安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司 韓 礦 趙 榮
焦?fàn)t上升管直管、底座的工藝改造
安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司 韓 礦 趙 榮
安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司焦化廠3#、4#焦?fàn)t分別投建于1994年和1990年,由于爐齡較長(zhǎng),上升管系統(tǒng)長(zhǎng)期處于高溫工作狀態(tài),腐蝕較為嚴(yán)重。爐頂上的底座已經(jīng)不同程度地崩裂,經(jīng)常出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象。且由于爐體向上膨脹,直接導(dǎo)致上升管位置提升,使上升管的橋管承插口部位插入水封閥插套的距離減少,水封水位降低,達(dá)不到密封荒煤氣的作用。插口經(jīng)常出現(xiàn)冒煙,甚至冒火現(xiàn)象,處理方法基本上是用石棉繩塞緊,泥料抹嚴(yán),但僅能維持一個(gè)多月,后又出現(xiàn)冒煙、冒火現(xiàn)象,給環(huán)境帶來(lái)很大污染。而且,密封不嚴(yán)也容易對(duì)爐體造成損壞,有的損壞嚴(yán)重的已經(jīng)斷裂,危及到生產(chǎn)。本文,筆者對(duì)底座及其材質(zhì)、水封閥水封位差低等問(wèn)題進(jìn)行了深入細(xì)致的分析,并對(duì)上升管底座進(jìn)行了改造,且在改造中節(jié)省了上升管直管,解決了水封閥水封位差低和底座崩裂導(dǎo)致的冒煙、冒火等現(xiàn)象,保證了生產(chǎn)的安全穩(wěn)定進(jìn)行。
1.底座材質(zhì)改造。3#、4#焦?fàn)t上升管底座位于焦?fàn)t爐頂兩側(cè),上部與直管相連,下部嵌入爐頂區(qū)與炭化室相連。原上升管底座材質(zhì)為灰口鑄鐵,內(nèi)部(襯有黏土磚)流通炭化室出來(lái)的荒煤氣(溫度在750℃),外部暴露在空氣中,由于受到溫度、雨雪等天氣變化的長(zhǎng)期影響,特別是暴雨時(shí),內(nèi)外部溫差加大,容易使底座崩裂,荒煤氣從底座內(nèi)泄露,導(dǎo)致冒煙、冒火現(xiàn)象,惡化操作環(huán)境,污染大氣。并且此材質(zhì)的底座又無(wú)法焊縫,因此必須更換。由于,材質(zhì)為HT200的A3鋼在內(nèi)外部溫差較大時(shí)也不會(huì)崩裂,具有較好的耐用性和實(shí)用性,被確定為內(nèi)部加工底座材料,解決了底座崩裂的問(wèn)題。
2.直管的棄損利舊。以前更換底座時(shí),與底座相連的直管不管好壞,都是和底座一起扔到廢鐵堆中,重新更換新的底座和新的直管。在這次拆卸直管、底座過(guò)程中,筆者發(fā)現(xiàn)大部分上升管直管外部無(wú)裂縫和裂紋,除了內(nèi)部襯磚損壞掉落以外,基本上是完好的,可以繼續(xù)使用。因此,此次改造中把新材質(zhì)的底座連接在完好的直管下部,內(nèi)部用新的黏土襯磚砌筑,使其滿足安全生產(chǎn)的工藝要求。
3.水封閥水封位差低的原因分析及解決方法。上升管由底座、直管、橋管和水封閥閥體(翻板座)組成。直管是鑄鐵的圓筒,內(nèi)襯黏土磚。上升管與集氣管間煤氣的接通或切斷通過(guò)水封閥閥體進(jìn)行,水封閥閥體下部固定在集氣管上,上部與橋管以差套連接,承插部位采用水封承插裝置。水封翻板在炭化室出焦時(shí)是水平裝置呈關(guān)閉狀態(tài),由橋管噴入氨水并沿翻板四周溢流而形成水封。在水封承插式翻板座內(nèi),氨水先進(jìn)入承插水封,滿流后再流入水封翻板。裝煤后,水封翻板成豎直打開(kāi)狀態(tài),承插水封起到密封由炭化室流經(jīng)橋管進(jìn)入集氣管的荒煤氣的作用。承插水封與橋管插入高度即位差,它決定了是否有荒煤氣擊穿水封逸散到大氣中的可能。通過(guò)分析,炭化室裝煤后壓力較大,壓力接近1 400Pa。同樣,通過(guò)計(jì)算得知,水封閥位差應(yīng)該在140mm以上,以保證沒(méi)有荒煤氣逸散到大氣中。
