液力耦合器在煤气风机中的节能应用

　　一、概述

　　煤炼成焦炭经过干燥脱水、软化熔融、半焦化和半焦收缩成焦等阶段，煤表面吸附的二氧化碳、甲烷等析出。随着温度的升高炼焦煤进入软化熔融阶段，在此阶段煤的大分子侧链断裂和分解，产生热解物，在半焦形成和开始缩聚之前，热解产生的蒸汽和煤气，主要含有甲烷、一氧化碳、化合水及焦油蒸汽等。温度继续升高，析出的气体中氢和苯蒸汽的含量增加。在半焦至焦炭阶段中，随着焦质致密、缩聚，产生大量氢气。在炭化室炼焦的特定条件下，上述初次分解的产物，通过赤热的半焦及焦炭层到达炉墙边，然后沿着高温的炉墙与焦炭之间的空隙到达炉顶空间，经集气管、吸气管、冷却及煤气净化、化学产品回收设备等，再送到煤气储罐最终到用户，要经过很长的管道及各种设备。为了克服设备和管道阻力及保持足够的煤气剩余压力需设置煤气鼓风机，保证焦化的正常生产和煤气外送，所以要求风机吸、压力稳定，环保、节能、低噪声等。

　　2001 年天宏焦化特种焦公司设计建成年产 38 万 t 冶金焦捣固型焦炉，化工鼓冷系统配备 500kW 离心风机两台(1 用 1 备)，安装在两台初冷器之后，由 1 台鼓风机同时抽取两台初冷器中的煤气。工艺要求保证焦炉集气道压力 120Pa 才能满足焦炉生产需要(压力过高，煤气外排不畅，焦炉冒烟冒火，压力过低，有损焦炉炉体)。当焦炉煤气发生量减少时，焦炉产生负压(压力过低)，传统的调节方法是调节风机旁通管的阀门开度，使一部分煤气返回煤气吸入管(保证集气道压力 120Pa)，以维持鼓风机的正常运行，旁通管调节分“大循环”和“小循环”两种方式。

　　当鼓风机能力较大，输送的煤气量较小时，为保证焦炉集气道压力稳定在 120Pa，可用图 1 所示的小循环管来调节鼓风机。调节阀门的开度大小，使鼓风机压出的煤气，部分通过旁通管重新回到吸入管，这种方法称为“小循环”调节。小循环调节方法很方便，但鼓风机部分能量做无用功白白浪费，同时部分已被加热的煤气返回鼓风机并再次压缩升温，很容易使风机轴瓦损坏造成事故等。当焖炉或延长结焦时间时，煤气发生量减少，低于小循环调节限度时则宜采用大循环调节方法。它是通过大循环调节阀门将鼓风机压出的部分煤气经煤气大循管送到初冷器前的煤气管道中，经过冷却后，再回到鼓风机中。据实测，当煤气量为鼓风机额定能力的 1/4～1/3 时，就要采用大循环调节措施。大循环调节方法较好地解决煤气升温过高的问题，但也增加了鼓风机能量的消耗和初冷器的负荷及低温水的用量。大循环调节法如图 2 所示。