工業(yè)用焦?fàn)t煤氣運行過程中故障分析及問題解決

李雪濤

包鋼稀土鋼板材有限責(zé)任公司冷軋部

焦?fàn)t煤氣在鋼鐵冶金企業(yè)和居民生活中應(yīng)用非常廣泛，它具有發(fā)熱值高，燃點低等優(yōu)點，但是焦?fàn)t煤氣在運行中卻很容易發(fā)生問題，給我們的生產(chǎn)和生活帶來了諸多不便，正確使用應(yīng)用焦?fàn)t煤氣，及時的發(fā)現(xiàn)問題解決問題才能讓我們更加應(yīng)用自如。爐煤氣的主要成分是：氫氣、一氧化碳、甲烷、氮氣、苯、焦油等。

工業(yè)用焦?fàn)t煤氣在正常運行中用戶的火焰視覺上呈現(xiàn)藍(lán)亮色，火焰較長聽覺上氣流有力嗤嗤帶響。而故障狀態(tài)下煤氣一般有兩種：一種是煤氣壓力周期性波動,運行過程中時煤氣壓力波動較大（暫時稱作A狀態(tài)）；另一種故障狀態(tài)下的焦?fàn)t煤氣視覺上火焰呈現(xiàn)暗紅色，火焰短容易漂移，聽覺上流出噴嘴時發(fā)出呼呼的聲音，氣流無力（暫時稱作B狀態(tài)）。我們現(xiàn)在分析A、B狀態(tài)的焦?fàn)t煤氣產(chǎn)生的原因。

A狀態(tài)的焦?fàn)t煤氣一般是由于焦在焦?fàn)t煤氣焦出現(xiàn)故障時爐煤氣管道中的水堵造成的。焦?fàn)t煤氣中的水分為機(jī)械水和飽和水（煤氣的含濕圖如下）：

在管道的輸送中，隨著煤氣溫度逐漸降低接近外環(huán)境，煤氣中的水蒸汽逐漸析出形成液態(tài)水。煤氣管道敷設(shè)坡度一般情況下順著氣流流動的方向逐漸向下，坡度i=0.001～～0.003，每隔150M左右設(shè)置一個煤氣排水槽，此排水槽是此段煤氣的低點。當(dāng)煤氣排水槽沒有定期排水或煤氣水封槽發(fā)生故障時，煤氣管道內(nèi)的冷凝水無法排出，煤氣排水槽附近的位置的水逐步聚集，當(dāng)水層厚度接近臨界高度時，就會發(fā)生水堵現(xiàn)象（注意：此時煤氣管道并非被冷凝水完全封堵）。此時由于水層阻擋煤氣通過，煤氣只能少量、微量或不能通過（不能通過時，煤氣用戶點沒有煤氣的供應(yīng)，只能依靠管道內(nèi)的殘留煤氣供應(yīng)用戶，當(dāng)煤氣壓力降低到報警值時，用戶點會發(fā)生聲光報警，此時需要自動或手動切斷煤氣，否則會發(fā)生煤氣回火等重大事故），此刻煤氣水封槽前的煤氣管道壓力逐漸增加，當(dāng)壓力增加到臨界值時，能夠壓迫水層暫時散開，此刻煤氣會正常通過此段區(qū)域輸送至用戶，而后煤氣壓力逐漸下降，被壓迫的驅(qū)散水會重新回流返回，那么又重新發(fā)生水堵現(xiàn)象，從用戶處表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是煤氣壓力時斷時續(xù)，忽高忽低不能正常使用。

B狀態(tài)的煤氣一般情況下是由于煤氣中苯、奈、焦油長期的沉積造成的。在煤氣長期的運行中，苯、奈、焦油日積月累的沉積，管道內(nèi)沉積物逐漸增高，當(dāng)沉積物增高到臨界高度時就會影響到煤氣流量，從而影響到煤氣用戶的正常運行。此刻煤氣管道內(nèi)的一點、一段或者幾段內(nèi)沉積物大量堆積嚴(yán)重影響煤氣的通過，由于煤氣用戶的數(shù)量沒有減少，即煤氣的需要量沒有減少，所以造成堵塞段后的煤氣供給量嚴(yán)重不足、煤氣壓力降低，造成煤氣用戶由于煤氣量的絕對不足而溫度不能達(dá)到設(shè)計或是使用要求，影響煤氣用戶的正常生產(chǎn)和使用。