由于3#、4#焦?fàn)t爐齡較長(zhǎng),爐體向上膨脹,而且由于底座處于炭化室上部,荒煤氣的出口溫度較高,大量的荒煤氣裂解生成石墨填在磚縫中,也會(huì)使此部位提高。這兩項(xiàng)原因?qū)е律仙芟到y(tǒng)位置上移,處于頂部的橋管,其承插口位置也得到提升,導(dǎo)致位差較低。經(jīng)過(guò)測(cè)量,在80mm左右,低于要求值,達(dá)不到密封作用,因此閥體插口部位常采用石棉繩、泥料來(lái)堵塞、抹嚴(yán),維護(hù)較為頻繁。
針對(duì)以上現(xiàn)象,只要提高水封閥水封位差,使荒煤氣不能擊穿承插水封,就能保證承插口沒(méi)有因荒煤氣逸散引起的冒煙、冒火現(xiàn)象。在底座材質(zhì)改造過(guò)程中,由于底座目前高度是295mm,結(jié)合實(shí)際需求,把改變材質(zhì)的底座高度降為220mm,就能使橋管插口下移75mm,使水封閥水封位差達(dá)到155mm,高于裝煤后壓力1400Pa的剛性需求,從而起到完全密封作用。
分析論證后,對(duì)以上方法進(jìn)行了具體實(shí)施,以下為實(shí)施前后的效果對(duì)比圖。
1.底座的改造。從圖1可以看到,實(shí)施前的底座高度較高,并且上面還有因劇烈溫度變化引起的崩裂現(xiàn)象。圖2為實(shí)施后的效果圖。從圖中可以看到底座位置已經(jīng)由原來(lái)的295mm降低為220mm,降低了75mm,并且改變了材質(zhì)的底座較為耐用和實(shí)用,沒(méi)有崩裂的現(xiàn)象,冒煙、冒火現(xiàn)象消失,完全滿足工藝要求。
2.直管的棄廢利舊。通過(guò)分析,對(duì)完好的直管重新進(jìn)行利用,無(wú)論從內(nèi)部還是外觀上,都能夠滿足安全生產(chǎn)要求,實(shí)施效果較好。
3.在提高了水封閥水封位差高度后,對(duì)插口部位進(jìn)行了比較。圖3為改造前插口,可以發(fā)現(xiàn)熱修工經(jīng)常維護(hù)的狀態(tài)。圖4為改造后的插口,從圖中可以看到,插口部位的水封密封效果較好,完全杜絕了冒煙、冒火現(xiàn)象,滿足了安全生產(chǎn)的工藝要求。
1.以上措施實(shí)施后,取得了很好的效果。改造后的底座通過(guò)實(shí)際應(yīng)用,由于材質(zhì)變化,且對(duì)高度進(jìn)行了加工處理,效果比原來(lái)的底座效果好,不崩裂,使用壽命大幅延長(zhǎng)。
2.通過(guò)底座高度改造,解決了水封閥水封位差低的問(wèn)題,保證了焦?fàn)t的正常、穩(wěn)定生產(chǎn),減少了熱態(tài)維護(hù)的工作量,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
3.較好的社會(huì)環(huán)境效益。改造措施實(shí)施后,底座和插口冒煙、冒火現(xiàn)象消失,并且減少了對(duì)爐體的損害,改善了操作環(huán)境,減少了環(huán)境污染,保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
4.此次改造的經(jīng)濟(jì)效益。此次改造主要節(jié)省了直管和因堵漏而使用的材料等,2010年1月份至今已使用了舊的直管38個(gè),共節(jié)約資金約12萬(wàn)元。
5.此次改造具有在焦化行業(yè)良好的適用性,對(duì)于其他爐齡較長(zhǎng)的焦?fàn)t具有借鑒價(jià)值。