上升管

封闭电炉排出炉内气体的管道

上升管是由封闭电炉排出炉内气体的管道，因在电炉上方，一般与电炉炉盖水平面夹角大于45°，故称上升管。

简介

上升管装在焦炉炉顶上升管口，用以导出炭化室内粗煤气的焦炉附属设备。上升管由筒体、桥管和翻板座 (又称水封阀阀体)构成。上升管筒体是铸铁的或用钢板焊制的圆筒，内衬粘土砖;也有的制成带有夹套或呈螺旋管状结构，在夹套或螺旋管内通水或有机载热体，以回收荒煤气显热。桥管上部设有水封盖，以防粗煤气逸出污染大气。桥管的转弯处设有氨水喷嘴，用以喷入热氨水，借助于氨水蒸发冷却粗煤气。桥管上还设有蒸汽喷嘴或高压氨水喷嘴。当往炭化室内装煤时，利用蒸汽或氨水喷射时产生负压引导粗煤气进入集气管，以减少由装煤孔逸散的烟气。翻板座上装设一翻板 (又称水封阀)，当炭化室出焦时，翻板关闭，从桥管喷下的氨水沿翻板四周溢流，形成水封，以防止粗煤气从集气管逸出。为改善焦炉炉顶操作条件，还可在上升管筒体外增设隔热罩，以减少上升管的热辐射。

操作规程

1、操作前必须穿戴好劳动保护用品。

2、炉上行走时，严禁踩烟除尘孔盖，防止掉入炭化室中。

3、打开消烟除尘孔或清扫上升管时，应站在上风侧。

4、禁止不管桥管翻板清扫上升管。

5、清理桥管、集气管，应注意风向，防止煤气中毒。

6、集气管放散时严禁推焦或打开焦炭，已成熟的焦炉号上升管盖，放散着火时应立即熄灭。

7、用完的各种工具必须放于规定地点，清扫孔盖的小链必须完整可靠，防止掉下伤人。

8、非本岗位人员不准使用和操作本岗位设备。

9、及时检查液封水量及下水情况，防止外溢损害炉体。

10、禁止铁器掉入炭化室。

防结焦措施

上升管的主要作用是排出荒煤气，荒煤气中的焦油蒸汽受到冷却或遇到冷的换热界面冷凝析出，荒煤气冷却温度越低，焦油析出量就越大。当析出的液态焦油遇到上升管内的高温环境时( 如荒煤气上升管入口处高温荒煤气及炉内的辐射热)，焦油发生热解和热缩聚重新汽化生成石墨，而且温度越高，上升管内石墨的层积量也会越多，层积的残留物附在换热界面使热回收难以长期进行，影响上升管的使用。

1、提高上升管内壁温度。针对上升管不同内壁温度可选用不同导热系数的金属耐高温材料，将这些材料混搭卷制焊接成上升管内壁，即低温壁面处选用导热系数较小的材料，减少导热，提高壁温；高温壁面处选用导热系数较大的材料，加强导热，降低壁温。同时，布置合理的上升管换热面，严格控制荒煤气冷却温度。

2、对上升管采取保温措施。对上升管进行保温处理，可以很好的提高上升管内壁温度，同时也有利于改善焦炉炉顶的操作环境。

3、上升管内设焦油导流装置。设置导流装置可以将冷凝的焦油直接引导流淌到炉顶空间的煤料或焦饼上烧掉，避免了冷凝的液态焦油流淌到上升管根部而重新汽化、固化堆积；同时设置导流装置还有增强管内扰动、加强换热、加速焦结物脱落的功能。

4、保证上升管内壁光滑。结焦沉积物的生长要有附着位置，凹凸不平的上升管根部的粘土砖表面就是结焦物生长的绝佳位置。可以采用在其表面涂硅酸钠或釉等材料，形成玻璃状覆膜来保证壁面光滑。

5、改变换热工质的流量。煤在炭化室内成焦后期或延迟推焦时，荒煤气生成量减少，温度降低。若换热工质流量不变，就会造成荒煤气在上升管内温降过大，析出大量焦油。因此，可以配备必要的仪表及自动监控系统对不同时期的荒煤气流量和温度加以监测，及时调控工质流量，严格控制荒煤气冷却温度。

