干熄焦?fàn)t頂水封槽漏水系統(tǒng)分析及改進(jìn)方案

李冠斌 汪春雷

摘 要：某焦化廠160T/H干熄焦投產(chǎn)半年后爐頂水封槽內(nèi)側(cè)焊縫開(kāi)裂漏水，在水封槽未維修的情況下持續(xù)生產(chǎn)半個(gè)多月停爐后進(jìn)行水封槽的更換，針對(duì)事故產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，采取的應(yīng)急措施、更換及改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：水封槽；水垢；焊縫；改進(jìn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.012

0 前言

干熄焦是一種利用惰性氣體冷卻熾熱焦炭的一種熄焦方法，它通過(guò)在干熄爐中利用惰性氣體冷卻紅焦，吸熱后的高溫惰性氣體經(jīng)過(guò)一次除塵器進(jìn)入CDQ鍋爐，冷卻后的惰性氣體再由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐再次進(jìn)行循環(huán)。干熄焦裝置能夠回收利用紅焦的顯熱，具有節(jié)能降耗，節(jié)約成本、減少環(huán)境污染、提高焦炭質(zhì)量等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于煉焦生產(chǎn)中。

干熄焦?fàn)t頂水封槽是干熄焦系統(tǒng)的重要組成部件，用于解決爐頂密封并進(jìn)行降溫，通過(guò)它與爐蓋或者水封罩配合，防止粉塵外溢和空氣吸入。但是在裝焦過(guò)程中，不可避免會(huì)有少量焦炭顆粒和焦粉落入水封槽，同時(shí)水封槽用水為地表水，該水水質(zhì)較差，含有較多的鈣鎂離子，如果運(yùn)行工不及時(shí)清理會(huì)形成很厚的水垢，使水封槽底部無(wú)法得到冷卻，造成水封槽內(nèi)圈底部焊縫開(kāi)裂。某160T/H干熄焦投產(chǎn)半年后水封槽燒裂，本文就某160T/H干熄焦水封槽燒裂后運(yùn)行更改及優(yōu)化改造為模板，進(jìn)行說(shuō)明。

1 爐頂水封槽的結(jié)構(gòu)及工作原理

原設(shè)計(jì)安裝所用水封槽材質(zhì)為不銹鋼，主要由水封槽本體、冷卻水管、壓縮空氣管組成。水管與壓縮空氣管道均沿槽體底部布置，水管沿圓周方向設(shè)有噴嘴，給水時(shí)可帶動(dòng)水流動(dòng)，壓縮空氣管向下45°開(kāi)有小孔，通過(guò)壓縮空氣帶動(dòng)底部焦粉懸浮，順著水流進(jìn)入溢流槽。水槽底部設(shè)有排水孔，上部有溢流槽連接溢流管道。

2 問(wèn)題及發(fā)現(xiàn)

2017年4月9日晚上，干熄焦中控運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)循環(huán)氣體成分在線分析儀檢測(cè)的H2濃度一直在3%以上，CO濃度在7-8%之間，增加空氣導(dǎo)入量也未能降低可燃物濃度。運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)檢查氣體分析儀確定無(wú)故障，到達(dá)干熄爐頂發(fā)現(xiàn)干熄焦水封槽溢流槽沒(méi)有水流出，聯(lián)系中控后現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)打開(kāi)干熄爐蓋發(fā)現(xiàn)水封槽北側(cè)大約600mm長(zhǎng)底部焊縫開(kāi)裂，大量水順著爐墻邊緣進(jìn)入干熄爐中，爐口磚水跡明顯，如果不立即采取措施，會(huì)誘發(fā)爆炸事故發(fā)生。

3 原因分析

（1）冷卻水中含有大量的Na+、Ca+、Mg+等離子，受熱后與水反應(yīng)生產(chǎn)水垢，隨著時(shí)間的推移水垢越來(lái)越厚，冷卻效果越來(lái)越差。

（2）水封槽中布置的水管與氣管在水封槽底部，落入水封槽的大塊焦炭顆粒難以被壓縮空氣吹動(dòng)，而且由于有兩根管道存在，巡檢人員難以對(duì)底部進(jìn)行清理干凈，隨著時(shí)間的推移焦粉焦粒越積越多，造成底部焊縫位置高溫變形撕裂。

