剖分式波紋補償器在高爐煤氣除塵上的應用

摘要：針對石橫特鋼2#高爐煤氣除塵荒煤氣管道及凈煤氣管道上波紋補償器因腐蝕嚴重造成多處泄漏煤氣的事實，在實施帶壓堵漏的基礎上，在原膨脹節外面包覆焊接了一剖分式波紋膨脹節，解決了煤氣除塵管道煤氣泄漏問題，并最大程度減少了故障休風處理時間，確保了高爐的安全生產。

關鍵詞：剖分式波紋補償器；煤氣除塵；煤氣泄漏；休風時間；安全生產

中圖分類號：X757 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）27-0038-02

1 概述

波紋補償器俗稱膨脹節（以下簡稱膨脹節），由構成其工作主體的波紋管和端管、支架、法蘭、導管等附件組成，目前在現代工業各管道系統中應用十分廣泛。其主要作用是利用其工作主體波紋管的有效伸縮變形，以吸收管線、導管、容器等由熱脹冷縮等原因而產生的尺寸變化或補償管線、導管、容器等的軸向、橫向和角向位移，還可通過吸收各種機械振動用于降噪減振，起到降低管道系統變形和提高管道系統使用壽命的作用。

2 高爐煤氣除塵工藝簡介

高爐煤氣除塵凈化系統為高爐煉鐵生產中的關鍵工藝裝備，其主要作用是通過煤氣凈化系統將高爐煤氣含塵量降至以下10mg/Nm3供用戶使用。山東石橫特鋼集團煉鐵廠2#高爐（以下簡稱石橫特鋼2#高爐）煤氣除塵凈化系統采用干法除塵工藝，主要流程為高爐煤氣經上升管、下降管進入重力除塵器，經重力除塵器處理后的半凈煤氣經荒煤氣管道進入煤氣除塵袋式除塵器，凈化成凈煤氣后經凈煤氣管道經高壓閥組進入凈煤氣總管。主要設備包括DXBG-4500布袋除塵器一套，系統過濾總面積4896m2，處理煤氣量145000Nm3/h（最大150000Nm3/h），出口煤氣含塵量≤10mg/Nm3。

3 現狀分析

石橫特鋼2#高爐于2005年1月份正式投產，主要設備為450m3高爐一座，年產鐵水能力60萬噸/年。高爐煤氣除塵荒煤氣管道自東向西依次布置有DN1000mm、DN1200mm、DN1400mm、DN1600mm四個膨脹節，凈煤氣管道自東向西依次布置有DN1600mm、DN1400mm、DN1200mm三個膨脹節。由于長時間使用，受高爐煤氣中氯離子成分影響，膨脹節表面鈍化膜不斷被破壞形成點蝕，在應力作用下裂紋在點蝕孔處不斷形成并擴展，同時由于受到較高溫度高爐煤氣及高爐煤氣析出的酸性冷凝水的影響，腐蝕情況不斷加重、惡化，最終導致膨脹節出現應力腐蝕形態的開裂，導致2012年5月份石橫特鋼2#高爐煤氣除塵荒煤氣管道和凈煤氣管道多次出現膨脹節開裂腐蝕嚴重泄漏煤氣情況。

4 初步維修方案的制定及實施

鑒于正值高爐正常生產時機出現了煤氣除塵荒煤氣管道及凈煤氣管道膨脹節泄漏煤氣情況，且現場未準備膨脹節備件，為保證安全生產，石橫特鋼2#高爐設備技術人員果斷聯系專業廠家在不休風情況下實施了帶壓堵漏維修。因各膨脹節使用時間已達7.5年，各膨脹節腐蝕減薄、開裂現象比較嚴重，自5月3日至12日前后9天時間，各膨脹節先后帶壓堵漏處理漏點達11次，方基本解決煤氣除塵管道膨脹節腐蝕開裂漏點的煤氣泄漏問題。

鑒于各膨脹節整體腐蝕減薄、開裂現象嚴重，從根本上解決膨脹節腐蝕開裂煤氣泄漏問題，綜合考慮高爐休風檢修停機時間及剖分式波紋膨脹節停機對接更換時間短的優點，石橫特鋼2#高爐設備技術人員決定采用在原有膨脹節外面再包覆焊接一剖分式膨脹節的維修方案，以徹底解決該問題。

5 剖分式膨脹節包覆安裝方案及實施

確定應用剖分式膨脹節包覆安裝維修方案后，石橫特鋼2#高爐設備技術人員及時聯系公司物資采購部門提報了剖分式膨脹節備件采購計劃，并結合煤氣除塵現場實際，確定了具體安裝維修方案，具體如下：

5.1 提前制作檢修平臺

因現場無檢修平臺，實施帶壓堵漏時采用吊車吊籠形式，考慮膨脹節安裝維修方便，特安排結合現場實際制作檢修用平臺。

5.2 提前制作煤氣管道支撐支架

因原膨脹節連接荒煤氣管道和凈煤氣管道時均設有可滑動式管道支架管托，為防止割除舊有膨脹節時造成管道變形、損壞，特安排提前制作煤氣管道可滑動式固定支撐支架。

5.3 剖分式膨脹節預安裝

為節約休風停機檢修時間，同時考慮煤氣管道腐蝕減薄安全因素，安排分階段安裝剖分式膨脹節。割除原膨脹節管托后，將剖分式膨脹節吊裝就位，檢修前提前完成兩半膨脹節沿管道方向部分焊接工作量，其余焊接工作量待檢修時實施。膨脹節不銹鋼部分采用氬弧焊，焊條采用304不銹鋼焊條，兩半膨脹節焊接對接時采用20mm寬不銹鋼板條（由膨脹節廠家提供）。

5.4 檢修時將剖分式膨脹節與管道焊接對接

高爐休風檢修時，待煤氣管道吹掃置換合格后，安排將剖分式膨脹節與管道焊接對接。考慮檢修時間因素及檢修平臺空間，安排4人一組，2臺電焊機，3名焊工輪流施焊，1人輔助，所有膨脹節同時進行焊接對接施工。

5.5 制作膨脹節支撐管托

膨脹節焊接安裝完成后，根據管道直徑實際，重新制作管托（可檢修后實施），同時前期臨時制作的管道支撐支架可不拆除。

6 應用效果分析驗證

2012年5月30日由石家莊巨力科技有限公司加工制作的剖分式波紋膨脹節送達現場，石橫特鋼2#高爐技術人員開始組織實施安裝，至6月16日借高爐維修爐前主溝工藝休風時機全部焊接安裝完成。高爐復風后，經現場檢測，焊接質量全部合格，無煤氣泄漏情況。至今已使用兩個多月，系統運行穩定，高爐煤氣除塵管道沒有再發生煤氣泄漏情況，有效保證了高爐安全生產順行。

7 結語

通過剖分式波紋膨脹節在石橫特鋼2#高爐煤氣除塵管道的應用實踐證明，剖分式膨脹節對于工業管道特別是煤氣管道上可以廣泛地得到應用，可最大程度地減少因管道膨脹節腐蝕或拉裂變形嚴重等原因造成輸送介質泄漏時的維修處理工作量，確保安全生產前提下最大程度上減少因維修造成的生產

損失。

作者簡介：王志剛（1986-），男，山東招遠人，山東石橫特鋼集團有限公司煉鐵廠助理工程師，研究方向：冶金機械。

（責任編輯：秦遜玉）