城镇焦炉煤气杂质聚集对输配系统的影响及解决办法

乔刚刚

(山西西山煤气化有限责任公司，山西 古交 030200)

引 言

焦炉煤气作为大部分城镇的气源，供气的稳定性不仅会影响城镇人民的正常生活，还与供气企业的维护维修投入息息相关，必须引起高度重视[1]。焦炉煤气的杂质含量一直是影响供气稳定性的重要因素，但是当前依然存在焦炉煤气杂质含量较高的情况，主要是生产过程净化不彻底、设计时因高额的资金投入而放弃净化工程，或者是建成净化工程但时开时关，未发挥其作用[2]。近年来焦炉煤气输配系统故障频出，主要是因为焦炉煤气杂质含量较高，杂质的聚集缩小了输配系统管道的通流量，严重的将阻塞管道，导致输配系统的供气能力下降或者出现区域性停气[3,4]。因此研究城镇焦炉煤气杂质聚集对输配系统的影响，提出有效的解决办法，对于保证输配系统安全、可靠运行具有重要的意义。

1 焦炉煤气杂质概述

焦炉煤气作为城镇煤气的主要气源，其中包含的杂质主要有焦油、氨、萘、硫化氢等，对输配系统管网和焦炉煤气的燃烧使用均有不利影响。其中焦油本身是一种多物质混合物，黏度大，易与灰尘混合形成胶泥，黏附于管道内壁阻塞管道和用气设备；氨是具有特殊刺激气味的气体，能够溶于水呈碱性，对输配系统管网中的铜件及铜合金件具有明显的腐蚀作用，其燃烧过程中还会产生一氧化氮和二氧化氮等有害气体，威胁人身健康并污染环境；萘是一种极易升华的化合物，从焦炉出来的煤气必须进行终冷洗氨洗苯处理，否则长距离送气时将会出现低温，冷凝析出萘，聚集于输配系统管网内壁，导致管路阻塞；硫化氢作为一种有毒气体，危害是焦炉煤气杂质中最大的，空气中存在1%就能致人于死地，对管道及用气设备具有很强的腐蚀作用，燃烧后产生二氧化硫等有害气体，威胁人身安全及污染环境。

2 杂质聚集对输配系统的影响

2.1 对气柜的影响

因焦炉煤气中存在硫化氢杂质，其极易溶于水形成氢硫酸，对输配系统中的气柜壁板具有强烈的腐蚀作用，导致气柜壁板腐蚀减薄出现穿孔漏气，增加维护费用及工作人员的劳动强度。当萘在气柜的出气口弯头位置出现沉积，阻塞输配系统管网时，将会降低煤气的输送流量，供气受到阻碍。同时当萘在气柜进口蝶阀阀瓣位置处聚集时，将会导致阀门关闭不严的情况，气柜内部煤气超过储量上限，极易出现安全事故。

2.2 对管道及其设施的影响

对于焦炉煤气输配系统管网而言，如果煤气中含有水气杂质，随着输气环境温度的降低水蒸气将会凝结形成水滴进而流入凝水缸内部，如果凝结水不能及时进行处理排除，将会阻塞管网，出现输气停滞。当焦炉煤气生产过程中除萘不彻底时，其随着输气温度的降低将会凝结成为固体状态，敷着于配送管网的内壁，减小其通流面积，导致输配管网经常出现堵塞故障，提高维修人员的投入，增加管网的维修成本。

2.3 对调压器的影响

杂质聚集不仅会导致输配管网黏结堵塞，也会腐蚀管网内壁，出现调压器压力调节失控，增加维修的频率，同时调压器的皮膜老化破裂也是影响输配管网正常供气的重要因素。对于雷诺式调压器中的中压辅助调压器而言，其喷嘴是最容易出现阻塞的位置，随着焦炉煤气杂质的聚集，喷嘴被堵，将会出现中压不能按照需要正常进入平衡器，致使平衡器内部的皮膜压力降低，杠杆收到铁硫的重力作用出现下移，出现调压阀阀口增大，导致超压送气的情况，严重的将会酿成安全事故。针形阀运行过程中被萘结晶堵塞之后将会出现超压供气的情况，原因与中压辅助调压器喷嘴堵塞一致，超压供气严重的将会导致爆炸事故，造成用户生命财产的重大损失。当过滤器被结晶的萘阻塞之后将出现管路供气不足的故障，并且故障排查极为困难，主要原因是过滤器和主调气一般不需要安装测压装置，压力表均安装在过滤器进口的中压管道，导致压力表显示中压，而在过滤器被阻塞之后，低压记录仪反应的压力难以判断是否准确。