煤氣故障的排查及解決。

A狀態(tài)的煤氣，我們可以通過用戶儀表盤上的壓力表周期性波動判斷出來，解決辦法是：沿途逐一檢查煤氣排水槽并且逐一放水直到釋放出焦?fàn)t煤氣為止。如果沿途所有煤氣排水槽全部正常，但是故障沒有排除，那么就應(yīng)該是外網(wǎng)煤氣管道的坡度設(shè)置不合理，發(fā)生水堵區(qū)域沒有煤氣水封槽，無法排水。

解決方法：

用經(jīng)緯儀或是其他標(biāo)高測量儀器沿途檢查管道的坡度，判斷出可能出現(xiàn)問題的管段。按照煤氣操作規(guī)程進(jìn)行煤氣管道停氣、氮氣置換之后，在此段煤氣管道的末端檢測合格后，在相關(guān)部室確認(rèn)后才可以進(jìn)行動火，在可能發(fā)生水堵的位置，在煤氣管道的底部用割槍開口，如果此處有大量的水沉積，那么有確定的煤氣管道水堵的發(fā)生位置，則在此處安裝排水閥門，加裝煤氣排水槽，定期在此處排水，這樣就可以解決當(dāng)初由于設(shè)計或施工原因而造成煤氣管道坡度不合理而產(chǎn)生煤氣水堵的問題。

B狀態(tài)的煤氣故障檢查需要有以下條件。

1.用戶點煤氣壓力雖然較低，但高于煤氣低壓報警壓力。在檢查煤氣故障的時候，需要煤氣用戶正常運行（如果煤氣用戶不使用煤氣，則沿途所測的煤氣壓力是煤氣的靜壓力，理論上是相等的），只有煤氣用戶點正常使用，才能通過煤氣壓力表測量出各個煤氣段的煤氣壓差，利用煤氣管道的摩擦阻力判斷出可能可能出現(xiàn)問題的區(qū)域。如果煤氣壓力過低，低于煤氣低壓報警壓力，那么可以在停氣，氮氣置換，在末端檢測合格后，通入氮氣進(jìn)行檢測（必須注意氮氣窒息的危害）。

2.在沿途的煤氣管道上有檢測煤氣壓力的壓力取壓管，這些取壓管可以在煤氣水封槽、煤氣的吹掃口、煤氣管道的手孔等處找到。

3.需要檢測煤氣壓力的壓力表，壓力表的量程應(yīng)該和對應(yīng)的煤氣壓力相符，不宜過大，否則測量的壓力誤差較大。沿途對取壓點進(jìn)行煤氣壓力的測量，根據(jù)壓差的大小標(biāo)定懷疑區(qū)域段，再根據(jù)以下的沿程阻力損失確定問題段。

煤氣壓力的摩擦阻力損失的計算公式：

式中：λ－摩擦系數(shù)：鋼材管采用0.03～0.04水泥或襯磚管取0.05～0.06.

D－管道直徑M

V－煤氣流速M/SeC

?-煤氣重度kg/NM3(高爐煤氣為1.3焦?fàn)t煤氣為0.45發(fā)生爐煤氣為1.16混合煤氣需按其組成另行計算)

g—重力加速度 9.81M/SeC2

t－煤氣溫度 30～35℃

對高爐煤氣 H＝0.0022MM水柱/M

對焦?fàn)t煤氣 H＝0.00076,MM水柱/M

焦?fàn)t煤氣經(jīng)濟(jì)流速一般取8～～～14m/s

由此可以估算出煤氣沿程阻力損失，與測定的管道損失進(jìn)行比較，進(jìn)而確定煤氣管道出現(xiàn)問題的所在。

解決方法：

確定問題段后，按照煤氣管道檢修操作規(guī)程進(jìn)行煤氣管道停氣，置換，之后對煤氣管道進(jìn)行整體更換，或者對確定的問題段的煤氣管道進(jìn)行局部更換（一般建議進(jìn)行整體更換，局部煤氣管道有問題后，整體管道多數(shù)也是沉積物較多，如果僅僅進(jìn)行局部更換，短時間可以正常使用，根據(jù)本人的經(jīng)驗，局部更換的管道使用時間不會超過2年）。

以上分別介紹了煤氣管道由于水堵、管道沉積物過多而造成的煤氣用戶不能正常使用的檢查方法和解決問題的方法。由于各個煤氣用戶使用煤氣成分不完全相同，出現(xiàn)的問題也會不盡相同，盡力判斷出故障位置，故障原因，那么問題就會迎刃而解。