在線更換2#干熄焦水冷套管

廖 勇，伍復良，趙 斌，段茂林

新鋼公司2號干熄焦在一次除塵器下部設計安裝有1組2根水冷卻管水冷套管。水冷套管分為三層：內筒和外筒通水，中間用來冷卻焦粉。水冷套管與貯灰斗相連。水冷管上部設置料位計，達料位后水冷管下的格式排灰閥將焦粉排出至貯灰斗。貯灰斗上部設料位計，達料位后貯灰斗下的格式排灰閥向刮板機排出焦粉。為吸收內筒和外筒的熱膨脹差，在水冷套管下部內筒與外筒間采用填料壓蓋的水封結構。由于長期接觸高溫，水冷套管上部不斷受到高溫焦粉沖刷，熱態時可能因內外套筒的移動而漏水損壞，導致循環水進入紅焦粉內，堵塞排灰閥，不能正常排灰，一次除塵堆積的焦粉會使鍋爐入口負壓增大，循環氣體夾帶的大量的焦粉會磨損鍋爐爐管。

1 現狀

在使用過程中，2015年11月發現1#水冷套管排灰不暢，且排出的為濕焦粉。2016年1月發現1#水冷套管已經完全無焦粉排出,而且有耐火材料排出。2016年2月又發現2#水冷套管出現漏水現象。檢查確認水冷套管均是因內外套筒的移動而漏水損壞，導致循環水進入紅焦粉內，堵塞排灰閥，不能正常排灰，水在泄漏后遇到紅焦粉汽化，因一次除塵器為負壓區，水蒸汽在進人循環系統內后，導致系統內循環氣體中H2含量升高，鍋爐人口溫度升高，水冷套管損壞后會降低一次除塵的排灰能力，會使大量大顆粒焦粉進入鍋爐磨損爐管，減少鍋爐使用壽命，對干熄焦系統的安全穩定運行構成一定的危害。水冷套管是一個重型構件，長達六米以上，大部分為起重作業。設備集中而相互干涉，空間狹窄，起重施工難度大，人員密集，存在較嚴重的墜落、撞擊風險。施工過程，必須精心策劃，由專業起重人員指揮協作，人機密切配合，嚴防事故的發生，任何意外都會造成人員或設備的重大損失，安全措施必須落實到位，本廠水冷套管全部局限于一次除塵框架內，平臺狹小，欄桿必須全部拆除，高空較多，人員難于規避，故必需強化人員配合、相互監督提醒，現場合理規劃，以便工程順利展開。由于處于生產運行過程中，工程時間長短直接關系到設備的整體控制和生產安全。因此要求盡快保質保量完成施工任務，盡早投入生產運行。

2 存在的問題

更換水冷套管時需將損壞的水冷套管與一次除塵法蘭脫開，如果不停循環風機更換水冷套管，因一次除塵水冷套管處鍋爐入口負壓400pa～800pa，循環風機的吸力使大量空氣從此處吸入，導致循環氣體中氧氣成分快速升高，導致氧氣超標，與可燃氣體混合會引起爆炸，嚴重威脅干熄焦循環系統安全，還會增加焦炭的燒損率。所以以前的方案是停循環風機后更換一次除塵水冷套管。循環風機停止后，干熄爐不能傳熱到鍋爐，鍋爐主蒸汽壓力和溫度不能滿足干熄焦電站發電要求，導致電站解裂停止發電；檢修完恢復生產需要嚴格按鍋爐升溫升壓曲線操作，至并網發電需要較長時間，所產生的蒸汽全部放散，造成資源浪費，期間需采用干熄、水熄間隙生產方式，造成焦炭質量波動，還會影響煉鐵高爐爐況。

3 解決問題的方法

新鋼公司干熄焦在運行期間，水冷套管歷經多次缺水干燒，套管腐蝕開裂泄漏，泄漏的水和焦粉混合，造成多次水冷套管堵塞現象，形成惡性循環。根據現使用狀態，將很難保證本年度的生產運行。為了確保在新的生產周期中，設備完全有效地滿足需要，經過不斷試驗和完善，總結出一套特有的不停循環風機分段式更換水冷套管的檢修方法。期間不需要停循環風機，既保證了干熄焦生產的穩定連續，又將更換水冷套管期間的經濟損失降到最小。

3.1 前期準備

（1）參照水冷套管法蘭制作盲板兩塊。用20MM鋼板制作吊耳4個，即水冷套管本體自身東、西側中部有兩個吊耳為設備固定作用，然后在框架梁上東、西側及東北角、水冷套管東北角底部各焊接一個吊耳，以做拆除吊裝引導作用。

