干熄焦一次除塵排灰系統常見故障及改進

汪永利 朱振環 劉正乾

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司機械動力部 山東萊蕪）

一、引言

干熄焦一次除塵器1DC（1 Dust Catching）是干熄焦工藝中的預除塵設備，位于干熄室和干熄焦鍋爐之間，其作用是利用重力原理將循環氣體中的大顆粒焦粉初步分離，減少大顆粒焦粉對鍋爐爐管（主要是二次過熱器的管道）的沖刷磨損。一次除塵下面叉形溜槽連接的焦粉冷卻套管順利排出焦粉，是判斷除塵裝置工作正常的主要標志之一。系統除塵過程是大顆粒紅焦粉（600～800℃）通過叉形溜槽（設計有料位計）進入焦粉冷卻套管，經內外冷卻套冷卻后通過排灰格式閥排至儲灰斗。

二、問題

萊鋼焦化廠4套干熄焦裝置自投產以來，一次除塵排灰系統都發生過焦粉冷卻套管排灰不暢，叉形溜槽及焦粉冷卻套管外防銹漆灼燒脫落的情況，據記錄統計，每套干熄焦裝置一次除塵排灰系統的冷卻套管，平均每季度出現一次故障。

三、原因分析

1.叉形溜槽內焦粉燒結成塊

冷卻套管上部方法蘭及冷卻套管下排灰格式閥法蘭均采用的是普通盤根，不耐高溫，焦粉長時間的高溫灼燒，導致盤根燒損，由于一次除塵下叉形溜槽處為負壓區，空氣通過法蘭密封失效處進入叉形溜槽，使焦粉燒結成塊，造成蓬料和堵料。

2.焦粉冷卻套管內、外套漏水

（1）上部方法蘭內、外套焊口處泄漏。

（2）內套筒的分隔板焊口處泄漏。①焊口受到熱脹冷縮交替的變化應力，疲勞損傷導致焊口開裂；②冷卻套管內外套進出口水管采用DN25 mm管道，冷卻水流量不足，冷卻套管內上部焦粉冷卻效果不好，上部方法蘭焊縫長時間處在高溫環境；③內套設計不合理，內套筒為中間加隔板，加工工藝為先將內套無縫鋼管從中間用氣割剖開，然后將隔板焊接入內，將內套一分為二，制作復雜，并且在內套無縫鋼管上增加了兩條焊縫，增加了設備泄漏隱患；④內套的進出口水管在冷卻套管上部，暴露在焦粉腔內，受到焦粉的直接沖刷，也是造成內套進出口管焊縫處漏水的原因

（3）內、外套筒焊管泄漏。焦粉冷卻內外套由6 mm厚普通鋼板卷制焊接而成，材料耐磨性能較差，焦粉磨損沖刷導致鋼管泄漏。

3.叉形溜槽內澆注料脫落

叉形溜槽內澆注料脫落造成叉形溜槽外防銹漆脫落，大塊的堵在冷卻套管上法蘭處，形成蓬料，小塊的卡在排灰格式閥處。

4.焦粉中含有大塊焦炭或鐵件

大塊的焦炭或燒結成塊的焦粉，以及檢修時遺留在爐體內的鐵件，隨著焦粉的排出，將排灰格式閥卡住。

5.水質的影響

焦粉冷卻套管改造前使用的是廠內循環水，水質較差，外套冷卻水下部容易積存淤泥，導致水流不暢，影響冷卻效果。

四、改造措施

1.減少密封點

在保證冷卻套管排灰順暢的前提下，重新設計制作叉形溜槽，每個溜槽由兩組冷卻套管改為一組，如圖1、圖2所示（兩圖中下法蘭均連接焦粉冷卻套管），既簡化設備，又減少了密封點；將法蘭密封處盤根改為耐高溫含鋯陶瓷纖維布（耐高溫1100 C°），在高溫焦粉長時間灼燒下，仍能保持良好的密封性能。

2.材料及工藝改進

（1）首先在不改變焦粉冷卻套管排灰腔容積的條件下，將冷卻套管內筒及中間筒改為無縫鋼管，管壁厚度由6 mm改為9 mm，提高材料的耐磨性，減少焊管上的焊縫。

（2）焊縫改進。如圖3所示，將冷卻套管的內環角焊縫改為上外側環焊縫，使內筒壁上下一體，避免了焊縫受高熱焦粉的沖刷磨損。

圖1 改造前叉形溜槽

圖2 改造后叉形溜槽

（3）將內套筒的隔板結構改為DN50無縫鋼管插入式套筒結構，既能保證內套冷卻水低進高出的要求，又制作簡單減少了焊縫，杜絕泄漏隱患。

（4）內套的進出口水管在冷卻套管焦粉腔上部，受到焦粉的直接磨損，在水管及焊縫處焊上方盒，涂上澆注料，有效保護了進出口水管和焊縫。

圖3 外環焊縫示意圖

3.保證澆注料錨固釘的材料與焊接質量，鉚釘材料由0Cr18Ni9改為0Cr25Ni20，嚴格檢查焊接質量，防止脫落的情況發生；澆注料的垂直厚度由100 mm增加到150 mm。

4.檢修時避免鐵件遺漏或脫落進入一次除塵。每次年修完畢時仔細檢查確保一次除塵內施工清理干凈。

5.改善水質，將冷卻水由循環水改為除鹽廢水，并且定期加大水流對焦粉冷卻套管內外套進行排污。

6.對焦粉冷卻套管制作過程中的重點焊縫采用氬弧焊打底，這樣焊縫根部較平整，缺陷較少；焊接完畢進行超聲波探傷（采用一次波和二次波探傷，探傷頻率選取2.5 MHz），特別是焦粉冷卻套管上部與焦粉及水直接接觸的焊縫，此處易產生腐蝕，如果此處有缺陷，易向焊縫內部發展延伸；整個冷卻套管制作完成進行水壓試驗，水靜壓0.6 MPa持續2 h無滴滲為合格。

7.規范操作

（1）改造前，排灰溜槽料位計損壞，排灰系統未在聯鎖狀態，都是操作人員現場手動放灰，放灰間隔時間長短不一，放灰時間也難統一，導致焦粉排放溫度高低不同，冷卻套管內溫度驟冷驟熱，致使焊縫甚至鋼管母材開裂，套管內時常被放空，從格式閥處吸入空氣，導致排灰不暢，既影響生產也對設備造成很大損傷；通過實踐摸索，系統循環風機正常運行時頻率在83%時，一次除塵下排灰溜槽料位計5 min報警一次，每次報警延時3 s后，焦粉冷卻套管下排灰格式閥排灰10 s，這樣排出的焦粉溫度控制在80℃以下。通過聯鎖改進，排灰程序實現PLC控制，降低職工的勞動強度。

（2）冷卻套管上部的排汽口定期（每天一次）放汽，防止上部產生蒸汽，套管內上部形成氣壓導致冷卻水不暢通，影響焦粉冷卻效果。

五、改造效果

（1）降本增效。一次除塵叉形溜槽下連接焦粉冷卻套管由4組減少到2組，設備更加簡單實用，每年可減少備件費用20余萬元。

（2）設備順行提高效益。改進后，排灰溜槽及冷卻套管使用狀況良好，自2010年4月年修至今未出現排灰故障，3套干熄焦按每年減少更換冷卻套管停機時間按150 h計算，產生蒸汽一項的效益可達上百萬元。