蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)換熱管泄漏的檢測及處理技術(shù)

董富榮，王超

（天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅 蘭州 730060）

0 引言

在煤泥生產(chǎn)中，使用蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)，通過蒸汽方式產(chǎn)生熱源，間接加熱煤泥，按照同心圓方式進(jìn)行筒體設(shè)置，且安裝了多跟換熱管。通過蒸汽、煤泥之間的逆向接觸，實(shí)施脫水干燥。對于干燥機(jī)來說，換熱管數(shù)量決定了換熱面積，換熱管的有效數(shù)量越多，則換熱面積就愈大，那么干燥機(jī)生產(chǎn)能力就不斷增強(qiáng)[1]。隨著干燥機(jī)的使用壽命不斷延長，受到腐蝕和磨損，換熱管的有效數(shù)量減少，則換熱面積就隨之減少，對下游設(shè)備運(yùn)行、產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，甚至影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

1 蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)換熱管泄露的原因

第一，雜質(zhì)沖擊。對于煤泥干燥，干燥機(jī)處于上游前端，原煤經(jīng)過破碎以后，通過膠帶直接輸送至干燥機(jī)，由于輸送過程中含有諸多雜質(zhì)，且不易分離，例如鐵塊、鐵片以及編織袋，如果這些雜質(zhì)摻入至干燥機(jī)，和煤泥共同向前移動(dòng)，則雜質(zhì)、物料就會(huì)呈上下翻動(dòng)狀態(tài)。通過重力作用，對換熱管外壁進(jìn)行反復(fù)沖擊，使得換熱管外壁產(chǎn)生凹坑，或者直接砸穿管壁，引起蒸汽泄露。

第二，化學(xué)腐蝕。在原煤中含有許多化學(xué)元素，例如硝、氯以及硫，這些化學(xué)元素處于蒸汽和高溫狀態(tài)下，極易產(chǎn)生腐蝕性霧氣。如果這些霧氣隨著尾氣排出之后，在換熱管壁、干燥機(jī)內(nèi)壁進(jìn)行附著，在劃痕處或者凹坑處大量聚集，漸漸腐蝕管壁后，引起蒸汽泄露。

第三，煤泥磨損。由于煤泥存在一定磨琢性，當(dāng)干燥機(jī)處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，顆粒也隨之翻滾和旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生雜亂運(yùn)動(dòng)，并且隨時(shí)間延長，煤泥顆粒會(huì)漸漸磨損換熱管，逐漸產(chǎn)生蒸汽泄露問題[2]。

第四，熱應(yīng)力疲勞。干燥機(jī)選擇蒸汽加熱的方式，處于蒸汽作用狀態(tài)下，換熱管焊縫處也處于高溫狀態(tài)，導(dǎo)致?lián)Q熱管朝著軸向、徑向膨脹。加上蒸汽壓力、蒸汽溫度的逐漸變化，換熱管不斷熱脹冷縮，在焊縫區(qū)進(jìn)行反復(fù)作用，引起焊縫疲勞后，產(chǎn)生換熱管裂紋。

2 蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)換熱管泄露的檢測方法分析

在介質(zhì)加熱過程中，蒸汽進(jìn)入換熱管后，在溫度、壓力的互相作用下，產(chǎn)生裂縫沖擊，使得縫隙逐漸擴(kuò)大，進(jìn)而引起泄露。如果泄露嚴(yán)重，必然會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備性能，甚至引起停產(chǎn)檢修。因?yàn)閾Q熱管數(shù)量較多，在檢測過程中，需準(zhǔn)確快速對泄漏點(diǎn)進(jìn)行定位。針對不同位置，選擇不同處理方式。在確保設(shè)備性能基礎(chǔ)上，減少檢修時(shí)間。因干燥機(jī)內(nèi)部較為狹小，且換熱管的排列十分緊湊，增加了檢測難度[3]。

第一，水壓檢測方式。使用水壓檢測，需控制好水壓壓力，一般為0.4Mpa左右。待切斷蒸汽、停止進(jìn)料以后，排空內(nèi)部物料，進(jìn)行干燥機(jī)冷卻，然后將給料螺旋移除，打開檢查孔通風(fēng)。接著將旋轉(zhuǎn)接頭拆除，并制作好打壓盲板，在合適位置安裝好壓力表，實(shí)施水壓檢測。當(dāng)換熱管內(nèi)部充滿水以后，處于水壓狀態(tài)下，漏點(diǎn)逐漸向外滲水，即可確定泄漏位置。但使用該方式也存在部分缺陷，因?yàn)閾Q熱管數(shù)量較多，而漏點(diǎn)較小，如果漏點(diǎn)集中，在短時(shí)間內(nèi)難以確定漏點(diǎn)。同時(shí)，受到天氣狀況約束，如果處于北方寒冷天氣，就無法開展水壓檢測。此外，由于水壓檢測的工時(shí)較長，需要拆除設(shè)備輔助部件，配置好合適水源，如果干燥機(jī)的內(nèi)部儲水量較大，則水源較小，就不能達(dá)到水壓檢測要求。

第二，氣壓檢測。使用氣壓檢測的方式較為簡易，能夠縮短檢修時(shí)間，通常氣壓需控制03Mpa左右，檢測方式類似于水壓檢測。通過加壓以后，再經(jīng)過刷肥皂泡沫和耳聽方法檢測，使用該方式不受到天氣因素影響。但如果泄漏點(diǎn)與筒體側(cè)靠近，或者不能直接觀察到漏點(diǎn)位置，就難以檢測泄漏[4]。

