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，有效恢復了煤氣柜的安全穩定運行。為其他鋼廠解決類似問題提供一定參考。

關鍵詞：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年開始進入設計施工階段，自2008年正式投入運行，是全國范圍內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，充分發揮了煤氣平衡以及穩壓的重要工作。該高爐煤氣柜儲存溫度為40.0℃以下，共配置32根立柱，回廊層數為5層，活塞導輪共64個，同時配置1套防回轉裝置以及旋轉平臺。然而隨著使用年限的增加，該氣柜在現階段的運行過程中開始呈現出一定的問題。因此，為最大限度提升該氣柜運行的安全性和運行性能，需要通過停產中修的方式，對其進行針對性消缺。

1 POC干式高爐煤氣柜現存問題

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

1.1問題分析

1.1.1側板與立柱間出現裂紋、側板出現鼓包等現象

通過對出現裂紋、鼓包的區域的檢查分析發現，裂紋主要集中在側板與立柱的焊縫間，而側板的鼓包通常也出現在有裂紋的地方。同時，通過對柜內導輪情況、立柱情況的檢查發現出現裂紋區域的導輪與側板貼合緊密，同時導輪及立柱均出現一定程度凹槽。因此，推測導輪與立柱間的間隙偏小，導致側板、立柱等受應力不均衡最終導致焊縫拉裂或者使得側板受擠壓而出現鼓包等現象。同時，因為裂縫的出現，導致密封油出現一定程度泄漏，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現相應立柱對應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。這也說明該區域密封油泄漏量確實偏大。

1.1.3氣柜底板出現不同程度滲水、漏氣等現象

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

1.1.4密封油柜內飄灑嚴重

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

1.1.5導輪軸套脫落

通過對發生軸套脫落的情況進行分析發現，出現脫落的均為同一批次產品，因此分析該批次產品質量存在一定缺陷。同時，還對發生軸套脫落的導輪進行觀察發現，該處導輪多數為固定導輪，其應對應力變化不足，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致導輪受力偏大導致。

1.2問題總結

通過對以上問題的分析發現，實際上導致以上問題出現的一個重要原因就是密封油泄漏量增加，導致活塞傾斜偏大，進而導致導輪與側板間的受力偏離了原設計值，最終導致側板變形、焊縫裂開，進而又使得密封油泄漏量增加，再次又影響到導輪與側板的受力，出現惡性循環。為此，要想解決以上問題，其重點方向減小密封油泄漏，確保活塞的均衡運行，進而減小導輪與側板應力不均衡現象。

2 主要解決措施

2.1針對側板出現鼓包等問題

由于側板與立柱間已經出現裂縫、側板已經出現鼓包現象，為此，最直接的手段就是對裂縫進行補焊，對鼓包的側板進行更換。針對側板內壁立焊縫以及環形焊縫處理。在30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修過程當中，對煤氣柜側板內壁區域存在的立焊縫以及環形焊縫，優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保持懸浮狀態，不得固定，因此檢修人員還應注意觀測活塞運行狀態，以策安全。針對側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板內壁區域而言，無論立焊縫還是環形焊縫，均應按照相關要求全部進行真空度檢查，側板外壁、T型鋼以及立柱間的焊接接縫處理應當同步30萬m?POC型干式高爐煤氣柜內壁焊接接縫處理開展。同一部分嚴格按照柜內在先柜外在后的基本原則展開。同時，在焊接接縫施工技術的選擇上，以CO2氣體保護焊焊接技術為主，以實現對焊接過程中變形以及殘余應力問題的最大控制。

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，發現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。經過跟蹤發現，在側板出現鼓包與凹陷的區域，密封橡膠條與側板間隙明顯增大，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，同時對防回轉滑塊也進行全部更換。

2.3針對氣柜底板出現不同程度滲水、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，通過對氣柜底板現狀的分析發現，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象，這將導致在積水邊緣更易發生腐蝕，針對該問題，通過分析討論，最終通過對底板敷設一層10mm厚瀝青并提高底板排水管高度，確保底板介質統一進而降低其腐蝕的速率。

2.4針對密封油柜內飄灑嚴重問題

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針對導輪軸套脫落問題

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

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

本環節中，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，為確保后續各項操作的安全可靠，密封油需整體轉移至煤氣柜外部暫時性儲存。在密封油置換過程中，首先應暫停油泵站運行，將預備油箱進口閥門裝置切換至關閉狀態，活塞油溝中密封油放入底部油溝內，通過此種方式，以底部排油管為渠道，實現密封油自煤氣柜內向柜外的排放。

3.2柜體檢查與測量

在此環節工作過程中，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以及運動狀態下的相關參數，為后續煤氣柜的側板處理、立柱處理以及焊接工作開展提供重要依據。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完全結束后，還應由專人負責對煤氣柜柜體進行全面測量，以真實客觀的對數據進行評價。

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焊接接縫均應當安排專人進行真空檢驗，根據檢驗結果對泄漏點進行準確定位，并在打磨預處理基礎之上進行補充焊接，補充焊接優先考慮選用CO2氣體保護焊接技術，焊接完成后再次經真空箱進行檢驗校對，以確保補充焊接的質量可靠。

3.4活塞精調平

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、柜外相關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輪受力情況以及傾斜度情況進行分析與記錄。在此基礎之上，對導輪座墊片進行調節以實現對導輪的調節，并通過移動活塞上部配重塊的方式達到調平活塞的狀態，最后妥善調整固定防回轉裝置，確保30萬m?POC型干式高爐煤氣柜中修結束后續運行的安全可靠。

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機最大風量浮升，同時活塞自最高位置至最低位置范圍內規定放散全部下降，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量合格判定依據;第二是氣密性實驗。此項實驗過程中借助于頂升風機面向柜體內送氣，確保活塞上升至90%設計容量位置，以重復對進氣口以及出氣口，保壓實驗延遲1天，以該狀態下對溶劑的測定結果為作為起點數值，在此基礎之上放置7天，以該狀態下的標準容積為結束容積，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 結束語

本文上述相關分析中針對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問題以及重點內容進行分析與統計，中修完成后我廠30萬m?POC型干式高爐煤氣柜繼續投入運行，運行觀察1年周期內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容以及中修處理方法是相當得當的，處理效果符合預期目標，也能夠為后續同類型30萬m?POC型干式高爐煤氣柜的生產檢修提供重要工作經驗。

參考文獻：

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（上海梅山鋼鐵股份有限公司能源環保部，江蘇 南京 210039）