城鎮(zhèn)焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)聚集對(duì)輸配系統(tǒng)的影響及解決辦法

喬剛剛

(山西西山煤氣化有限責(zé)任公司，山西 古交 030200)

引 言

焦?fàn)t煤氣作為大部分城鎮(zhèn)的氣源，供氣的穩(wěn)定性不僅會(huì)影響城鎮(zhèn)人民的正常生活，還與供氣企業(yè)的維護(hù)維修投入息息相關(guān)，必須引起高度重視[1]。焦?fàn)t煤氣的雜質(zhì)含量一直是影響供氣穩(wěn)定性的重要因素，但是當(dāng)前依然存在焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)含量較高的情況，主要是生產(chǎn)過程凈化不徹底、設(shè)計(jì)時(shí)因高額的資金投入而放棄凈化工程，或者是建成凈化工程但時(shí)開時(shí)關(guān)，未發(fā)揮其作用[2]。近年來焦?fàn)t煤氣輸配系統(tǒng)故障頻出，主要是因?yàn)榻範(fàn)t煤氣雜質(zhì)含量較高，雜質(zhì)的聚集縮小了輸配系統(tǒng)管道的通流量，嚴(yán)重的將阻塞管道，導(dǎo)致輸配系統(tǒng)的供氣能力下降或者出現(xiàn)區(qū)域性停氣[3,4]。因此研究城鎮(zhèn)焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)聚集對(duì)輸配系統(tǒng)的影響，提出有效的解決辦法，對(duì)于保證輸配系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行具有重要的意義。

1 焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)概述

焦?fàn)t煤氣作為城鎮(zhèn)煤氣的主要?dú)庠矗渲邪碾s質(zhì)主要有焦油、氨、萘、硫化氫等，對(duì)輸配系統(tǒng)管網(wǎng)和焦?fàn)t煤氣的燃燒使用均有不利影響。其中焦油本身是一種多物質(zhì)混合物，黏度大，易與灰塵混合形成膠泥，黏附于管道內(nèi)壁阻塞管道和用氣設(shè)備；氨是具有特殊刺激氣味的氣體，能夠溶于水呈堿性，對(duì)輸配系統(tǒng)管網(wǎng)中的銅件及銅合金件具有明顯的腐蝕作用，其燃燒過程中還會(huì)產(chǎn)生一氧化氮和二氧化氮等有害氣體，威脅人身健康并污染環(huán)境；萘是一種極易升華的化合物，從焦?fàn)t出來的煤氣必須進(jìn)行終冷洗氨洗苯處理，否則長(zhǎng)距離送氣時(shí)將會(huì)出現(xiàn)低溫，冷凝析出萘，聚集于輸配系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)壁，導(dǎo)致管路阻塞；硫化氫作為一種有毒氣體，危害是焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)中最大的，空氣中存在1%就能致人于死地，對(duì)管道及用氣設(shè)備具有很強(qiáng)的腐蝕作用，燃燒后產(chǎn)生二氧化硫等有害氣體，威脅人身安全及污染環(huán)境。

2 雜質(zhì)聚集對(duì)輸配系統(tǒng)的影響

2.1 對(duì)氣柜的影響

因焦?fàn)t煤氣中存在硫化氫雜質(zhì)，其極易溶于水形成氫硫酸，對(duì)輸配系統(tǒng)中的氣柜壁板具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，導(dǎo)致氣柜壁板腐蝕減薄出現(xiàn)穿孔漏氣，增加維護(hù)費(fèi)用及工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。當(dāng)萘在氣柜的出氣口彎頭位置出現(xiàn)沉積，阻塞輸配系統(tǒng)管網(wǎng)時(shí)，將會(huì)降低煤氣的輸送流量，供氣受到阻礙。同時(shí)當(dāng)萘在氣柜進(jìn)口蝶閥閥瓣位置處聚集時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致閥門關(guān)閉不嚴(yán)的情況，氣柜內(nèi)部煤氣超過儲(chǔ)量上限，極易出現(xiàn)安全事故。

2.2 對(duì)管道及其設(shè)施的影響

對(duì)于焦?fàn)t煤氣輸配系統(tǒng)管網(wǎng)而言，如果煤氣中含有水氣雜質(zhì)，隨著輸氣環(huán)境溫度的降低水蒸氣將會(huì)凝結(jié)形成水滴進(jìn)而流入凝水缸內(nèi)部，如果凝結(jié)水不能及時(shí)進(jìn)行處理排除，將會(huì)阻塞管網(wǎng)，出現(xiàn)輸氣停滯。當(dāng)焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)過程中除萘不徹底時(shí)，其隨著輸氣溫度的降低將會(huì)凝結(jié)成為固體狀態(tài)，敷著于配送管網(wǎng)的內(nèi)壁，減小其通流面積，導(dǎo)致輸配管網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)堵塞故障，提高維修人員的投入，增加管網(wǎng)的維修成本。

