高溫環境下焦爐設備的維護措施

李紅武(甘肅省嘉峪關酒鋼集團宏興鋼鐵股份公司焦化廠, 甘肅 嘉峪關 735100)

焦爐燃燒的溫度約為1000℃，這使得周圍的設備處于惡劣的高溫烘烤環境中。所以，焦爐設備必須耐高溫，以此保證燃燒的過程的順利進行，而這也是困擾焦化生產的難題。

1 高溫環境的物理損害防護

1.1 物理損害由高溫環境造成

與爐體接觸很近，站在電氣室外，熱氣能將安裝爐門時的人的頭發烤焦，攔焦車電氣室內部溫度高造成電氣故障較多；而裝煤車采用變頻調速的走行系統輸出方式，環境溫度達到80℃ 以上，變頻器不能進行自動過載保護功能，實施正常運作。以上描述的情況多發于1 000℃的高溫及氣體直接烘烤電氣室外壁情況下，溫度在電氣室內快速升高，使得變頻器過載，裝煤車不能行走，給生產造成了較大損失。

1.2 防護措施

①遠離火源，降低烘烤面積。在能保證實現正常功能的前提下，設備盡量放置離火源較遠的位置，例如，煤斗下導套的旁邊常設計導套油缸，火源容易接觸烘烤油缸，高溫破壞油缸密封條件，只能維修形成的泄漏，增加了較多工作量。若多加一個連桿，把裝煤車的二層平臺上放置油缸，就能有效避免烘烤油缸，進一步延長油缸的使用壽命。對于不能遠離火源的設備，通過優化線路、管路的布局，選擇合適旋轉方向可以竭盡所能減少烘烤面積。實際生產中，布局安裝端子箱和許多線管時，盡可能在平臺上面進行，消弱了燒壞端子箱的可能，不得不安裝在下面的電纜線管盡量嵌入或緊靠鋼結構，大量減少線管被高溫烘烤的面積；推焦車平煤臺車因火焰烘烤導致限位損壞，通過降低限位安裝位置及通過鋼絲繩傳導遠離火源延長限位使用壽命。

②隔斷火源。火經常通過二層平臺上的孔燒到上面，引發上面著火，通過加強對平臺密封，就能有效阻擋火焰燒到二層平臺，把電纜燒壞；改造后，再將電纜同時更換為防火電纜的基礎上，避免此類事故發生。

③使用耐高溫材料。增強構件的單獨防火能力或者輔助添加措施降溫，重改原設備，使其具備耐高溫、防火功能，外部纏裹一層防火石棉布。同時把穿在鋼質線管里的電纜改為防火電纜、金屬絲網的油管選用耐火的液壓油管，完全預防高溫環境。高溫下電器元件較為敏感，可增設一個夾層在電氣室壁里，并充滿保溫材料及配備空調給電氣室降溫。符合《設備及管道絕熱設計導則》中GB /T 8175—2008的隔熱材料選擇規定。有多種可供選擇的隔熱材料時，最先選用強度高、損耗少、導熱系數小、無腐蝕性、施工條件好、密度小、價格低的材料。不具備此條件可選擇經濟效益高的材料。

④選擇防爆電氣設備。當完成焦化廠爆炸危險區域的劃分之后根據相關的規定,按照不同爆炸區域的需求選擇合適的電氣設備類型。如運焦區域因粉塵中含有大量導電的焦粉，把現場運行的電機改為防爆電機，延長電機安全運行時間，對現場操作箱密封，減少電氣設備故障。

2 高溫環境下的化學損害防護

2.1 高溫環境下隔熱層化學腐蝕

在封閉系統中，伴隨溫度上升，碳鋼腐蝕速率在水中不斷增加。在-4～150℃時，碳鋼工作溫度在隔熱層下發生腐蝕的風險最高。溫度高于150℃時，高溫使碳鋼表面干燥，工作腐蝕減少。如果設備運行不順暢，以及條件發生變化，腐蝕速率在隔熱層下都不斷變化，造成設備的長度與高度發生變化，應立即停用。設備在運行時，支架、吊耳等設備暴露在保溫環境下，使得保護措施不當，散熱會讓設備的外壁和氣相內壁受到雙重冷凝腐蝕，形成嚴重損壞。高溫條件下，奧氏體不銹鋼表面的水分蒸發，氯化物濃縮，應力腐蝕誘發，腐蝕速率增加，擴展時間縮短。

2.2 防腐治理

防止隔熱層下腐蝕最基本的方法是采用高質量的保護性涂層，采用腐蝕介質的惰性與介電常數高的有機高分子、無機涂層，防止腐蝕電路的形成。將金屬表面涂敷漆膜，與環境隔開，抑制離子、水和氧滲透漆膜，進一步屏蔽腐蝕介質，阻止金屬表面形成腐蝕電池，抑制離子的活動。

設計之初，首先應考慮大氣環境，是否有酸雨，是否處于海洋大氣環境，是否位于易遭受西部地區的沙塵暴等因素，化工廠產生的未處理尾氣、顆粒物造成的工業大氣腐蝕需要納入考慮。選用其他配套方案時，根據環境的分析，確定防腐蝕涂料的溫度、種類、壓力等情況以及品種、配套及施工工藝。結合涂料產品的介紹，與生產涂料的技術人員進行交流，選擇正確的施工工藝品種的涂料。涂料除銹等級是不同的，不同的涂料、不同的防腐蝕等級在設計中應充分考慮。含有鉛、硫及氯化物的奧氏體不銹鋼不能用于涂料應用。

3 結語

焦爐長期在高溫的惡劣環境下運行，所造成的物理和化學損害是焦化過程正常運行的重大隱患，必須充分認識其物理化學的損害機理，提出針對性的根治措施，保證焦爐設備的正常運行。

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