干熄焦水封槽結構故障原因及改進措施

曹生前

（濟鋼集團國際工程技術有限公司，山東 濟南250101）

干熄焦水封槽結構故障原因及改進措施

曹生前

（濟鋼集團國際工程技術有限公司，山東 濟南250101）

干熄焦水封槽由于長期受高溫烘烤，經常出現內襯板脫落導致排焦裝置卡堵，以及水封槽本體開裂泄漏而無法繼續使用。對水封槽損壞的原因進行分析，從水封槽的本體結構、耐火澆注料的結構及錨固、內襯板的防止脫落、水封用水等方面進行優化改進，改進后的水封槽使用壽命提高了3倍以上，并徹底杜絕內襯板脫落問題。

干熄焦；水封槽；損壞原因；結構改進

1 前言

干熄焦水封槽安裝于干熄焦爐爐口，水封槽內盛裝一定高度的水，其與爐蓋配合達到對干熄爐正常生產過程的密封作用。目前干熄焦水封槽常用結構利用不銹鋼板焊接而成，但在使用過程中使用壽命短，經常出現水封槽內襯板脫落導致旋轉密封閥卡堵，水封槽本體開裂出現泄漏無法使用，且泄漏量過大時嚴重威脅干熄焦系統安全穩定運行。現有結構的水封槽弊端較多，使用壽命短，故障率高，如何延長水封槽使用壽命，降低其故障率已成為國內干熄焦單位共同面臨的問題。對現有水封槽的結構及故障原因行分析，從水封槽本體、耐火澆筑的防護結構及錨固、內襯板防止脫落、水封槽用水等方面進行優化改進。改進后的水封槽經過現場使用檢驗，大幅提高了水封槽的使用壽命。

2 水封槽結構及損壞原因

現有水封槽主要結構為：水封槽本體、耐火澆注料、水封內襯板、氣管和水管組成。水封槽剖面結構如圖1所示。水封槽本體主要由材質為0Cr17Ni12Mo2不銹鋼板焊接而成，水封內襯板由材質為0Cr25Ni20不銹鋼板拼接而成。水封槽本體干熄爐爐口側立面和底面焊接錨固釘，并澆筑厚為45 mm耐火澆注料，對水封槽本體起保護作用。內襯板對耐火澆注料及水封槽本體起保護作用，防止在裝焦過程中焦炭對內耐火澆注料及水封槽本體內圈進行沖撞磨損。

現有水封槽結構在實際使用過程中經常出現一系列故障，使用壽命短且易導致后續設備故障的發生。1）水封內襯板脫落，導致排焦裝置旋轉密封閥卡堵；2）耐火澆注料開裂；3）內襯板脫落或磨損后，耐火澆注料大面積脫落；4）耐火澆注料脫落后，水封槽立面出現泄漏，無法使用；5）水封槽本體爐口側立面和底板出現開裂，導致水封槽泄漏而無法使用。

圖1 干熄焦水封槽剖面結構

水封槽在使用過程中造成上述常見問題主要原因分析如下：1）水封內襯板長期接受高溫烘烤，內襯板受熱應力作用和焦炭沖撞，導致焊口開裂，進一步導致內襯板脫落掉入干熄爐，致使排焦裝置旋轉密封閥卡堵。2）在非停爐期間檢修對水封槽進行安裝，爐口溫度過高，耐火澆注料內部水分沒有完全蒸發，耐火澆注料急劇受熱膨脹，導致澆注料開裂，后續內襯板一旦脫落或磨損，極易導致耐火澆注料脫落，另外耐火澆注料裂縫直至水封槽本體，導致水封槽本體受熱不均，加速劣化。3）內襯板脫落或磨損后，耐火澆注料因厚度不足，錨固釘錨固能力不夠，在裝焦過程中，無法承受散落焦炭不斷沖撞，從而導致澆注料大面積脫落。4）耐火澆注料脫落后，水封槽本體直接接受爐內1 000℃高溫烘烤，由于水封槽本體所采用的材質耐熱性不足，且水封槽水面上、下溫差較大，導致水封槽本體內圈極易出現開裂損壞，且長期高溫烘烤，材質發生變化，一旦開裂泄漏，焊補難度較大，基本無法通過焊接補繼續使用。5）一般水封槽用水采用循環水，硬度較高，在長期高溫蒸發過程中易腐蝕沉淀結垢。其次水封槽內焦粉清挖不及時導致焦粉沉底，水封槽底部焦粉集結，致使水封槽本體無法得到充分冷卻，從而進一步導致其開裂泄漏，無法使用。

3 水封槽結構改進

針對現有水封槽在使用過程中暴露的問題，對其結構加以改進，其目的延長使用壽命，降低設備故障率，確保干熄焦系統穩定運行，具體改進如下。

1）由于內襯板一直遭受1 000℃高溫烘烤，即使采取加固措施，也無法避免內襯板脫落風險，內襯板一旦脫落必將導致排焦裝置旋轉密封閥卡堵。改進后的水封槽將內襯板去除，徹底杜絕內襯板脫落的隱患。

2）原水封槽耐熱澆注料脫落最主要原因是由于厚度不夠，以及錨固釘錨固能力不夠，無法承受裝焦過程中焦炭的沖撞。改進后的水封槽對錨固釘進行加大加密，對耐熱澆注料澆注厚度進行加厚處理，從而提高耐熱澆注料的整體穩固性。

3）為提高耐熱澆注料的穩固性，對水封槽本體底板進行向內延伸，提高對耐熱澆注料的支撐性。

4）增設水封槽本體底板和內圈立筋，提高水封槽本體受熱抗拉強度。

5）將水封槽用水改為除鹽水，減輕水封槽結垢腐蝕，去除水封槽內氣、水管路，強化水封槽焦粉清挖，減少水封槽底部焦粉集結，提高底板冷卻效果。

4 改進后的水封槽使用狀況

改進后的水封槽徹底杜絕了內襯板脫落問題，同時對耐熱澆注料及錨固釘進行有效處理，有效解決裝焦過程中因焦炭沖撞導致澆注料脫落。通過結構改進使得水封槽的使用壽命提高3倍以上，使用近2 a后的水封槽整體結構完好，沒有出現脫落和泄漏，還可以繼續使用。

TQ520.5

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1004-4620（2017）05-0070-02

2017-05-27

曹生前，男，1983年生，2007年畢業于安徽工業大學機械工程學院過程裝配與控制工程專業?，F為濟鋼集團國際工程技術有限公司工程師，從事機械設備的設計、制造及維修工作。