2.3 對(duì)調(diào)壓器的影響

雜質(zhì)聚集不僅會(huì)導(dǎo)致輸配管網(wǎng)黏結(jié)堵塞，也會(huì)腐蝕管網(wǎng)內(nèi)壁，出現(xiàn)調(diào)壓器壓力調(diào)節(jié)失控，增加維修的頻率，同時(shí)調(diào)壓器的皮膜老化破裂也是影響輸配管網(wǎng)正常供氣的重要因素。對(duì)于雷諾式調(diào)壓器中的中壓輔助調(diào)壓器而言，其噴嘴是最容易出現(xiàn)阻塞的位置，隨著焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)的聚集，噴嘴被堵，將會(huì)出現(xiàn)中壓不能按照需要正常進(jìn)入平衡器，致使平衡器內(nèi)部的皮膜壓力降低，杠桿收到鐵硫的重力作用出現(xiàn)下移，出現(xiàn)調(diào)壓閥閥口增大，導(dǎo)致超壓送氣的情況，嚴(yán)重的將會(huì)釀成安全事故。針形閥運(yùn)行過程中被萘結(jié)晶堵塞之后將會(huì)出現(xiàn)超壓供氣的情況，原因與中壓輔助調(diào)壓器噴嘴堵塞一致，超壓供氣嚴(yán)重的將會(huì)導(dǎo)致爆炸事故，造成用戶生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。當(dāng)過濾器被結(jié)晶的萘阻塞之后將出現(xiàn)管路供氣不足的故障，并且故障排查極為困難，主要原因是過濾器和主調(diào)氣一般不需要安裝測(cè)壓裝置，壓力表均安裝在過濾器進(jìn)口的中壓管道，導(dǎo)致壓力表顯示中壓，而在過濾器被阻塞之后，低壓記錄儀反應(yīng)的壓力難以判斷是否準(zhǔn)確。

2.4 對(duì)煤氣表的影響

煤氣表作為輸配系統(tǒng)管網(wǎng)重要的組成部分，其是以焦?fàn)t煤氣成分符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的情況下設(shè)計(jì)的，但是實(shí)際運(yùn)行過程中存在煤氣雜質(zhì)超標(biāo)的情況，由其是雜質(zhì)硫化氫，具有極強(qiáng)的腐蝕性能，必須引起高度重視。焦油、萘等雜質(zhì)具有較強(qiáng)的黏附性，出現(xiàn)管網(wǎng)黏結(jié)堵塞時(shí)會(huì)導(dǎo)致煤氣表的皮膜老化，使其內(nèi)部出現(xiàn)傳動(dòng)中軸和連桿卡死、焊接部位開焊等故障使煤氣表不能準(zhǔn)確指示煤氣使用情況。究其原因是煤氣表內(nèi)部的立軸與膜盒上的焊口出現(xiàn)了明顯的開焊情況，導(dǎo)致氣室停止進(jìn)、出氣所致，也有一部分是因?yàn)閲?yán)重腐蝕、雜質(zhì)黏接牢固、運(yùn)轉(zhuǎn)阻力劇增等。因煤氣表的服役時(shí)間較長(zhǎng)，焦?fàn)t煤氣中的有害雜質(zhì)，如硫化氫、萘、二氧化碳、焦油、水蒸汽等，將會(huì)腐蝕煤氣表內(nèi)部器件，同時(shí)煤氣表封閉運(yùn)行，無規(guī)律性的運(yùn)行維護(hù)管理，極易導(dǎo)致內(nèi)部器件腐蝕嚴(yán)重、器件之間粘死、運(yùn)行阻力增大等，久而久之出現(xiàn)焊口開裂，停止運(yùn)轉(zhuǎn)形成死表。死表將會(huì)出現(xiàn)煤氣計(jì)量不準(zhǔn)、表慢、維修頻率增加等，不僅影響用戶燃?xì)獾恼Ｊ褂?，還會(huì)影響供氣企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 對(duì)閥門及其設(shè)施的影響