（2）主控室暫停排焦，循環風量80000m3/h左右，降低循環氣體中的焦粉顆粒含量，巡檢工提前現場手動操作，排空一次除塵器內粉焦。

（3）干熄爐內保持較高料位，在更換過程中會停止裝焦作業，因為裝焦會使預存室壓力波動，導致循環系統壓力波動，循環氣體會從法蘭處泄露的可能。保持循環風機低轉速，小排量排焦，可以保證在抽盲板時不會有大量的紅焦粉外泄。

（4）將1DC內部積灰放空，在抽插盲板期間，干熄焦降低工作負荷，不能裝焦（因為裝焦會使預存室壓力波動，導致鍋爐入口壓力波動，存在循環氣體從盲板處泄露的可能），進入保溫狀態，保持循環風機低轉速，小排量排焦，可以保證在抽盲板時不會有大量的紅焦粉外泄，運行單位全部作相應調整，并通知生產單位，關閉進出水閥門，格式閥及水路總閥全部停電停水，三方確認，停電掛牌。抽插盲板前，灰斗內必須保證一定高度的料位，不得放空，以防氣體泄漏。

3.2 操作要點

（1）干熄焦中控室在拆除水冷套管施工時將循環風量降到最低，防止大量空氣到吸入系統內部，造成循環氣體成分氧氣含量超標，鍋爐人口溫度控制在700℃800pa，循環風機的吸力使大量空氣從此處吸入，導致循環氣體中氧氣成分快速升高，導致氧氣超標，與可燃氣體混850℃；H2≤3；0≤1；預存室壓力-50pa，并保持系統內壓力相對穩定。

（2）在拆除水冷套管并且插上盲板后，主控室可以根據料位情況適當裝焦，根據蒸發量情況增加循環風量和排焦量。在開始安裝新的水冷套管前循環風量降到最低，控制好鍋爐入口壓力為負壓，減小排焦停止裝焦，在系統內壓力穩定后方可通知現場人員進行安裝作業。

（3）在加裝及拆卸盲板的過程中，因一次除塵器為負壓區，空氣可能進入氣體循環系統，中控室必須密切關注系統內氣體成分，如發現超標經過現場人員同意后可向系統內充入氮氣，降低氣體濃度。

（4）在整個施工過程中，主控室操作人員必須及時跟現場檢修人員溝通，確保維修工作安全進行，有突發情況跟上一級領導匯報。做好停風機準備，如現場有異常危及現場檢修人員安全，立即停止風機運行，停止裝焦。

（5）新水冷套管上好螺栓后，水冷套管立即接好冷卻水，防止紅焦粉燒壞新的水冷套管。新安裝的水冷套管當天不能排灰，確保新管的均勻受熱。第二天便可以正常排灰。

（6）實際操作：①吊出舊的水冷套管插盲板：2月24日9：40分在水冷套管準備插盲板，提前把風量將為60000m3/h，預存室壓力為-15pa，鍋爐入口壓力為-0.3kpa。10：16分，檢修車間做插盲板前期工作風量降至50000m3/h。11：20分開始插水冷套管盲板，通知主控室把循環風量降至最小30000m3/h，預存室壓力-5pa，鍋爐入口壓力-0.1kpa。11：40分盲板插好，過程有小量的紅焦粉外溢。②吊入新的水冷套管抽盲板：2月25日9：20分接到通知開始抽盲板，停裝焦，減少排焦，開始降風量。9：50分風量降至40000m3/h，預存室壓力-5pa，鍋爐入口壓力-0.15kpa。10：00分抽出盲板，雖然風量降至最小還是有大量紅焦粉下落。用消防水澆滅紅焦粉。

在整個施工過程中主控室停裝焦、減排焦、降風量、控制預存室和鍋爐入口壓力等操作比較好。但是在前期的準備工作的往新的水冷套管裝冷焦粉未做，大量紅焦粉落入新裝水冷套管，而水冷套管的水管未及時準備接好，導致新裝的水冷套管被干燒了近20min，后臨時接了消防水進水冷套管的外套出口，避免新裝水冷套管被燒壞。

建議1，新的水冷套管吊裝到位后不要連接法蘭，先用人工裝入冷的焦粉，防止拆除盲板的過程中紅焦粉外溢燙傷檢修人員，同時避免紅焦粉進入水冷套管內，水冷套管因局部溫度過高再次發生開裂；建議2，在新的水冷套管吊上平臺時候提前用軟管接好水冷套管內外套筒的進出口，使內外套筒充滿水，防止水冷套管燒壞。

