目前，鞍钢股份有限公司（简称鞍钢，下同）焦炉煤气排水器数量达到411台，平均运行寿命为6年。焦炉煤气管道在长时间输送煤气的过程中，煤气沉积物持续积累在煤气排水器内部，造成堵塞，平均每天排水器堵塞数量可达16台，若采用常规清扫排水器的方法进行处理，需要花费大量的时间。若不能及时处理排水器堵塞问题将造成管道内大量积水，严重时出现管道支架超负荷，从而导致管道掉落、焦炉煤气大量泄漏^[1]。因此，本文对焦炉煤气管道排水器内沉积物堵塞处理方法进行改进与优化，对企业安全生产意义重大。

1 焦炉煤气的性质

焦炉煤气为无色、有奇臭（因含有H₂S）、有毒的可燃气体，密度约为0.45~0.55 kg/m³，含CO约为7%，故气体毒性较小^[2]。另外，焦炉煤气易燃、易爆，着火点为650 ℃，与空气混合的爆炸极限为6%~30%，低发热值为16.31~18.40 MJ/m³，理论煤气燃烧温度约为2 150 ℃^[3]。焦炉煤气的化学成分如表 1所列。

2 煤气排水器沉积物

为了明晰鞍钢排水器堵塞原因，在对鞍钢运行时长4年的ϕ 2 020 mm焦炉煤气管道排水器进行清扫时，发现排水器底部有深200 mm的沉积物；在拆开ϕ 1 020 mm报废焦炉煤气管道排水器时，发现有深400 mm的沉积物，这是一种带焦油状黏稠物质的液体，且周围含有萘的黄色粉状结晶体。当向焦炉通入煤气后，会出现一种黄色液体，伴有一种典型的含有萘和类似氧化焦油的气味，同时，还有类似粉状物的沉积物^[4]。对煤气排水器内沉积物进行化验分析，结果如下：水分含量为12.59%、萘含量为37.26%、β-甲基萘含量为13.22%，说明排水器内部的沉积物主要是萘。

萘是一种芳香烃类有机物，在常温下的是一种无色、单斜柱状晶体，易受热升华，能与苯和水蒸气一起快速挥发，不直接溶于苯和水，易溶于有机化学溶液。萘的凝固点为80.5 ℃，沸点为218 ℃^[5-6]。鞍钢位于辽宁省鞍山市，属于温带季风性气候，平均温度为8~9 ℃，在该气候环境下会加速煤气中苯和萘的快速凝固，从而导致排水器堵塞。

综上所述，排水器堵塞的主要原因是萘在排水器桶体与排水器排尘管内凝固，从而造成堵塞，使水无法正常排出。因此，处理排水器堵塞即是将内部沉积物萘等融化后进行清理^[7]。

3 焦炉煤气排水器堵塞与处理 3.1 焦炉煤气排水器

排水器的主要作用是持续不断地排出管道中的冷凝水和其他机械水，保证管道本体畅通^[8-10]。排水器的整体结构如图 1所示。

3.2 常规处理方法与改进后的方法对比 3.2.1 常规处理方法

1）当打开试气头无煤气与水流出时，说明排水器的排尘管上部堵塞，一般需关闭二道阀门，直接从试气头处通入蒸汽。但在实际工作中发现，该处理方法存在一些弊端，经改进后存在3种情况：①可能是试气头堵塞造成假象，直接用铁线即可透开；②若第一种方法未达到理想效果，可先由头道阀上部通入蒸汽，以防在冬季排尘管二道阀门被封冻，若直接向排水器通入蒸汽，将使阀门内部结冰处因内部受热体积变大，导致阀门开裂，从而使大量煤气泄漏，出现安全隐患；③除冬季以外，关闭二道阀门，泄压阀和试气头与蒸汽管相连接，当通入蒸汽3 min后，蒸汽车内部压力值不下降，说明堵塞严重。当蒸汽管内压力过高时，容易造成阀门法兰垫损坏或蒸汽胶管脱落，导致蒸汽伤人事故发生。为避免该类事故发生，应立即关闭蒸汽阀门和试气头阀门，打开泄压阀，使胶管内的蒸汽排尽，再向泄压阀与试气头内通入蒸汽，确认畅通后，逐渐开二道阀门。整个处理过程需要将上部凝固物融化，用时约4 h。

