30萬m³POC型煤氣柜常見問題及解決措施

錢國偉

摘 要：本文主要對我部30萬m3POC型高爐煤氣柜常見問題以及發(fā)生的原因進行了分析，并通過采取針對性措施進行了整改，有效恢復(fù)了煤氣柜的安全穩(wěn)定運行。為其他鋼廠解決類似問題提供一定參考。

關(guān)鍵詞：POC型煤氣柜;腐蝕;鼓包;密封油

我部30萬m?POC型干式高爐煤氣柜于2007年開始進入設(shè)計施工階段，自2008年正式投入運行，是全國范圍內(nèi)第一座正式投入運行的30萬m?POC型干式高爐煤氣柜。自煤氣柜投用以來，充分發(fā)揮了煤氣平衡以及穩(wěn)壓的重要工作。該高爐煤氣柜儲存溫度為40.0℃以下，共配置32根立柱，回廊層數(shù)為5層，活塞導(dǎo)輪共64個，同時配置1套防回轉(zhuǎn)裝置以及旋轉(zhuǎn)平臺。然而隨著使用年限的增加，該氣柜在現(xiàn)階段的運行過程中開始呈現(xiàn)出一定的問題。因此，為最大限度提升該氣柜運行的安全性和運行性能，需要通過停產(chǎn)中修的方式，對其進行針對性消缺。

1 POC干式高爐煤氣柜現(xiàn)存問題

通過對該煤氣柜運行參數(shù)以及日常狀態(tài)的跟蹤監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，隨著使用時間的不斷延長，該氣柜在實際使用中開始呈現(xiàn)出一系列問題與缺陷，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）側(cè)板與立柱間出現(xiàn)裂紋、側(cè)板出現(xiàn)鼓包等現(xiàn)象。（2）局部密封油泄漏量大、活塞傾斜度超標。（3）氣柜底板出現(xiàn)不同程度滲水、漏氣等現(xiàn)象。（4）密封油柜內(nèi)飄灑嚴重。（5）導(dǎo)輪軸套脫落;

1.1問題分析

1.1.1側(cè)板與立柱間出現(xiàn)裂紋、側(cè)板出現(xiàn)鼓包等現(xiàn)象

通過對出現(xiàn)裂紋、鼓包的區(qū)域的檢查分析發(fā)現(xiàn)，裂紋主要集中在側(cè)板與立柱的焊縫間，而側(cè)板的鼓包通常也出現(xiàn)在有裂紋的地方。同時，通過對柜內(nèi)導(dǎo)輪情況、立柱情況的檢查發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)裂紋區(qū)域的導(dǎo)輪與側(cè)板貼合緊密，同時導(dǎo)輪及立柱均出現(xiàn)一定程度凹槽。因此，推測導(dǎo)輪與立柱間的間隙偏小，導(dǎo)致側(cè)板、立柱等受應(yīng)力不均衡最終導(dǎo)致焊縫拉裂或者使得側(cè)板受擠壓而出現(xiàn)鼓包等現(xiàn)象。同時，因為裂縫的出現(xiàn)，導(dǎo)致密封油出現(xiàn)一定程度泄漏，使得密封油損耗增加。

1.1.2局部密封油泄漏量大、活塞傾斜度超標

在日常的點巡檢過程中，能夠明顯聽到在防回轉(zhuǎn)處密封油大量下泄的聲音，同時在12#立柱、17#立柱及22#立柱附近也出現(xiàn)大量密封油泄露的情況。同時，通過對油泵站運行狀況的分析也發(fā)現(xiàn)相應(yīng)立柱對應(yīng)部位的油泵啟動頻次明顯比其他部位啟動頻次高，最高油泵啟動頻次達到5次/小時，遠高于標準值。這也說明該區(qū)域密封油泄漏量確實偏大。