3.3 檢修步驟

（1）框架割除：齊根割除上層平臺框架，在指定位置放好以備回裝。

（2）平臺欄桿拆除：割除上層平臺內層欄桿及下層平臺東、南、北側欄桿，以指定位置保存備回裝。

（3）人字支撐拆除：用手動葫蘆吊起一次除塵東側下層人字支撐，拆除緊固螺栓，在指定位置保存以備回裝。將待換的水冷套管放下300mm。將預制好的盲板插入間隙中，加入石棉繩緊固到位，確保密封性良好。然后將水冷套管放平至平臺上。（4）用葫蘆，卷揚，吊車配合把舊的水冷套管吊出。（5）吊上新的水冷套管。

3.4 檢修過程安全控制

（1）人員培訓：對參與施工人員進行三級安全教育及專項安全交底、了解工程的危險源及處理方法，熟悉施工現場、實行技術交底。

（2）現場布置：在施工區域10m外拉好警戒線，掛好檢修牌，嚴禁人員進入吊裝區域及起重機作業范圍，防止意外墜落傷人。

（3）工機具、材料就位：并對現場作好規劃，分類保存，起重新部件及拆除部件位置規劃到位。

（4）水冷套管是一個重型構件，長達六米以上，大部分為起重作業。設備集中而相互干涉，空間狹窄，起重施工難度大，人員密集，存在較嚴重的墜落、撞擊風險。施工過程，必須精心策劃，由專業起重人員指揮協作，人機密切配合，嚴防事故的發生，任何意外都會造成人員或設備的重大損失，安全措施必須落實到位。

（5）本廠水冷套管全部局限于一次除塵框架內，平臺狹小，欄桿必須全部拆除，高空較多，人員難于規避，故必需強化人員配合、相互監督提醒，現場合理規劃，以便工程順利展開。

（6）在安裝和拆除盲板的過程中，如操作不當，可能出現紅焦粉溢出燙傷檢修人員，因此，檢修人員需穿戴好隔熱服。檢修現場必須接好消防水管，以便紅焦粉溢出時能夠及時熄滅。

（7）在安裝和拆除盲板的過程中，水冷套管法蘭與上部法蘭的間隙應控制在盲板可以活動的最小范圍，約30mm，防止紅焦粉從法蘭間隙溢出燙傷檢修人員。

（8）嚴格執行“三方確認掛牌”制度：作業必須格試閥掛牌斷電及冷卻水路切斷后作業，要求操作工密切配合。

3.5 檢修方案的實施

（1）提前拆除水冷套管下部排灰格式閥，拆除二層平臺西側鋼結構斜支撐及周邊護欄

（2）按水冷套管法蘭尺寸制作盲板。

（3）在水冷套管外套上部水冷套管本體自身東、西側中部有兩個吊耳為設備固定作用，然后在框架梁上東、西側及東北角、水冷套管東北角底部各焊接一個吊耳，以做拆除吊裝引導作用。

（4）水冷套管的回裝：①水冷套管就位：根據拆卸方向，用汽車起重機將水冷套管吊上平臺，用手動葫蘆導向擺好。②法蘭密封條安裝：用透明膠帶將石棉繩固定在褲叉管上接合面，做好45°切口。③水冷套管吊裝：用手動葫蘆緩緩吊起水冷套管，旋轉好方向，調整調節絲桿，抽出盲板，對好法蘭螺栓，緊固到位。安裝格式閥，焊好下部導焦管。焊裝上層平臺框架橫梁?；匮b所有冷卻水管路，做好保溫隔熱層?；匮b并焊好所有原裝欄桿。回裝所有人孔，做好密封。

3.6 試車

（1）氣密實驗：用肥皂水檢測氣密性，漏點即時處理。

（2）水試驗：通入冷卻水，檢查漏點及流量，漏點及時處理，檢測流量是否正常。連接好進、出水管路后，通水無泄漏后，第二天恢復排灰操作

3.7 技術措施

（1）水冷套管安裝必須達到圖紙原設計要求。水冷套管氣密性能要求良好，無泄漏。冷卻水管路密封性能良好，無泄漏。下部導焦管焊接符合焊接規程要求，不得存在漏點。

（2）水冷套管更換前需對褲衩溜槽內部進行全面修復，一次除塵內部全面清理，不得保留異物卡涉水冷套管。

（3）冷卻水管按照圖紙要求做好保溫隔熱層。

（4）各螺栓必須緊固到位，試車后須進行熱緊。

（5）試水必須確保進出水通暢。

（6）安裝按先里后外、先南后北的順序進行，盡力減少安裝時設備間的相互干涉。

3.8 質量保證體系及措施

3.8.1 施工及驗收質量標準

（1）《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》GB50231-1981。

（2）原設計圖紙及相關要求。

（3）用戶的特殊質量要求。

3.8.2 質量保證措施

（1）強化質量保證體系，深化全面質量管理，認真貫徹執行國家工程質量監督及業主質量監督制度。嚴格行使質量否決權，未經質量驗收，不得上報當月統計工作量。

（2）嚴格按照國家法規、規范、標準的規定和設計技術文件的要求進行施工和質量驗收。

（3）施工前，認真做好施工技術準備工作，組織施工管理員對施工人員進行技術交底，使其掌握技術要求和施工要領，加強職工上崗培訓和技術培訓以及質量意識教育，以工作質量確保工程質量。

