八鋼COREX爐整體氣密性試驗

譚真，田卿

（1.寶鋼集團八鋼公司煉鐵分公司；2.寶鋼股份煉鐵廠）

根據(jù)COREX煉鐵工藝要求，COREX主體系統(tǒng)設備及相關連接管安裝完畢并單體調(diào)試結束后必須進行氣密性試驗。八鋼于2014年5月16日開始進行為期10天的氣密性試驗。因沒有供氣密試驗使用的氮氣，利用了COREX爐配套綜合外網(wǎng)工程新建的空壓站新上的2臺低壓離心式空氣壓縮機，其單臺流量360m3/min,排氣壓力0.8MPa，依靠提供的壓縮空氣進行COREX爐的氣密性試驗。

1 試壓目的及試壓范圍

試壓的目的是為了檢查設備泄漏情況和檢查各類管道、工藝設備的結構強度。通過試壓，查出泄漏點后進行堵漏；檢查還原豎爐、熔融氣化爐、干法除塵、煤氣系統(tǒng)的密封性，做一次整個系統(tǒng)的氣密測試。以確保COREX爐的正常生產(chǎn)。

本次氣密性試驗范圍主要包括氣化爐系統(tǒng)、還原爐系統(tǒng)、煤上料系統(tǒng)、礦石上料系統(tǒng)、煤氣清洗系統(tǒng)、四大煤氣管道系統(tǒng)、粉塵返吹系統(tǒng)（四套）、冷卻煤氣加壓系統(tǒng)、干法除塵系統(tǒng)、重力除塵系統(tǒng)。

氣化爐及還原豎爐系統(tǒng)主要包括氣化爐和還原豎爐爐體、爐體冷卻、測溫測壓設備、料位計、氧氣燒嘴等。煤、礦石上料系統(tǒng)主要包括爐頂均排壓設備及管道。煤氣清洗系統(tǒng)為各類煤氣洗滌器、水分離器、液位控制罐及其與之相連的煤氣管、水管。四大煤氣管道包括發(fā)生煤氣、頂煤氣、安全煤氣、還原和過剩煤氣等管道及熱旋風除塵器設備。粉塵返吹系統(tǒng)包括熱旋風除塵器、T型接頭、粉塵燒嘴、粉塵儲罐及與之相連的各類粉塵連接管和粗顆粒排放管。冷煤氣加壓系統(tǒng)包括消音器及冷煤氣加壓站內(nèi)外煤氣管道。干法除塵系統(tǒng)包括干法除塵八個箱體和一個大灰倉及連接管道。重力除塵系統(tǒng)包括重力除塵器筒體及連接管道。

本次氣密測試是將COREX系統(tǒng)作為一個整體進行測試，在本次測試均采用0.55MPa進行試驗。有些設備如粉塵排放和噴吹裝置包括粉塵燒嘴設計壓力為1.6MPa，冷卻煤氣壓縮機系統(tǒng)的進、出口消音器設計壓力為0.6 MPa，均高于試驗壓力。從整體工藝考慮，正常生產(chǎn)時需滿足正常生產(chǎn)時的最高壓力，因此整體參與氣密性試驗壓力測試。

2 試壓流程及方法

2.1 試壓流程

按照流程（見圖1）完成了檢漏檢查和處理，目的是檢驗各閥門、設備管道及相連的法蘭、爐體的所有焊縫、各工藝安裝孔的現(xiàn)場焊縫、人孔法蘭、測量元件的法蘭和螺紋連接部的密封性，為COREX爐的正常生產(chǎn)提供了保障。

圖1 試壓流程圖

2.2 試壓方法

試驗用壓縮空氣從風口額外氮氣管和Y-Piece環(huán)管進入，進行系統(tǒng)升壓。按照升壓和泄壓速率2kPa/min進行作業(yè)。

在COREX塔架49.7m平臺冷煤氣填料洗滌器壓力放散安全閥接上盲板，在此盲板開孔并接一根DN150的管道和臨時閥門且在此管道上臨時閥門前端安裝一塊耐震壓力表，與排向放散塔的煤氣排放管道聯(lián)通，作為系統(tǒng)泄壓用的排放管道，按照2kPa/min，臨時手動閥門，派專人操作和監(jiān)視升壓期間，該閥門關閉；降壓期間，該閥門打開，初始開度5%，爐內(nèi)操爐視泄壓速率進行開度的調(diào)整并通知現(xiàn)場操作人員，每次1%，避免大的波動。

3 試壓過程及檢漏方法

3.1 試壓過程曲線

氣密性試驗主要分為三個階段進行。

第一階段（見圖2）：首先系統(tǒng)加壓到20kPa，保壓5分鐘后進行檢漏工作，所有的法蘭、連接點、管口焊接點等都噴灑洗潔精水，對泄漏點進行標記。再次升壓至50KPa后保壓，測試新的大漏點，對新的泄漏點進行標記后并處理，將泄漏點記錄匯總并同時進行系統(tǒng)降壓，處理漏點。