1.1.3氣柜底板出現(xiàn)不同程度滲水、漏氣等現(xiàn)象

由于柜底在氣柜停運前無法有效檢查，但是根據(jù)其現(xiàn)象和氣柜使用年限推測，導(dǎo)致滲水和漏氣的現(xiàn)象肯定與氣柜底板嚴重腐蝕有關(guān)。而導(dǎo)致腐蝕的原因，除了使用年限以外，通過對排水桶狀況的分析還發(fā)現(xiàn)與底板冷凝水排水不暢有關(guān)。

1.1.4密封油柜內(nèi)飄灑嚴重

通過對柜內(nèi)密封油溢流情況的跟蹤發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致密封油飄灑嚴重的問題主要包括：（1）側(cè)板鼓包、凹陷，導(dǎo)致密封油不能直接沿側(cè)板下趟，而是出現(xiàn)懸空飄灑情況。（2）由于泄油量的增加導(dǎo)致兩臺油泵同時啟動的頻次高，最終供油量大，溢流速度快最終導(dǎo)致飄灑嚴重。（3）收油板偏小，導(dǎo)致密封油大量飄灑至活塞上部。

1.1.5導(dǎo)輪軸套脫落

通過對發(fā)生軸套脫落的情況進行分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)脫落的均為同一批次產(chǎn)品，因此分析該批次產(chǎn)品質(zhì)量存在一定缺陷。同時，還對發(fā)生軸套脫落的導(dǎo)輪進行觀察發(fā)現(xiàn)，該處導(dǎo)輪多數(shù)為固定導(dǎo)輪，其應(yīng)對應(yīng)力變化不足，存在受力較大、有卡澀等問題。通過分析，主要推斷為活塞因傾斜偏大導(dǎo)致導(dǎo)輪受力偏大導(dǎo)致。

1.2問題總結(jié)

通過對以上問題的分析發(fā)現(xiàn)，實際上導(dǎo)致以上問題出現(xiàn)的一個重要原因就是密封油泄漏量增加，導(dǎo)致活塞傾斜偏大，進而導(dǎo)致導(dǎo)輪與側(cè)板間的受力偏離了原設(shè)計值，最終導(dǎo)致側(cè)板變形、焊縫裂開，進而又使得密封油泄漏量增加，再次又影響到導(dǎo)輪與側(cè)板的受力，出現(xiàn)惡性循環(huán)。為此，要想解決以上問題，其重點方向減小密封油泄漏，確?；钊木膺\行，進而減小導(dǎo)輪與側(cè)板應(yīng)力不均衡現(xiàn)象。

2 主要解決措施

2.1針對側(cè)板出現(xiàn)鼓包等問題

由于側(cè)板與立柱間已經(jīng)出現(xiàn)裂縫、側(cè)板已經(jīng)出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，為此，最直接的手段就是對裂縫進行補焊，對鼓包的側(cè)板進行更換。針對側(cè)板內(nèi)壁立焊縫以及環(huán)形焊縫處理。在30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修過程當中，對煤氣柜側(cè)板內(nèi)壁區(qū)域存在的立焊縫以及環(huán)形焊縫，優(yōu)先考慮選用浮升法進行處理，所有施工操作均在活塞上完成。需要注意的一點是，整個處理過程當中活塞應(yīng)保持懸浮狀態(tài)，不得固定，因此檢修人員還應(yīng)注意觀測活塞運行狀態(tài)，以策安全。針對側(cè)板焊接接縫的檢查與處理。對于30萬m?POC型干式高爐煤氣柜側(cè)板內(nèi)壁區(qū)域而言，無論立焊縫還是環(huán)形焊縫，均應(yīng)按照相關(guān)要求全部進行真空度檢查，側(cè)板外壁、T型鋼以及立柱間的焊接接縫處理應(yīng)當同步30萬m?POC型干式高爐煤氣柜內(nèi)壁焊接接縫處理開展。同一部分嚴格按照柜內(nèi)在先柜外在后的基本原則展開。同時，在焊接接縫施工技術(shù)的選擇上，以CO2氣體保護焊焊接技術(shù)為主，以實現(xiàn)對焊接過程中變形以及殘余應(yīng)力問題的最大控制。

