是因公司空分装置停车，停止了绝缘箱保护用的氮气供给，电捕焦油器在冲洗时水蒸汽和萘蒸汽进入绝缘箱，并在绝缘子上冷凝而使其绝缘降低，经自然干燥后绝缘逐步恢复，在电捕焦油器冲洗18h时后，绝缘达到了30MQ，运行正常。3 电捕焦油器的改进措施（1）出于工艺处理可靠的考虑，进出口应尽可能设置水封，便于安全生产，即使需要加盲板也是在水封之后进行，更加安全，也符合当前的安全生产的总体要求。（2）在电晕极丝距离蜂窝底部出口处增加一个套环（图2），可以减少电晕极丝在气流波动时瞬时接触沉淀极而打断极丝。并在电晕极下端、吊环以上加装内径45mm、壁厚2.54mm、长200300mm的不锈钢套管，保护电晕极，以延长其使用寿命。鋒窝底部平面纟f呆护套管3吊环"重锤+,图2电晕极加装套环和保护套管（3）由于目前的煤气处理气量较小，电捕焦油器没有备用设备，一旦出现问题矛盾就更加突出，计划新增1台6万m3/h的电捕焦油器,4台电捕并联运行。（4）由于净煤气中含焦油等杂质的影响，甲醇装置的压缩机运行周期短，故障率高。为此，我们在气柜后又新建了2台电捕焦油器，以改善煤气压缩机的运行条件。改造后的焦炉煤气净化流程见图3。焦怕煤气“煤气送甲醇装置鼓风机新增2台电捕焦油器*放散煤气*回炉煤烹图3改造后的焦炉煤气净化流程示意图（5）为避免绝缘子因受潮而引起击穿等事故，用氮气保护绝缘箱的绝缘子十分重要，可采用电加热，也可采用蒸汽加热，氮气出口温度约80°C，氮气用量约50m3/h。如果没有氮气，笔者认为也可用净化后的焦炉煤气加热后作为保护气。4 结论本公司的生产实践表明，为使煤气净化系统稳定运行，在电捕焦油器除去焦炉煤气中焦油、粉尘等杂质时，不仅电捕焦油器的选型十分重要，而且摸索实际生产中的冲洗的频次、清洗方式、氮气加热方式和用气量等规律更为重要。