（3）爐蓋與水封槽之間的間隙只有十公分左右，巡檢人員的清理工具沒(méi)有根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件專門(mén)制作，導(dǎo)致清理效果差，水封槽中每次清理后都會(huì)遺留部分焦炭顆粒，并且越來(lái)越難以清理。

（4）巡檢人員每天對(duì)水封槽清理一次，但是由于生產(chǎn)負(fù)荷大，裝較量增多導(dǎo)致落入水封槽的焦炭顆粒及焦粉量較大，只有一次清理難以滿足生產(chǎn)需要。

4 采取措施

運(yùn)行人員立即關(guān)閉冷卻水閥以及壓縮空氣閥門(mén)，通知焦?fàn)t減少干熄焦裝焦數(shù)。通過(guò)與水封槽制作廠家聯(lián)系，水封槽的制作與運(yùn)輸周期預(yù)計(jì)十五天左右，而且業(yè)主單位沒(méi)有在線維修或更換水封槽經(jīng)驗(yàn)，聯(lián)系相關(guān)專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)也需要較長(zhǎng)時(shí)間，根據(jù)生產(chǎn)安排及相關(guān)準(zhǔn)備需要，干熄焦計(jì)劃到月底進(jìn)行停爐檢修。

針對(duì)這種情況，首先通知中控把干熄爐裝焦量降低為最低負(fù)荷運(yùn)行，將干熄爐料位控制在低料位。其次水封槽中由于水已燒干，落入其中的焦炭顆粒及焦粉已堆積很厚的一層，利用焦粉層及巖棉對(duì)爐蓋進(jìn)行密封（效果很差）。最后要求現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員在巡檢時(shí)加強(qiáng)對(duì)爐蓋以及干熄焦水封槽的檢查，觀察情況是否惡化，是否采取其它措施。同時(shí)對(duì)爐蓋以及料斗臺(tái)車(chē)需要加油的地方勤加油，保持潤(rùn)滑效果防止因?yàn)楦邷貙?dǎo)致?lián)p壞。維持這種狀態(tài)持續(xù)運(yùn)行至4月25日，水封槽底部焊口燒裂部位擴(kuò)大至底部一半，4月30日整個(gè)水封槽內(nèi)圈全部燒裂，并掉入干熄爐中，5月3日整個(gè)干熄焦開(kāi)始停爐檢修， 5月11日，組織人員完成水封槽進(jìn)行更換，用時(shí)五個(gè)小時(shí)。

5 改進(jìn)措施

（1）將原水封槽底部和側(cè)壁的直角焊接連接，改為一次鍛壓成型的兩個(gè)半環(huán)槽體，然后進(jìn)行立縫焊接成型，消除了水封槽底部水平部分的環(huán)形焊縫，底部也由原來(lái)的直角連接變?yōu)閳A弧連接，消除了原水封槽底部焊接應(yīng)力，更利于水的流動(dòng)，避免沉積物的死角。

（2）將水封槽圈內(nèi)的壓縮空氣管道及冷卻水管道去除，沿水封槽外壁四周均勻布置四個(gè)冷卻水進(jìn)水口，斜向下45°同向，使巡檢人員能夠?qū)⑺獠壑须s物的清理干凈。

（3）制作假爐蓋，并采購(gòu)備用水封槽，安排檢修人員外出學(xué)習(xí)不停產(chǎn)焊接水封槽漏水或更換水封槽作業(yè)。

（4）將原冷卻水更換為除鹽水循環(huán)利用，延緩鈣鎂離子等形成水垢，造成局部高溫變形，焊縫開(kāi)裂。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)干熄焦?fàn)t頂水封槽的改進(jìn)及更換，延緩了水封槽中水垢的形成，降低了工人清理水封槽雜物的難度，增加了水封槽的正常使用時(shí)間。要加強(qiáng)對(duì)爐頂水封槽的點(diǎn)檢，制定嚴(yán)格的水封管理制度，維護(hù)干熄焦正常穩(wěn)定的生產(chǎn)。

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