2.2針對局部密封油泄漏量大、活塞傾斜度超標

通過對氣柜的停役檢查，發(fā)現(xiàn)活塞超標的主要原因就是密封油泄露量大，為此，解決活塞傾斜超標的關(guān)鍵還在于解決密封油泄露量偏大的問題。通過分析，密封油泄露量大一方面為密封橡膠帶磨損嚴重。經(jīng)過跟蹤發(fā)現(xiàn)，在側(cè)板出現(xiàn)鼓包與凹陷的區(qū)域，密封橡膠條與側(cè)板間隙明顯增大，此外，還由于密封油粘度下降，乳化嚴重也導(dǎo)致泄油量增加。對此，采取的主要措施包括對密封橡膠帶和密封油的更換，同時對防回轉(zhuǎn)滑塊也進行全部更換。

2.3針對氣柜底板出現(xiàn)不同程度滲水、漏氣等問題

針對分析所確定原因，采取了一系列措施進行整改，其中主要包括對柜底板的更換，對排水桶進行疏通。同時，通過對氣柜底板現(xiàn)狀的分析發(fā)現(xiàn)，即便排水桶暢通，也會因為底板凹凸不平而存在局部積水現(xiàn)象，這將導(dǎo)致在積水邊緣更易發(fā)生腐蝕，針對該問題，通過分析討論，最終通過對底板敷設(shè)一層10mm厚瀝青并提高底板排水管高度，確保底板介質(zhì)統(tǒng)一進而降低其腐蝕的速率。

2.4針對密封油柜內(nèi)飄灑嚴重問題

由于密封油飄灑的原因主要包括補油量大、側(cè)板變形等，通過以上措施已基本將飄灑問題解決，但是，為了最大限度降低密封油飄灑至活塞上，又對收油板進行改造，使收油板寬度增加兩米，進而降低了活塞上密封油飄灑量。

2.5針對導(dǎo)輪軸套脫落問題

根據(jù)分析，軸套問題主要是受力問題，為此，通過在大修后的調(diào)試中對各導(dǎo)輪間隙的調(diào)整確保了各導(dǎo)輪受力均勻，有效消除了軸套受力不均發(fā)生擠壓、破碎等問題的發(fā)生。

3 POC干式高爐煤氣柜中修重點

從施工準備開始至投入后續(xù)使用，整個30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修工作的基本工作流程如下圖（見圖1）所示。結(jié)合圖1，將中修過程中的工作重點概括如下：

3.1密封油置換

本環(huán)節(jié)中，考慮到30萬m?POC型干式高爐煤氣柜密封油一次性裝油量恒定為175.9t，換算容積約為200m?。在中修過程中，為確保后續(xù)各項操作的安全可靠，密封油需整體轉(zhuǎn)移至煤氣柜外部暫時性儲存。在密封油置換過程中，首先應(yīng)暫停油泵站運行，將預(yù)備油箱進口閥門裝置切換至關(guān)閉狀態(tài)，活塞油溝中密封油放入底部油溝內(nèi)，通過此種方式，以底部排油管為渠道，實現(xiàn)密封油自煤氣柜內(nèi)向柜外的排放。

3.2柜體檢查與測量

在此環(huán)節(jié)工作過程中，需要安排專人在30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修作業(yè)正式實施前，先通過測量檢查的方式驗證煤氣柜體外部缺陷情況。以煤氣柜外部質(zhì)量性能安全為基本前提，停柜前以及停柜后分別進行測量，同時安排專人分析煤氣柜柜體在靜止狀態(tài)以及運動狀態(tài)下的相關(guān)參數(shù)，為后續(xù)煤氣柜的側(cè)板處理、立柱處理以及焊接工作開展提供重要依據(jù)。還需要特別注意的一點是，在30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修作業(yè)完全結(jié)束后，還應(yīng)由專人負責(zé)對煤氣柜柜體進行全面測量，以真實客觀的對數(shù)據(jù)進行評價。

