淺議軋鋼廠加熱爐和熱處理爐爐前煤氣閥組改造

龍靜濤

（重慶鋼鐵股份有限公司軋鋼廠，重慶 401220）

軋鋼廠工業爐窯設備，主要以煤氣為燃料獲得熱能加熱工件達到生產工藝要求的溫度。由于煤氣有中毒、易燃、易爆等危險因素，如何有效地安全使用煤氣，最大限度降低煤氣在使用過程中的安全隱患，是每個爐窯技術工程師應該思考的問題。

1 改造前的情況簡介

重慶鋼鐵軋鋼廠厚板線三座加熱爐和一座熱處理爐在改造前，其爐前煤氣總管平臺上均采用兩臺電動密閉蝶閥加一臺敞開式眼鏡閥的組合形式，其主要功能為爐子停爐后對煤氣的有效切斷。但煤氣平臺均設置在緊鄰爐子的廠房內，且與爐子距離不足10m，不符合《工業企業煤氣安全規程》（GB 6222-2005）第7.2.4.2條“敞開眼鏡閥和扇形閥應安設在廠房外，如設在廠房內，應離爐子10m以上”的規定和《關于進一步加強冶金企業煤氣安全技術管理有關規定的通知》（安監總管四﹝2010﹞125號）第十六條“凡開、閉時冒出煤氣的隔斷裝置盲板、眼鏡閥或扇型及敞開式插板閥等，不應安裝在廠房內或通風不良之處，離明火設備距離不少于40m”的安全規定，存在安全隱患。因此，需要對三座加熱爐和一座熱處理爐爐前煤氣總管閥組進行技術改造，以符合煤氣相關安全規程、制度的要求，同時，最大限度地降低煤氣安全隱患。加熱爐煤氣管路及閥臺示意見圖1。

圖1 加熱爐煤氣管路及閥臺示意圖

2 改造方案的制定和比選

2.1 加熱爐改造方案及比選

本著符合煤氣安全規范，最大限度地降低煤氣安全隱患的原則，我們初步擬定出加熱爐煤氣閥組改造方案如下：方案一：將1#、2#、3#加熱爐的3個爐前DN1100煤氣閥臺整體搬遷至廠房外。方案二：保留原有1#、2#、3#加熱爐DN1100爐前煤氣閥臺，分別將3臺DN1100敞開式扇形盲板閥，改為注水型電動NK閥。

方案三：保留原有1#、2#、3#加熱爐DN1100爐前煤氣閥臺，分別將3臺DN1100敞開式扇形盲板閥，改為全密閉式電動煤氣插板閥。以上三個方案均符合煤氣安全的相關規范，為進一步論證以上方案的可行性，我們邀請了燃氣、結構等專業設計人員現場查勘，并結合相關圖紙資料做了進一步的方案論證和比選。

方案一的實施難點：（1）工程項量大，投資估算高。如果將3個煤氣閥臺全部搬遷至廠房外，需要改變原有煤氣管道走向，而煤氣管道走向改變，勢必要橫跨廠房桁架進入爐區，廠房鋼結構則需要重新進行承載力校核，若原有鋼結構不能滿足煤氣管道的承載要求，則需重新設計或加固廠房鋼構，那么相應的費用和工程量將成倍增加。（2）原有空間受限。如果將3個DN1100煤氣閥臺全部搬遷至廠房外，那么位于煤氣管道來氣方向的能環部所屬的DN1800煤氣總管閥臺位置也將相應進行遷移。而實際情況是，廠房外的原有東西走向的DN1800煤氣總管北側和西側緊鄰廠房，南側緊鄰交通主干道，在不進行大的系統性改造的情況下，將沒有足夠的場地和空間布置3個DN1100煤氣閥臺和1個DN1800煤氣閥臺以及相應的管道。

方案二的實施難點：（1）由于注水型NK閥的密封特點，除在關閉時需要注入一定高度的水以實現水封功能外，在開啟閥門時，還需要就地設置煤氣排水器以實現閥腔內污水的排出。但由于DN1100煤氣閥臺位于廠房中間位置，距離廠房邊沿較遠（超過50米），且前后被裝、出鋼輥道設備隔離，將NK閥配套的煤氣排水器布置到廠房外顯得十分困難，如就地設置在廠房內，則增加了煤氣泄漏的風險，這與本改造項目是為了降低煤氣安全風險的初衷相違背。（2）由于注水型NK閥閥體外形趨于球形，其安裝連接長度比普通型盲板閥要大，由于原有閥組布置緊湊，需要對原有閥組和管路做較大的改動。

方案三的實施難點：相比方案一和方案二，本方案無論在安裝空間還是工程項量方面更具有優勢。需要確認的問題是煤氣平臺結構的承載力。由于封閉式插板閥的設備重量是原有敞開式眼鏡閥設備重量的約4～5倍，原有煤氣平臺需要進行重新設計以滿足承載力和閥門空間布置的要求。

經過對以上三個方案的技術論證和比選，加熱爐煤氣閥組改造最終確定按照方案三實施，本方案示意如圖2。

圖2 最終確定的加熱爐煤氣閥組改造方案

2.2 熱處理爐改造方案

熱處理爐廠房外煤氣總管位置有足夠的場地新建煤氣平臺，因此，熱處理爐煤氣閥組改造方案確定為將原有爐前煤氣閥組整體搬遷至廠房外。

3 改造方案的執行

在確定最終改造方案后，將整個改造項目分為前期準備和實施兩個階段進行推進。前期準備階段，首先委托具有相應資質的第三方檢測機構對加熱爐煤氣平臺（包括鋼結構以及下部的鋼筋混凝土框架基礎結構）進行了專業檢測，檢測報告將作為煤氣平臺重新設計的技術依據。同時，委托具有資質的設計方對加熱爐和熱處理爐煤氣鋼結構平臺以及煤氣閥組安裝布置進行設計。

待設計出圖后，我們立即啟動封閉式電動插板閥等設備的采購工作，同時，開始本項目的施工招標工作。特別值得一提的是，由于相同公稱通徑的敞開式扇形盲板閥和全封閉式插板閥在外形結構上存在很大的差異。為了保證插板閥尺寸滿足現場安裝要求，在閥門設計定型前，我們特意要求設備供貨商技術人員到加熱爐現場實地測量安裝尺寸，并將其寫入設備采購技術協議中，以避免后期安裝過程中帶來不必要的麻煩。設備到貨、施工單位確定，前期準備工作完成。實施階段，加熱爐閥組改造于2019年9月厚板線年修期間進行。由于前期準備比較充分，3座加熱爐從煤氣平臺開始施工一直到全封閉電動插板閥安裝調試完成并成功點火僅用時15天。熱處理爐閥組改造于2019年11月～12月在熱處理停產期間按照既定的方案完成改造。

4 改造后的效果

軋鋼廠厚板線3座加熱爐和1座熱處理爐爐前煤氣閥組改造完成后，符合煤氣相關的安全規章制度的要求，有效降低了煤氣操作人員在抽、堵盲板作業過程中發生煤氣中毒事故的風險，保證了加熱爐和熱處理爐區域人員的人身安全。