圖2 第一階段壓力曲線

第二階段（見圖3）：仍按2kPa/min的升壓速度進行升壓，升壓過程分別在0.25MPa、0.35MPa進行保壓，兩個階段保壓均為10min后開始降壓檢漏，做好標記和清楚的文字記錄，在0.2MPa、0.3MPa階段補漏時，須降壓處理，按照圖中虛線所示執(zhí)行，在每一階段升壓后所檢查出的泄漏點均需及時整理匯總至試壓指揮小組，進行漏點處理。

圖3 第二階段壓力曲線

第三階段（見圖4）：仍按照2kPa/min的升壓速率升壓，升至0.25MPa時保壓10min，繼續(xù)升壓至0.35MPa，按照第二階段試壓方法，重新保壓、降壓測漏，再次確定無漏點后，可升壓至0.55MPa，需保壓10min以上，然后降壓至0.5MPa,再進行檢漏工作。檢查結束并無泄漏現(xiàn)象后按照2kPa/min的降壓速率直到泄壓結束。

圖4 第三階段壓力曲線

3.2 檢漏方法

氣密性試驗過程中主要的檢漏方式為用眼看、耳聽、小布條等檢查較大的泄漏點；升壓的第一階段當在定壓0.02MPa以下時，如檢查無大泄漏，可不進行洗潔精水檢查。繼續(xù)升壓，在定壓0.05MPa以下，若無大泄露情況且無異常則利用洗潔精水檢查。

升壓第二階段則主要采用洗潔精水進行檢查，并及時對泄漏點做好相應的泄漏標記。

在進行第三階段測試時，按照第三階段升壓曲線圖升壓、保壓、降壓再進行查漏及處理。

每階段試漏時，應及時對泄漏點做好標記，在保證人員安全的前提下，保壓并降壓后進行處理，待下階段試漏時著重檢查標記部位，如無泄漏方可擦去標記，有新泄漏點再重新做好標記，待降壓后處理，依次反復各階段氣密測試，直到無漏點為止。

4 檢漏結果

4.1 氣化、還原豎爐系統(tǒng)

氣化爐在壓力測試和檢漏過程中的檢查量極大，其主要的檢漏點包括冷卻壁水管孔及螺栓孔洞（焊縫）、氧口處氧槍與小套接觸面，以及爐殼上各類短管的法蘭面（包括各類燒嘴、料位計、人孔、熱電偶、煤氣短管、DRI短管等）。還原豎爐的檢查量相對于氣化爐要少些，主要的檢漏點均為與爐體焊接的各類法蘭短管的法蘭連接面部位。

4.2 粉塵返吹系統(tǒng)

粉塵返吹系統(tǒng)各管線均為法蘭連接形式，其檢漏關鍵點均為管道及設備之間法蘭連接面，另粉塵倉、T型接頭、粉塵儲罐上各法蘭連接短管也為本次系統(tǒng)試壓檢漏的關鍵點。

4.3 四大煤氣管道

由于四大煤氣管道（發(fā)生煤氣、還原和過剩煤氣、安全煤氣、頂煤氣、熱旋風除塵器）在現(xiàn)場安裝完后分別做過壓力試驗，所以本次大系統(tǒng)試壓將四大煤氣管道作為一試壓區(qū)進行檢漏。大系統(tǒng)試壓時四大煤氣管道按照正常安裝狀態(tài)進行，關鍵是檢查管路中所有法蘭連接面。

4.4 煤氣清洗及冷煤氣加壓站煤氣管道

煤氣清洗系統(tǒng)煤氣管道以及冷煤氣加壓站煤氣管道在大系統(tǒng)試壓前按照壓力管道要求進行單獨壓力試驗。

所以進行大系統(tǒng)試壓時，煤氣清洗系統(tǒng)及冷煤氣加壓站煤氣管道均采用正常管路進行，局部設備如煤氣清洗系統(tǒng)中的放散煤氣管道不參入本次系統(tǒng)試壓，需分別拆除管路中的放散閥，并設置堵板。其主要漏點在預洗滌器的法蘭連接面及人孔處。

4.5 干法除塵系統(tǒng)

干法除塵系統(tǒng)包含有1個除塵箱體和1個大灰倉，每個除塵箱體有一個進氣管道和一個出氣管道，其中進氣管道和出氣管道上均有一個DN800扇形盲板閥和DN800金屬硬密封蝶閥，所以在試壓過程中要檢查其閥門的密封性和管道的焊接點的密封程度。干法除塵系統(tǒng)中的放散煤氣管道不參入本次系統(tǒng)試壓，需分別拆除管路中的放散閥，并設置堵板。從檢測結果來看，其主要漏點在進出口閥門連接處。

5 結束語

通過本次氣密性試驗，比較全面地檢測并處理了各大系統(tǒng)中的主要漏點，為以后COREX爐的安全生產(chǎn)及穩(wěn)定運行奠定了堅實的基礎。