2.4 对煤气表的影响

煤气表作为输配系统管网重要的组成部分，其是以焦炉煤气成分符合相关国家标准的情况下设计的，但是实际运行过程中存在煤气杂质超标的情况，由其是杂质硫化氢，具有极强的腐蚀性能，必须引起高度重视。焦油、萘等杂质具有较强的黏附性，出现管网黏结堵塞时会导致煤气表的皮膜老化，使其内部出现传动中轴和连杆卡死、焊接部位开焊等故障使煤气表不能准确指示煤气使用情况。究其原因是煤气表内部的立轴与膜盒上的焊口出现了明显的开焊情况，导致气室停止进、出气所致，也有一部分是因为严重腐蚀、杂质黏接牢固、运转阻力剧增等。因煤气表的服役时间较长，焦炉煤气中的有害杂质，如硫化氢、萘、二氧化碳、焦油、水蒸汽等，将会腐蚀煤气表内部器件，同时煤气表封闭运行，无规律性的运行维护管理，极易导致内部器件腐蚀严重、器件之间粘死、运行阻力增大等，久而久之出现焊口开裂，停止运转形成死表。死表将会出现煤气计量不准、表慢、维修频率增加等，不仅影响用户燃气的正常使用，还会影响供气企业的经济效益。

2.5 对阀门及其设施的影响

输配系统管网中萘含量的增加及聚集将会导致局部管路的堵塞，导致闸板常闭的无法正常打开，常开的无法正常闭合，均满足不了最初设计和正常运行的要求。管网中的硫化氢、水蒸气等的存在将会加速蝶阀橡胶密封圈的腐蚀，使用超过一年的蝶阀将不能够正常使用，给整个管网的运行管理造成负担。带气作业，改线、移线、接线、系统抢修等，维修作业难度极大，需要每年投入费用近十万余元。

3 改进焦炉煤气质量的解决办法

3.1 新建输配系统

对于新建焦炉煤气输配系统，政府主管部门需要根据市场经济的原则，制定优质优价、劣质低价、不合格不计价的规定，督促净化管理单位工作的落实；城市焦炉煤气的设计部门需要从我国当前输配系统的实际运行情况，紧抓设计环节，充分考虑各种因素，采取先进的技术，改进传统的净化工艺，以便提高焦炉煤气的质量。焦炉煤气工程施工过程中需要严格控制净化配套设施的建设情况，当出现因建设单位资金紧缺对净化工程停建或者缓建的情况，验收时不予通过，确保焦炉煤气用户的生命财产安全。

3.2 在用输配系统

对于在用输配系统管网，加大管网的运行维护管理力度，定期进行故障排除，杜绝出现管网局部阻塞而依然运行的情况。同时需要引进先进的检测技术，如无损检测、投射检测、红外线等，定期对阀件、调压阀、煤气表等管网器件进行检查，及早发现其运行情况，当因煤气杂质造成通流面积变小的程度超出安全使用范围时，需要及时进行维修或者更换，确保管网内部燃气具有足够的通流面积，避免出现超压运行，保证在用煤气用户的安全。

4 应用效果评价

在了解了焦炉煤气常见的杂质及其对输配系统管网组件的影响情况之后，为了更好的建设焦炉煤气项目，促进其健康稳定发展，提出了确实可行的解决办法。因供气企业尚无新建项目，仅对在用输配系统试运行了改进焦炉煤气质量的解决办法，并进行了为期半年的跟踪记录。结果表明，采用先进的检测技术手段能提高输配系统管网因焦炉煤气杂质造成局部管路阻塞故障的检测效率，据相关专业人士估计，该方法的应用使输配系统管网故障降低近30%，节约维修费用近12万/年，减小维修人员成本费用近50万/年，提高了输配系统管网工作的可靠性，为企业产生直接经济效益近100万/年，具有很好的推广价值。

5 结语

城镇焦炉煤气输配系统管网的安全稳定运行至石充填开采工艺参数如下关重要，针对焦炉煤气杂质聚集影响输配系统组件正常运行的问题，开展了焦炉煤气杂质聚集对输配系统的影响及解决办法的研究。结果表明在分析了焦炉煤气杂质聚集对输配系统的影响之后提出的改进焦炉煤气质量的解决办法具有很好的可行性。应用结果显示，改进焦炉煤气质量的解决办法使输配系统管网故障降低近30%，节约维修费用近12万/年，减小维修人员成本费用近50万/年，提高了输配系统管网工作的可靠性，为企业产生直接经济效益近100万/年。