3.3底部以及底部油溝焊縫檢測及補充焊接

30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修過程中，底部以及底部油溝相關(guān)焊接接縫均應(yīng)當安排專人進行真空檢驗，根據(jù)檢驗結(jié)果對泄漏點進行準確定位，并在打磨預(yù)處理基礎(chǔ)之上進行補充焊接，補充焊接優(yōu)先考慮選用CO2氣體保護焊接技術(shù)，焊接完成后再次經(jīng)真空箱進行檢驗校對，以確保補充焊接的質(zhì)量可靠。

3.4活塞精調(diào)平

在30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修過程中，工作人員在處理外柜內(nèi)、柜外相關(guān)缺陷并置換密封油后，需參考30萬m?POC型干式高爐煤氣柜生產(chǎn)的日常檢查記錄以及中修檢查記錄進行綜合分析，在活塞試升降期間按照三帶板間隔標準對導(dǎo)輪受力情況以及傾斜度情況進行分析與記錄。在此基礎(chǔ)之上，對導(dǎo)輪座墊片進行調(diào)節(jié)以實現(xiàn)對導(dǎo)輪的調(diào)節(jié)，并通過移動活塞上部配重塊的方式達到調(diào)平活塞的狀態(tài)，最后妥善調(diào)整固定防回轉(zhuǎn)裝置，確保30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修結(jié)束后續(xù)運行的安全可靠。

3.5驗收試驗

在30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修過程中，上述操作完成后的驗收實驗包括兩大部分，第一是升降實驗。即30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中活塞自最低位置至最高位置移動過程中風(fēng)機最大風(fēng)量浮升，同時活塞自最高位置至最低位置范圍內(nèi)規(guī)定放散全部下降，以活塞以及30萬m?POC型干式高爐煤氣柜柜體在運行過程中無異常征象為質(zhì)量合格判定依據(jù);第二是氣密性實驗。此項實驗過程中借助于頂升風(fēng)機面向柜體內(nèi)送氣，確?；钊仙?0%設(shè)計容量位置，以重復(fù)對進氣口以及出氣口，保壓實驗延遲1天，以該狀態(tài)下對溶劑的測定結(jié)果為作為起點數(shù)值，在此基礎(chǔ)之上放置7天，以該狀態(tài)下的標準容積為結(jié)束容積，通過此種方式計算泄漏量，在泄漏量不足2%的情況下判定為氣密性性能合格。

4 結(jié)束語

本文上述相關(guān)分析中針對30萬m?POC型干式高爐煤氣柜在中修過程中所涉及到的相關(guān)問題以及重點內(nèi)容進行分析與統(tǒng)計，中修完成后我廠30萬m?POC型干式高爐煤氣柜繼續(xù)投入運行，運行觀察1年周期內(nèi)原有安全隱患基本得到控制與消除，說明按照本文上述思路與方法所選用的中修內(nèi)容以及中修處理方法是相當?shù)卯數(shù)模幚硇Ч项A(yù)期目標，也能夠為后續(xù)同類型30萬m?POC型干式高爐煤氣柜的生產(chǎn)檢修提供重要工作經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]王昌文，趙志杰. 干式煤氣柜檢修和拆除作業(yè)過程中安全措施的探討[J]. 工業(yè)安全與環(huán)保，2013，39（2）：81-83.

[2]周家賓. 攀鋼15萬m3焦爐煤氣柜大修分析與總結(jié)[C]. //2013年全國冶金燃氣專業(yè)年會. 2013：121-127.

（上海梅山鋼鐵股份有限公司能源環(huán)保部，江蘇 南京 210039）