高炉煤气洗涤水管道酸性处理

高炉煤气洗涤水管道酸性处理

刘冠宏

本钢（集团）实业发展有限责任公司辽宁本溪117000

摘要：针对本钢高炉煤气洗涤浊环水系统的特点，本钢实业公司为其量身定制了一套清洗方案，在保证清洗质量的前提下节约了成本。

关键词：高炉煤气洗涤水管道；酸洗；结垢

一、煤气洗涤水管道结垢的原因

高炉煤气洗涤水主要用于洗涤高炉煤气、除掉煤气中细小固体，如铁粉、焦粉、及碱性金属（如钙、镁等），而高炉煤气洗涤水因含有大量的CO2，故很容易形成CaCO3、MgCO3沉淀，CaCO3、MgCO3沉淀随水流动附着在管壁上就产生了结垢；循环水中的氧化铁等悬浮物和胶状的铁化合物在供水过程中也会产生粒子凝聚，附着在管道上，生成沉积型的污垢。

二、煤气洗涤水管道结垢的影响

（1）对高炉的影响

煤气洗涤水管道结垢会使管道有效面积减少、环缝洗涤塔给水量减少，环缝洗涤塔给水量减少会导致煤气除尘效果大大降低，环缝內锥极易被含尘量较大的煤气冲刷泄露，如果冲刷严重，环缝系统将失去对高炉顶压的稳定和调节能力，最终将导致高炉休风。此外，来源水水量的减少会导致冲洗能力的大大下降，使得塔内悬浮物形成辉块时，洗涤塔无法将灰块冲走，经过长时间的运行，慢慢变多，将造成洗涤塔锥形、环缝、排水管道堵塞，进而有导致高炉休风的隐患。

（2）对TRT系统的影响

环缝洗涤塔的水量减少，直接影响煤气的冷却效果，TRT入口煤气温度要求≤55℃。而由于给水量减少，TRT入口煤气温度时常高于70℃，影响TRT静叶积灰严重将导致TRT停产检修。

（3）对其他使用煤气燃料用户的影响

由于洗涤塔给水量少，煤气的冷却效果较差，煤气温度较高，含湿量增大，从而导致煤气燃烧不完全，发热量大大降低，同时长时间运行还将导致煤气用户的火嘴堵塞而影响用户正常生产。

为保证高炉的正常生产，故需要对高炉管道进行清洗，以保证系统循环水的流量、环缝洗涤塔水量的供给和煤气的冷却与洗涤。

三、本钢高炉管道结垢及清洗情况

1、高炉管道结垢情况

本钢实业焦化开发分公司在接手高炉煤气洗涤浊环水系统之后，于2014年对本钢四座高炉进行了化学清洗；清洗前，打开待清洗管道，了解其结垢状况，以便计算酸液、缓蚀剂等药剂的投加量。

5#高炉开管路后观测结垢平均厚度为13mm左右，垢质较坚硬；6#高炉开管路后观测结垢平均厚度为21mm左右，垢质稍软，燃气厂管路结垢10mm，垢质较硬；7#高炉开管路后观测结垢平均厚度为15mm左右，内层垢质较软，外层较硬；新1#高炉开管路后观测结垢平均厚度为25mm左右，内层垢质硬，外层较软。

2、高炉清洗情况

本钢实业焦化开发分公司为了提高高炉清洗效率并在炼铁厂要求的时间内完成清洗，在清洗前查阅大量资料、研究各个钢厂及本钢历年的清洗方案，为本钢高炉量身制定了清洗方案。

酸液的用量主要根据管道结垢的情况以及垢的成分来计算，本钢四座高炉垢的成分大体相同，钙的含量在55%、锌的含量在22%左右。但计算酸液的用量不能只考虑管道结垢的情况。为了提高酸洗效率，故循环水需要一定的温度，故不能大量换水，而循环水中存在大量碱度，会消耗一部分酸，需测循环水碱度，估算保有水量，计算循环水消耗的酸液量；在清洗前，冷水井中的沉泥、斜板中沉淀的泥必须清理，沉泥中含有大量的碳酸钙，如果不清理，将造成大量消耗酸液、产生泡沫等后果大大影响清洗效果。故实业焦化开发分公司在清洗前加大排泥压泥力度，基本保证斜板没有沉泥；与供水厂进行沟通，将冷水井的沉泥清理干净。

化学清洗药剂有酸液、缓蚀剂A、缓蚀剂B、表面活性剂和消泡剂。以7#高炉为例：

先加入缓蚀剂A总量的60%、缓蚀剂B总量的50%、表面活性剂，在系统水循环至少一次后加入酸液；如果药剂投加后直接加酸液，那么缓蚀剂不能再水中均匀分布并在管道上形成保护膜，管道则会被酸腐蚀。加入大约三分之一的酸液之后，为了保证系统中缓蚀剂的浓度故将剩余的缓蚀剂A的与缓蚀剂B全部加入，加入后再继续加酸，投加酸液的速度不要太快，酸度维持在1.5—2左右便可满足清洗需求，如果酸度过高的话会容易导致管道腐蚀，并且要有备用的酸泵，以免发生意外。由于管道内的垢是由碳酸钙等与悬浮物混合而成的，故垢在溶解之后循环水的悬浮物会、浊度会快速升高。碳酸钙与酸液反应会释放出二氧化碳，在水悬浮物过高情况下会产生泡沫，影响液位计等设备的正常运行，故需要在加酸后投加适量消泡剂。清洗的过程中，需化验循环水的温度、PH、电导率、钙硬、酸度、浊度和总铁来全面掌握清洗系统的运行状况，如有异常及时处理。

清洗结束后，将循环水PH值中和到5~7之间再排放，系统水排放干净后在上行管处开口检验除垢情况。

四、清洗效果

此次对本钢四座高炉的清洗都非常成功，管道开口后可以观察到管道内壁基本无垢可直接看到焊纹，清洗过程中钙硬峰值分别达到13910mg/L、6976mg/L、4313mg/L和6341mg/L，而总铁全部没有超过10mg/L，说明酸洗时缓蚀控制的很好，没有对管道造成腐蚀。

本钢实业焦化开发分公司对四座高炉的清洗效果得到了供水厂、燃气厂的一直认可，不仅日常的为生产提供了保障，也为降成本做出了巨大的贡献。先前本钢实业焦化开发分公司没有自主清洗能力的时候，将高炉清洗的工作外包，四座高炉的费用约在一百五十万元左右，而现在我们独自清洗高炉的费用只有三十七万元，节约成本一百一十三万元。