宣鋼焦爐煤氣管網清洗與維護的實踐

岳長虹

（河北鋼鐵集團宣鋼機動處，河北張家口 075100）

宣鋼焦爐煤氣管網清洗與維護的實踐

岳長虹

（河北鋼鐵集團宣鋼機動處，河北張家口 075100）

宣鋼焦爐煤氣管道堵塞嚴重，無法保證正常使用。為此采取了高壓水清垢、分區分段的優化方案對宣鋼焦爐煤氣管道進行了疏通、檢修和改造，鋪設了部分臨時管道，在基本不影響生產的情況下，共清理管道20 km。保證了宣鋼正常生產和居民正常用氣需要。

氣源工程；高壓水；壓力；流量

1 引言

焦爐煤氣是一種熱值很高的煤氣，在宣鋼的生產中應用較為廣泛。焦爐煤氣用戶除焦爐本體外，有部分由焦化廠直供，如煉鐵廠360 m2燒結機、附企公司白灰窯、煉鐵廠鏈篦機，其余大部分由動力廠負責轉供。動力廠分東區和西區供給用戶。東區管道形成環網，管道長約6000 m；西區通過動力廠2#煤氣加壓站輸送，管道長約6500 m，煤氣用戶分散，輸氣管線長，大小閥體有幾百個，煤氣的正常供應不僅保證宣鋼的安全生產，同時承擔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鐵路、公路和農田、樹林等，輸氣管線無備用，一旦出現故障，搶修難度很大，直接影響生產，短期內難以恢復正常生產。

2 管道清洗與維護的必要性分析

因焦爐煤氣管道建設、使用年代已久，同時因2008年5月城市氣源工程投入使用，但氣源工程的化產系統未同步投用，導致氣源工程供出的焦爐煤氣中萘含量極高，造成焦爐煤氣管道內積工業萘及焦油，經過近一年的運行：（1）民用煤氣管道正常使用小時供氣量大約7000～8000 m3，因堵塞嚴重，小時供氣量僅5000 m3左右，無法保證居民的正常使用，引起張家口市領導的高度關注。（2）焦爐煤氣正常使用壓力在3.5～5.5 kPa，各焦爐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，因此導致了多處生產線停產：如8爐熱風系統焦爐煤氣壓力2.5 kPa，9爐噴煤系統焦爐煤氣壓力2 kPa，10爐噴煤系統焦爐煤氣壓力2 kPa，已影響到正常的生產。

3 管道清洗與維護的方案

一般情況下，管道堵塞的處理方法是更換管道，但是由于焦爐煤氣管道用戶分散，輸氣管線近20 km，因此更換管道首先是對生產的影響面太大，其次是費用太高。

因此提出了四種方案：（1）更換管道；（2）用苯清理管道；（3）用蒸汽對管道加熱進行清理；（4）用高壓水清理。經過反復論證，首先確認了用高壓水清洗管道的方案。在民用煤氣管道上進行了首次試驗，清洗后效果良好。其次由于管線長，涉及面廣，如何在不影響或盡量少影響生產的情況下，檢修煤氣管道是實施過程中面臨的又一大問題，經過6次會議的論證，確定了約20 km的煤氣管道分區域、分時間、分段全部實施疏通和檢修，最終將管道大致劃為11段進行檢修，劃分為南環網（共三段）、北環網（共兩段）、東氣西輸、10#高爐區域、舊燒區、360 m2燒結機和附企白灰窯、鏈篦機以及城市煤氣。并制定了民用煤氣管道部分更換、南環網疏通清掃送氣方案、北環網疏通清掃送氣方案、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焦爐煤氣管道500 m。（2）鋪設了部分臨時管道，如：①供煉鋼中壓煤氣臨時管道30 m；②動力廠氣柜院內供10#高爐及舊燒區的臨時煤氣管道100 m。

同時考慮到清洗出的含萘的污物的處理方法：顆粒狀的直接用車拉回焦化廠處理，液體狀的此次管道清洗，確定吹掃、疏通、改造、檢修焦爐煤氣管道方案及煤氣引送方案。做好大量的提前準備工作：煤氣監測、呼吸器、蘇生氣、救護車、滅火器材等現場備用；操作時的多部對講機、多輛清洗車、臨時支架等設施的就位；確認所檢修管段排水器保持滿水狀態，提前對需要操作的蝶閥、盲板閥、放散閥、取樣閥等事先檢查,氮氣閥門進行開關試驗等等。整個過程操作閥組有400余次，拆除、更換、安裝水封20余個，更換大小閥組30個，更換補償器等。此次疏通了動力廠南環網、動力廠北環網、東氣西輸、10#高爐區、城市煤氣、360 m2燒結機、白灰窯、回轉窯、舊燒區、高線、煉鋼等區域的焦爐煤氣管道共約20 km，涉及管道之長，范圍之廣，用戶之多。

