上升管根部泄漏治理的實踐與效果

劉琪 王洪順 張俊 張良 張建輝

(安鋼集團股份有限公司)

0 前言

安鋼焦化廠6 m 焦爐為焦耐院設計的2 ×55 孔JN60 －6 型大容積焦爐。焦爐的荒煤氣導出設備由上升管、橋管、吸氣管等組成［1］。由于焦爐投產后爐體發生膨脹，影響到爐體的嚴密性，而焦爐爐體嚴密程度直接影響到熱工調節的準確性、化產品的收率、環境等一系列問題，甚至會影響一代爐體的壽命。因此爐體密封問題是焦爐維護中的重點工作，而上升管根部泄漏治理是焦爐工作者的一個難題。

1 現狀

目前，安鋼6 m 焦爐由于爐體的膨脹、集氣管變形等原因，造成上升管根部泄漏，上升管根部的泄漏直接導致寶貴的荒煤氣損失，浪費了大量的資源，嚴重時會造成著火現象，同時也污染了環境。雖經過多次治理，上升管根部泄漏易反復，維護周期短，總體效果不佳。

2014年1月至2014年12月，根據實際生產情況，對焦爐上升管根部泄漏個數統計見表1。

表1 2014年焦爐上升管根部荒煤氣泄漏個數統計表

由表1 可以看出，焦爐上升管根部荒煤氣泄漏的個數最多達到36 個。

2 原因分析

上升管由筒體、橋管和翻板座(即水封閥閥體)組成。上升管筒體是鑄鐵的或用鋼板焊制的圓筒，內襯粘土磚。上升管筒體外壁設有隔熱罩，以減少上升管熱輻射，改善爐頂操作條件［2］。上升管簡圖如圖1 所示。

上升管根部發生荒煤氣泄漏的地方主要為上升管底座與爐體連接部分，其主要原因主要在于以下幾個方面。

2．1 集氣管壓力不穩定

圖1 上升管簡圖

集氣管壓力不穩定會造成炭化室壓力不穩定，需要通過穩定集氣管壓力來控制炭化室在整個結焦過程中保持正壓，目前6 m 焦爐集氣管壓力控制在110 Pa ～150 Pa，如果波動較大，特別是在0 Pa ～400 Pa之間來回波動，容易導致上升管根部密封用的石墨很快燒掉，而壓力再一高，荒煤氣就會從縫隙中冒出來。目前安鋼煤氣管網系統用戶較多，加上風機房壓力控制人工調節較為繁瑣，特別是波動時容易造成這一現象，導致上升管根部荒煤氣泄漏。

2．2 上升管工操作不規范

6 m 焦爐目前大車上沒有石墨吹掃裝置，上升管根部的石墨一般通過上升管工提前打開上升管蓋燒掉。但是經常出現燒的時間過長，或中夜班違規開高壓氨水燒上升管，容易導致上升管根部及橋管被燒裂，導致裂縫處荒煤氣泄漏。

2．3 集氣管上翹，導致上升管根部出現偏移和上移

集氣管上翹，導致上升管出現中心線偏差較大，一旦超出安裝公差，就會影響上升管座磚密封縫縫隙的不均勻，對密封材料的填充極為不利。并且集氣管上翹會造成上升管根部縫隙過大，磚體間密封不嚴，容易導致荒煤氣泄漏，冒煙冒火。

2．4 上升管根部密封不嚴密

在上升管根部填塞的石棉繩存在三個問題。一是石棉繩數量偏少，減少了柔性和韌性，對膨脹的緩沖降低了。二是石棉繩密實度不夠，有斷頭現象，這樣對密封留下隱患。三是由于泥漿配料質量達不到規定要求，熱態操作方法采取粘土火泥加玻璃水灌漿工藝，傳統灌漿泥料水份含量達37%左右，干燥后會引起泥料疏松和氣泡現象，造成磚體間縫隙密封不嚴。這些問題導致了上升管根部密封不嚴密，嚴重時造成大量荒煤氣泄漏，密封效果差，易反復，不但維護周期短，而且增加了勞動強度。此外提前打上升管、清理上升管長時間用壓縮空氣吹掃對上升管根部密封都帶來較大影響。

3 采取措施

根據導致上升管根部容易出現荒煤氣泄漏的原因，特采取以下措施:

3．1 預調控制集氣管壓力

保持集氣管壓力穩定在110 Pa ～150 Pa，將焦爐集氣管自動調節翻板開度一致，并且保持壓力一致，確保全爐壓力可調節一致。同時觀察發現，自動調節翻板開度位置在25% ～60%之間時，集氣管的壓力非常穩定，自動調節效果非常好。通過廠技術科與回收車間風機房聯系，在超出這個調節區間的時候，提前與風機房聯系，避免焦爐壓力調節反應慢(開度大于60%時)或者自動調節幅度太大(開度小于25%時)。實施一個月后，壓力基本上穩定在110 Pa ～150 Pa。2015年3月，組織上升管操作人員對焦爐的集氣管進行了一個月的跟蹤檢查，通過一個月跟蹤檢查，集氣管壓力基本穩定，3月份焦爐集氣管壓力調查表見表2。

表2 3月份焦爐集氣管壓力調查表

由表2 可以看出，集氣管壓力不穩定的問題基本上得到解決，上下波動偏小，均勻性趨勢變好。

3．2 規范上升管工操作

規范上升管工操作，要求每班把自己的熟爐號提前1 h 打開上升管，進行燒石墨，如果沒有就不用提前燒，大概10 天一個循環;如果遇到由于出爐計劃原因，幾天碰不到的自己號，可以通過別班上升管工幫忙進行相互交換清理。另外，車間不定期對中夜班的上升管操作進行檢查，對違規開高壓氨水或者開高壓氨水出爐的進行加倍考核，2015年3月以后，這種違規使用高壓氨水問題得到解決，上升管開裂的速度明顯的得到改善。

3．3 對縫隙較大的根部重新密封或更換加長的上升管底座

個別上升管由于上翹造成根部泄露，采取了以下四個步驟對根部進行重新:1)將上升管根部吹掃干凈，并用水濕潤，將原有的底部襯磚全部清除，露出上升管底座;2)在上升管底座周圍焊接寬100 mm、長800 mm 的Q235 鋼板;3)將上升管偏移的誤差用浸透水玻璃泥漿的石棉繩填滿，使誤差恢復到標準范圍內;4)在焊接的鐵板內部重新鋪設襯磚。按上述工藝要求操作后，通過兩個月的觀察，上升管根部基本上不泄漏，與原工藝相比，消除反復治理操作，降低維護費用和勞動強度。

針對2#、3#、4#、57#、58#集氣管上翹致使上升管根部燒穿腐蝕的，用加長上升管底座，使上升管直管與爐口磚相連，再進行密封，與其他正常上升管效果一樣。

3．4 上升管根部特殊泥漿密封

選擇處于結焦后期的炭化室，將上升管根部的舊泥料清理干凈，用0．02 MPa 壓縮空氣吹掃粉狀顆粒，保證填塞縫隙達到寬15 mm，高度80 mm，以便于泥料的填塞。第一步用50%低溫硅火泥和50%的精礦粉外加1%水玻璃調制的密封泥漿把散股石棉繩浸透，浸透以后繞上升管根部一周，用勾縫刀壓實，特別是石棉繩接頭部位。石棉繩的股數以填塞逢寬度決定，可根據實際情況調節，填塞高度為25 mm。第二步將粘土顆粒料(3 mm 含量80%以上)加10%玻璃水和成抹補泥料，填入上升管根部，同樣用勾逢刀壓實，高度25 mm。第三步用干燥精礦粉加玻璃水和成“鐵泥”，要求鐵泥摔打不出裂紋為合格，整個過程中嚴禁加水，將“鐵泥”填到上升管根部用勾逢刀壓實打光，與爐頂表面水平。在操作過程中，操作人員要穿隔熱服以及采取相關安全措施。經過近一個月現場觀察，效果非常明顯，密封嚴密，荒煤氣的泄漏減少。

4 效果

經過前后3 個月的各項措施，取得了明顯的效果，2015年2 ～5月的全月泄漏次數得到明顯減少，具體泄漏情況統計如下，見表3。

表3 2015年2 ～5月焦爐上升管根荒煤氣泄漏次數

集氣管的壓力通過提前預控，穩定在110 Pa ～150 Pa 之間，對損壞的上升管進行修復，上升管根部的荒煤氣泄漏現象得到了改善，上升管根部泄漏的次數平均每月降到10 次以下，同時操作人員的技能得到了提高，從根本上治理了荒煤氣泄漏，改善了爐頂操作環境。

［1］蘇宜春．煉焦工藝學［M］．北京:冶金工業出版社，2004:193 ～197．

［2］姚昭章 鄭明東．煉焦學［M］．北京:冶金工業出版社，2008:177～181．