环隙堵渣

气化炉在实际生产运行过程中会出现气化炉上升管环隙堵渣的情况。上升管环隙间的结垢、堵渣，将会导致气化系统出现一系列非正常现象，影响气化炉的安全稳定长周期运行。

判断依据

(1)气化炉液位下降较为明显，气化炉去闪蒸系统的大黑水调节阀自动关小；

(2)洗涤塔液位升高，洗涤塔补水阀关闭；

(3)气化炉出口合成气温度偏高；

(4)气化炉托盘温度上升；

(5)因上升管环隙堵塞，导致来自气化炉的粗煤气向后续洗涤设备带水带灰严重，表现为文丘里管压差增大并出现波动；

(6)气化炉压差呈减小趋势，其中GE气化炉压差为气化炉炉膛压力与气化炉粗煤气出口管线处压力之差；

(7)大黑水流量增加，高闪气气量明显增大。

原因分析

1、气化用原料煤的影响

煤中灰分含量较高，高温反应后得到的熔渣偏多，造成激冷水系统中的离子浓缩，来自气化炉燃烧室的粗煤气中含有大量的酸性气体溶于激冷水中，易与黑水中的离子形成低能量稳定物质，附着在下降管外壁和上升管内壁上。

2、气化炉激冷室结构尺寸的影响

粗煤气离开燃烧室，经下降管进入激冷室激冷洗涤后，沿下降管与上升管环隙上升，离开气化炉，因环隙空间较下降管空间偏小，相同气量的干粗煤气突然经过较小横截面积的通道，粗煤气流速会突增，细小灰渣更容易被高速的粗煤气带入后续系统，尤其是高负荷情况下。

3、气化系统水质的影响

外排废水量偏小，不足以保证气化系统的水质。根据设计要求，气化炉大黑水中固体质量分数约 0.5%，而气化炉大黑水中固体质量分数已经超过 0.7%，水质差，则激冷水的激冷效果及洗涤效果减弱，粗煤气更容易通过上升管环隙造成后系统带水、带灰。

调整措施

一旦判断出下降管与上升管间的环隙堵塞时，可采取以下主要措施，来调整对气化炉的操作。 

降低气化炉负荷并相应调整激冷水量，负荷由原来的70%降至 50%。降低氧煤比，由472减至460，以稳定气化炉炉温及粗煤气的温度。停止锁斗顺序控制系统，缓慢打开锁斗反冲洗阀，给气化炉补充液位。当气化炉去闪蒸系统的大黑水调节阀处于手动(MAN)模式时，手动调小其阀位，减弱或防止合成气串到闪蒸系统中。因气化炉向后系统带水严重，导致洗涤塔液位涨幅较快，当洗涤塔补水阀处于手动(MAN)模式时，调小补水阀的阀位，以稳定洗涤塔液位，调低变换冷凝液进洗涤塔塔盘调节阀的阀位。适当加大其他运行系列的洗涤塔补水，降低除氧器液位，防止振动过大。调低气化炉合成气出口处变换冷凝液调节阀的阀位，进一步保持洗涤塔液位稳定。

预防措施

1、改善气化用煤的煤质

尽量选用灰分低的煤种，及时对气化用煤的组分进行分析，并根据原料煤的情况，调整操作。

2、稳定工艺操作

加减气化炉负荷及调整氧煤比时，一定要缓慢，避免大幅度波动；合理调整激冷水量，保证气化炉中粗煤气的激冷洗涤效果；控制好闪蒸系统真空度，保证黑水的闪蒸效果。

3、改善系统水质

增大外排废水量，保证气化系统水质达标；增加大、小黑水排放量，提高系统水循环量；按时进行水质分析，并根据灰水悬浮物的含量，调整分散剂、絮凝剂加入量；增加水处理设备，如电化学处理装置，对灰水槽来水进行部分净化处理等。

4、设备的改造

改善激冷室内件的尺寸:适当增加下降管底部锯齿的高度，以稳定粗煤气进入上升管环隙时的波动；依据以上对环隙横截面积及下降管横截面积的计算可知，上升管内径增加 10%时，相同气量的粗煤气经过环隙通道时的流速与经过下降管时的流速相比，由原来的1.68倍降低至 1.07 倍，经过激冷室水浴洗涤后的湿粗煤气的流速增加由原来4.69 倍降低至 3.03 倍，可见适当增加上升管内径尺寸，更有利于粗煤气中的灰尘在激冷室内沉降。

5、工艺的改造

一是在下降管中央位置，均匀布置喷淋装置，如设置有中间激冷器的下降管结构，对来自燃烧室的粗煤气充分洗涤除尘，降低进入上升管粗煤气中的含尘量；二是在下降管顶部粗煤气入口处，设计导流管，将粗煤气进入下降管的模式由直线型改造成旋流型，依靠离心力作用，加大粗煤气中灰尘的冷却分离等，尽可能降低上升管环隙的结垢。

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