（4）嚴格控制工序質量，以工序質量確保工程質量，開展“三工序”活動，即檢查上道工序，確保本工序，為下道工序服務。

3.8.3 質量控制點的設置及措施

氣路密封試驗要求0漏點，石棉務須切口搭接處理。水路密封要求0漏點。

3.9 安全和環境保護措施

（1）嚴格執行“三方確認掛牌”制度：作業必須格試閥掛牌斷電及冷卻水路切斷后作業，要求操作工密切配合。

（2）作業區域用安全繩封閉。封閉范圍內，非施工人員未經許可不得擅自入內。

（3）進行氣體成份檢測，確定煤氣、氧氣含量及溫度、壓力達到施工許可后方可進場施工，施工人員必須配帶好勞防用品。封堵及抽盲板必須保證氣體無外泄，穿戴好防護服及防護頭罩，以防紅焦粉外泄燙傷。

（4）如有需要夜間作業情況，必須設置充分的照明，保持良好照度。

（5）特殊工種人員需持有效證件方可上崗操作，不得無證操作。

（6）施工前對所有電動工具進行全面檢查，要求絕緣層無破損，運行良好，進入鍋爐內部作業，須穿絕緣鞋，戴絕緣手套，配電箱必須裝有漏電保護器。起重工具嚴格檢查，要求不滑鏈，動作可靠，吊鉤、鏈條無斷裂紋，保險扣齊備。

（7）高空作業：①高空臨邊作業時，必須系好安全帶，空間狹窄，人員注意規避起重物及重物擺動方向，不得在死角站位，防止重物擺動擠傷，人員注意配合協調。②由于一直存在交叉作業，平臺物件必須在指定位置妥善擺放，嚴防高空落物造成物體打擊事故。作業區域下方必須拉好警戒繩，并由專人看護，防非作業人員誤入受傷。

（8）起重作業：嚴格按照起重操作規程作業，由專人指揮，吊車作業不得超過額定負荷，回轉區域內不得有障礙物，基礎可靠，嚴格遵循“十不”原則，指揮時持證、持旗、口哨、袖標應齊全，指揮時信號一定要明確。溝通順暢,配合密切，嚴防步調不一致造成事故。起重管件必須系牢，嚴防墜落。作業人員在吊裝時當相互提醒，強化站位及規避意識，正確判斷危險源，防止壓傷擠傷。起重前認真檢查鋼繩、手動葫蘆等起重工具，切勿將故障工具帶入現場，如有破損及時更換。吊運過程中，由專人監護，嚴防吊物損壞電纜橋架和管道，引起故障擴大。設備及附件拆除時必須用葫蘆可靠支撐，嚴禁高空落物。人人配合、人機配合較多，作業前必須交底到位，全部清楚整個施工流程和方法，嚴防物件在起重時滾動墜落傷人。

4 效益分析

本攻關的優點，實現了不停產更換一次除塵水冷套管，原來停循環風機停產更換需要至少13h（更換、降溫、升溫升壓過程）。

效益計算：

（1）干熄焦停循環風機更換少產高壓蒸汽（每噸蒸汽100元計算，平均按h計）=45t/h×13h×100元/噸=58500元。

（2）消耗除鹽水（每噸水6元計）除鹽水量費用=45t/h×13h×6元=3510元。

（3）不停循環風機，僅在堵盲板和抽盲板期間需要降低風量運行，影響生產2h，蒸汽產量經濟損失：降低風量后的蒸發量20t/h×2×100=4000元。

所以在線更換水冷套管效益合計62010元-4000元=58010元。

另外。攻關的實施，檢修期間不需采用水熄方式，可連續干熄。減少了環境污染，確保了焦炭質量的穩定，保證了煉鐵高爐爐況的穩定運行，隱性效益也相當明顯。

5 結論

在線分段式更換干熄焦水冷套管的實施，檢修期間不需采用水熄方式，可連續干熄。減少了鍋爐蒸汽放散，確保了焦炭質量的穩定，保證了煉鐵高爐爐況的穩定運行，隱性效益也相當明顯。