輸配系統(tǒng)管網(wǎng)中萘含量的增加及聚集將會(huì)導(dǎo)致局部管路的堵塞，導(dǎo)致閘板常閉的無法正常打開，常開的無法正常閉合，均滿足不了最初設(shè)計(jì)和正常運(yùn)行的要求。管網(wǎng)中的硫化氫、水蒸氣等的存在將會(huì)加速蝶閥橡膠密封圈的腐蝕，使用超過一年的蝶閥將不能夠正常使用，給整個(gè)管網(wǎng)的運(yùn)行管理造成負(fù)擔(dān)。帶氣作業(yè)，改線、移線、接線、系統(tǒng)搶修等，維修作業(yè)難度極大，需要每年投入費(fèi)用近十萬余元。

3 改進(jìn)焦?fàn)t煤氣質(zhì)量的解決辦法

3.1 新建輸配系統(tǒng)

對(duì)于新建焦?fàn)t煤氣輸配系統(tǒng)，政府主管部門需要根據(jù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的原則，制定優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)、劣質(zhì)低價(jià)、不合格不計(jì)價(jià)的規(guī)定，督促凈化管理單位工作的落實(shí)；城市焦?fàn)t煤氣的設(shè)計(jì)部門需要從我國(guó)當(dāng)前輸配系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，緊抓設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，充分考慮各種因素，采取先進(jìn)的技術(shù)，改進(jìn)傳統(tǒng)的凈化工藝，以便提高焦?fàn)t煤氣的質(zhì)量。焦?fàn)t煤氣工程施工過程中需要嚴(yán)格控制凈化配套設(shè)施的建設(shè)情況，當(dāng)出現(xiàn)因建設(shè)單位資金緊缺對(duì)凈化工程停建或者緩建的情況，驗(yàn)收時(shí)不予通過，確保焦?fàn)t煤氣用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.2 在用輸配系統(tǒng)

對(duì)于在用輸配系統(tǒng)管網(wǎng)，加大管網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)管理力度，定期進(jìn)行故障排除，杜絕出現(xiàn)管網(wǎng)局部阻塞而依然運(yùn)行的情況。同時(shí)需要引進(jìn)先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，如無損檢測(cè)、投射檢測(cè)、紅外線等，定期對(duì)閥件、調(diào)壓閥、煤氣表等管網(wǎng)器件進(jìn)行檢查，及早發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行情況，當(dāng)因煤氣雜質(zhì)造成通流面積變小的程度超出安全使用范圍時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行維修或者更換，確保管網(wǎng)內(nèi)部燃?xì)饩哂凶銐虻耐髅娣e，避免出現(xiàn)超壓運(yùn)行，保證在用煤氣用戶的安全。

4 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

在了解了焦?fàn)t煤氣常見的雜質(zhì)及其對(duì)輸配系統(tǒng)管網(wǎng)組件的影響情況之后，為了更好的建設(shè)焦?fàn)t煤氣項(xiàng)目，促進(jìn)其健康穩(wěn)定發(fā)展，提出了確實(shí)可行的解決辦法。因供氣企業(yè)尚無新建項(xiàng)目，僅對(duì)在用輸配系統(tǒng)試運(yùn)行了改進(jìn)焦?fàn)t煤氣質(zhì)量的解決辦法，并進(jìn)行了為期半年的跟蹤記錄。結(jié)果表明，采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)手段能提高輸配系統(tǒng)管網(wǎng)因焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)造成局部管路阻塞故障的檢測(cè)效率，據(jù)相關(guān)專業(yè)人士估計(jì)，該方法的應(yīng)用使輸配系統(tǒng)管網(wǎng)故障降低近30%，節(jié)約維修費(fèi)用近12萬/年，減小維修人員成本費(fèi)用近50萬/年，提高了輸配系統(tǒng)管網(wǎng)工作的可靠性，為企業(yè)產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益近100萬/年，具有很好的推廣價(jià)值。

5 結(jié)語

城鎮(zhèn)焦?fàn)t煤氣輸配系統(tǒng)管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至石充填開采工藝參數(shù)如下關(guān)重要，針對(duì)焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)聚集影響輸配系統(tǒng)組件正常運(yùn)行的問題，開展了焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)聚集對(duì)輸配系統(tǒng)的影響及解決辦法的研究。結(jié)果表明在分析了焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)聚集對(duì)輸配系統(tǒng)的影響之后提出的改進(jìn)焦?fàn)t煤氣質(zhì)量的解決辦法具有很好的可行性。應(yīng)用結(jié)果顯示，改進(jìn)焦?fàn)t煤氣質(zhì)量的解決辦法使輸配系統(tǒng)管網(wǎng)故障降低近30%，節(jié)約維修費(fèi)用近12萬/年，減小維修人員成本費(fèi)用近50萬/年，提高了輸配系統(tǒng)管網(wǎng)工作的可靠性，為企業(yè)產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益近100萬/年。