2）当打开试气头无煤气但有水流出时，说明排水器的排尘管下部堵塞，一般通过清扫排水器的方法处理，清扫方法为：①现场至少需两位工作人员，佩戴防毒面具，劳保用品穿戴齐全；②关严排尘管两道闸阀，若阀门无法关严，需在二道阀后堵上盲板；③关严给水阀，冬季先关保温气阀，再打开水槽手孔上的放水头，排净水槽内的积水，打开手孔，清除水槽内的沉积物并用蒸汽吹扫；④确认排尘管畅通后，关闭手孔，打开高压侧放气头，向水槽注满水，检查高压侧水位是否正常；⑤关严高压侧放气头，逐步打开排尘管两道阀，冬季需打开保温气阀，调节气量至正常。

3.2.2 改进后的处理方法

通过引用泄压阀对原有方法进行改进，有效避免了蒸汽烫伤与阀门开裂等安全隐患，具体操作步骤如下。

1）当排水器的桶体发生堵塞时：①现场至少需两位工作人员，佩戴防毒面具，劳保用品穿戴齐全；②关紧排尘管头道闸阀；③冬季需按时检查排水器内部电保温是否正常，用铁线检验排水器桶体内部是否被冰冻，若内部被冰冻，需及时查明原因并解冻，使电保温恢复正常；④用胶管连接手孔上的放水头，胶管另一端连接污水池，同时连接蒸汽管与高压侧的放气头，并打开手孔和高压侧的放气头，如图 2所示；⑤确认排水器排尘管在桶体内畅通后，关闭手孔的放水头，向高压侧放气头水槽内注满水，再打开排尘管头道阀。该方法直接将蒸汽通入沉积物表面，使其加快融化。

2）当排水器的上排尘管堵塞时：①现场至少需两位工作人员，佩戴防毒面具，劳保用品穿戴齐全；②打开试气头，用铁线检验试气头是否堵塞；③冬季时，应检查是否因排水器大小口、弯头等处保温不善而造成冰冻，若被冰冻，需先停电、用蒸汽在阀门、弯头等处预热，以防阀门突然受热膨胀造成阀门开裂。若预热后还未见煤气，应按以下步骤继续处理；④关紧排尘管二道闸阀：试气头连接泄压阀，确保关严泄压阀、打开试气头阀门，再打开蒸汽阀门，同时注意蒸汽车内的压力变化；⑤当蒸汽车压力稳定时，可确认排尘管畅通，再关闭蒸汽阀门和试气头阀门，打开泄压阀阀门排尽残余蒸汽，以防蒸汽伤人，同时，应卸下蒸汽胶管；⑥打开排水器二道阀门，使电保温恢复正常工作，待水排尽后打开试气头有煤气逸出，此时确认工作正常；⑦打扫现场卫生，整个处理过程注意观察风向与CO报警仪，以防中毒。泄压阀连接位置如图 3所示。

3.3 改进后的成效

1）对原有方法进行改进后，节省了劳动成本。以往处理焦炉排水器排尘管下部堵塞至少需要4 h，改进后只需30 min，每年可为企业节约劳动成本：3.5×16×30×12=20 160（h）。

2）避免在冬季直接通入蒸汽导致排水器排尘管两道阀门开裂而造成安全隐患。

4 结束语

鞍钢焦炉煤气管道排水器在运行较长时间后，管道中萘、焦油及H₂S腐蚀产生的铁氧化物逐渐沉积于排水器底部，阻碍排水器的正常排水。针对含有大量沉积物的焦炉煤气排水器，采用“泄压阀与高压放气头通蒸汽的方法”，分情况处理焦炉煤气排水器堵塞问题，该方法同时在高炉煤气、转炉煤气、混合煤气上也适用。既保证了焦炉煤气管道平稳安全运行，减少了连接造成的浪费，节约了处理排水器的时间，同时，也避免了由于蒸汽压力过大造成的排水器法兰垫损坏。