第三，蒸汽檢測。使用氣壓法、水壓法進(jìn)行檢測，都需拆除輔助部件，拆卸時(shí)也容易損壞部件。如果在不拆除輔助部件狀況下，蒸汽檢測就十分方便。待排空設(shè)備內(nèi)的煤粉以后，將溫度降低至安全值，然后打開閥門，往設(shè)備內(nèi)輸入大量蒸汽，待蒸汽泄出以后，就會(huì)產(chǎn)生水汽，可確定泄漏位置。使用這種方式，能夠節(jié)省拆除步驟，可節(jié)約檢修時(shí)間。需注意的是，干燥機(jī)一直是加熱狀態(tài)，存在一定風(fēng)險(xiǎn)性，如果檢測人員進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)，需做好安全防護(hù)措施。

第四，儀表檢測。使用上述三種方式，都需要將物料排空，然后待設(shè)備降溫以后才能進(jìn)行檢測，還需要檢測人員進(jìn)入設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行人工檢測。近年來，隨著檢測技術(shù)、控制技術(shù)的日益發(fā)展，在線檢測技術(shù)得到運(yùn)用和推廣，對于每根換熱管，可安裝電子壓力的傳送器，檢測信號可統(tǒng)一輸送至中控室，對壓力值變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，能夠快速查找泄露管道。接著打開手孔蓋，直接封堵泄露管道[5]。在大修器件，可修補(bǔ)、更換換熱管，但這種方式的投資比上述三種方式要高。如果是大型干燥機(jī)，設(shè)備內(nèi)含有數(shù)百根換熱管，對于漏點(diǎn)檢測，需根據(jù)換熱管的排列情況，設(shè)計(jì)好方位圖（如圖1所示），一一對應(yīng)實(shí)際換熱管。同時(shí)，需標(biāo)注好起始部位，以便于漏點(diǎn)查詢、記錄。

圖1 蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)換熱管的排列圖

3 蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)換熱管泄露的處理技術(shù)

蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)作為煤泥、礦粉的重要生產(chǎn)設(shè)備，要保證設(shè)備的正常運(yùn)行，對于換熱管泄漏點(diǎn)，利用各種方式進(jìn)行確定以后，需采取不同處理技術(shù)，處置不同泄漏點(diǎn)。一般將泄漏點(diǎn)區(qū)域分為前三排徑向內(nèi)側(cè)、徑向外側(cè)以及焊縫區(qū)三個(gè)區(qū)域。對于前安排的徑向內(nèi)側(cè)，處于焊接作業(yè)范圍時(shí)，處理較為簡單，可直接進(jìn)行補(bǔ)漏焊接。針對徑向外側(cè)的泄漏點(diǎn)位置，則無法進(jìn)行焊接，需明確換熱管部位，將手孔蓋打開以后，對泄漏管道進(jìn)行封堵[6]。針對焊縫區(qū)泄露位置，在打開手孔蓋以后，對焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊。如果封堵數(shù)量超過總數(shù)22%，必然會(huì)影響到設(shè)備性能，必須及時(shí)更換換熱管，需注意如下事項(xiàng)：其一，選擇的新?lián)Q熱管，與舊換熱管的規(guī)格一直，比實(shí)際長度要長60mm～95mm。其二，選擇吊環(huán)螺釘、氣割機(jī)、繩索以及卷場機(jī)等輔助工具。第三，對于新?lián)Q熱管的兩端，必須帶有螺紋堵頭，以助于穿管處理。第四，卷場機(jī)需具備調(diào)速功能，在拉管、穿管過程中，可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)穿管速度。

同時(shí)，當(dāng)設(shè)備內(nèi)的煤粉排空以后，需降低溫度，停止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，然后開展換管作業(yè)：其一，將設(shè)備的輔助部件拆除，然后將舊換熱管手孔蓋拋開，對于封堵出的焊縫，必須刨開，接著封堵板。同時(shí)，對于汽室短板、換熱管之間的焊縫，也必須刨開，如果存在不凝氣管，必須割除。其二，對于入料端的換熱管，可當(dāng)做拉出端，在換熱管堵頭部位設(shè)置吊環(huán)螺釘，選擇繩索，分別系在吊環(huán)螺釘、卷場機(jī)上端，在出料端也固定穿管繩索。第三，使卷場機(jī)處于低速啟動(dòng)狀態(tài)，然后緩慢拉出舊管，沿著舊管，穿管繩索穿過支撐板孔。第四，取下穿管繩索，在導(dǎo)管器上進(jìn)行固定，另一端則系在卷場機(jī)上端，利用螺紋連接新的換熱管，并和干燥機(jī)保持軸線平行。在入料端口處，還需設(shè)置臨時(shí)平臺，保證新管的支撐作用。第五，在拉入新管以后，當(dāng)換熱管穿過支撐板，可選擇錐形導(dǎo)管器進(jìn)行導(dǎo)向，待完成換管后，開展水壓檢測，進(jìn)而保證新管的換管質(zhì)量。

4 結(jié)語

對于蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)，換熱管作為關(guān)鍵性的部件，換熱管工作狀況如何，對干燥機(jī)性能、設(shè)備運(yùn)行、產(chǎn)品質(zhì)量具有嚴(yán)重影響。而換熱管檢修處理工作，需話費(fèi)大量檢修成本，對泄漏位置進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測，采取科學(xué)、合理的處理技術(shù)方案，方可減少檢修成本，有效縮短維修時(shí)間，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。