4 管道清洗與維護的實施過程

4.1 管路疏通方法的確定

面對焦爐煤氣管道中接近全部堵塞的現狀，經相關單位確定了以下四種方案：（1）更換管道；（2）用苯清理管道；（3）用蒸汽對管道加熱進行清理；（4）用高壓水清理。如果全部更換管道，首先對生產、生活的影響極大，其次費用需投資近億元；用苯清洗，管道無法承受如此大的載荷，且經論證，無法避免大量的苯的浪費和造成大面積環境污染，無法實施；用蒸汽清理，時間長、清理不徹底，而且清理出的萘蒸發排入大氣中，對大氣污染嚴重，不符合環保要求；用高壓水清理，由于該清洗方法首次在大管道上應用，能否清理干凈是個難題。經大家認真分析：考慮到管道內沉積的萘基本以顆粒狀態附著于管道，顆粒間粘結較為疏松，此方法具備可行性。經過討論，首先在城市煤氣DN720 mm管道上試用，經試用效果良好，最后確定采用該方法清洗焦爐煤氣管道。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，實踐證明效果良好。

4.2 焦爐煤氣管道疏通、檢修、改造方案的制定

面對約20 km焦爐煤氣管道長度接近全部堵塞的現狀、面對煤氣用戶多的實際、面對幾百個閥門的需要操作、面對幾百個水封的需要疏通、要做到既不相互影響生產又安全快速地實施清洗和檢修，清洗和檢修方案的制定成了重中之重。根據管網的運行及生產情況，經過六次會議的論證，確定了約20 km的煤氣管道分區域、分時間、分段全部實施疏通和檢修，最終制定了民用煤氣管道部分更換、南環網疏通清掃送氣方案、北環網疏通清掃送氣方案、東氣西輸管道疏通清掃送氣方案等18個分段疏通、檢修、改造方案。

如：動力南環網檢修和東氣西輸管道檢修時分別影響到煉鋼廠110 t爐區低壓焦爐煤氣和煉鋼廠全部的中壓焦爐煤氣，檢修時間約為31 h；影響煉鋼30 t爐區大包烤包用氣，檢修時間約為23 h；影響煉鋼廠120 t轉爐用焦爐煤氣使用，檢修時間為72 h。

我們根據管網圖多次探討，最終確定了合理的解決方案：（1）煉鋼廠中壓焦爐煤氣從東氣西輸DN800管道帶壓開孔與脫硫塔進氣DN500管道帶壓開孔，連接DN300管道25 m，接DN350閘閥2個，帶壓開孔DN300兩處，中間設置DN300盲板閥1個，放散1個。此方案解決南環網檢修期間，煉鋼廠加壓機煤氣氣源問題。（2）煉鋼廠120 t爐區低壓焦爐煤氣解決方案：開啟120 t爐區與110 t爐區廠房內C列連通閥供連鑄中包烤包使用。

4.3 現場管道錯綜復雜，施工技巧成為關鍵

如：對8#閥組至6#閥組DN800焦爐煤氣管道長1200 m內部結垢厚，此處管道錯綜復雜，工作難度相當大。鑒于現狀，我們確定了在管道開孔18處進行清垢，5輛清洗車同時作業的方案。

4.4 清洗和維護的主要技術要點

考慮到管道內沉積的萘基本以顆粒狀態附著于管道且顆粒間粘結較為疏松，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，實踐證明效果良好。此方法比用苯清洗、 用蒸汽清理造成的環境和大氣污染小得多，清理的時間短且除垢徹底，比更換管道省時又節資，可在同行業結垢嚴重的焦爐煤氣大管道上推廣使用。

5 結束語

采取了高壓水清垢、分區分段的優化方案對宣鋼焦爐煤氣管道進行了疏通、檢修和改造，鋪設了部分臨時管道，在基本不影響生產的情況下，共清理管道20 km。根據當時的現狀，絕大部分管道堵塞嚴重，我們只是針對性的換了城市煤氣等極少部分管道經過疏通、改造、檢修宣鋼焦爐煤氣管道后，民用煤氣管道暢通，管道壓力在6 kPa左右，日供流量17萬m3，小時供量約7000 m3，保證了居民的正常使用。公司各焦爐煤氣主管道及各用戶管道壓力6 kPa左右，滿足各生產用戶的使用要求，保證了宣鋼煉鋼、煉鐵、動力、燒結、回轉窯、高線等系統的正常生產。

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

岳長虹（1976－），男，1995年畢業于鞍山冶金運輸學校鍋爐運行與維護專業，工程師，現從事煤氣、蒸汽專業技術管理工作。