干熄焦水封槽結(jié)構(gòu)故障原因及改進(jìn)措施

曹生前

（濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南250101）

干熄焦水封槽結(jié)構(gòu)故障原因及改進(jìn)措施

曹生前

（濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南250101）

干熄焦水封槽由于長期受高溫烘烤，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)襯板脫落導(dǎo)致排焦裝置卡堵，以及水封槽本體開裂泄漏而無法繼續(xù)使用。對水封槽損壞的原因進(jìn)行分析，從水封槽的本體結(jié)構(gòu)、耐火澆注料的結(jié)構(gòu)及錨固、內(nèi)襯板的防止脫落、水封用水等方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，改進(jìn)后的水封槽使用壽命提高了3倍以上，并徹底杜絕內(nèi)襯板脫落問題。

干熄焦；水封槽；損壞原因；結(jié)構(gòu)改進(jìn)

1 前言

干熄焦水封槽安裝于干熄焦?fàn)t爐口，水封槽內(nèi)盛裝一定高度的水，其與爐蓋配合達(dá)到對干熄爐正常生產(chǎn)過程的密封作用。目前干熄焦水封槽常用結(jié)構(gòu)利用不銹鋼板焊接而成，但在使用過程中使用壽命短，經(jīng)常出現(xiàn)水封槽內(nèi)襯板脫落導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵，水封槽本體開裂出現(xiàn)泄漏無法使用，且泄漏量過大時嚴(yán)重威脅干熄焦系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的水封槽弊端較多，使用壽命短，故障率高，如何延長水封槽使用壽命，降低其故障率已成為國內(nèi)干熄焦單位共同面臨的問題。對現(xiàn)有水封槽的結(jié)構(gòu)及故障原因行分析，從水封槽本體、耐火澆筑的防護(hù)結(jié)構(gòu)及錨固、內(nèi)襯板防止脫落、水封槽用水等方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。改進(jìn)后的水封槽經(jīng)過現(xiàn)場使用檢驗(yàn)，大幅提高了水封槽的使用壽命。

2 水封槽結(jié)構(gòu)及損壞原因

現(xiàn)有水封槽主要結(jié)構(gòu)為：水封槽本體、耐火澆注料、水封內(nèi)襯板、氣管和水管組成。水封槽剖面結(jié)構(gòu)如圖1所示。水封槽本體主要由材質(zhì)為0Cr17Ni12Mo2不銹鋼板焊接而成，水封內(nèi)襯板由材質(zhì)為0Cr25Ni20不銹鋼板拼接而成。水封槽本體干熄爐爐口側(cè)立面和底面焊接錨固釘，并澆筑厚為45 mm耐火澆注料，對水封槽本體起保護(hù)作用。內(nèi)襯板對耐火澆注料及水封槽本體起保護(hù)作用，防止在裝焦過程中焦炭對內(nèi)耐火澆注料及水封槽本體內(nèi)圈進(jìn)行沖撞磨損。

現(xiàn)有水封槽結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)一系列故障，使用壽命短且易導(dǎo)致后續(xù)設(shè)備故障的發(fā)生。1）水封內(nèi)襯板脫落，導(dǎo)致排焦裝置旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵；2）耐火澆注料開裂；3）內(nèi)襯板脫落或磨損后，耐火澆注料大面積脫落；4）耐火澆注料脫落后，水封槽立面出現(xiàn)泄漏，無法使用；5）水封槽本體爐口側(cè)立面和底板出現(xiàn)開裂，導(dǎo)致水封槽泄漏而無法使用。

圖1 干熄焦水封槽剖面結(jié)構(gòu)

水封槽在使用過程中造成上述常見問題主要原因分析如下：1）水封內(nèi)襯板長期接受高溫烘烤，內(nèi)襯板受熱應(yīng)力作用和焦炭沖撞，導(dǎo)致焊口開裂，進(jìn)一步導(dǎo)致內(nèi)襯板脫落掉入干熄爐，致使排焦裝置旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵。2）在非停爐期間檢修對水封槽進(jìn)行安裝，爐口溫度過高，耐火澆注料內(nèi)部水分沒有完全蒸發(fā)，耐火澆注料急劇受熱膨脹，導(dǎo)致澆注料開裂，后續(xù)內(nèi)襯板一旦脫落或磨損，極易導(dǎo)致耐火澆注料脫落，另外耐火澆注料裂縫直至水封槽本體，導(dǎo)致水封槽本體受熱不均，加速劣化。3）內(nèi)襯板脫落或磨損后，耐火澆注料因厚度不足，錨固釘錨固能力不夠，在裝焦過程中，無法承受散落焦炭不斷沖撞，從而導(dǎo)致澆注料大面積脫落。4）耐火澆注料脫落后，水封槽本體直接接受爐內(nèi)1 000℃高溫烘烤，由于水封槽本體所采用的材質(zhì)耐熱性不足，且水封槽水面上、下溫差較大，導(dǎo)致水封槽本體內(nèi)圈極易出現(xiàn)開裂損壞，且長期高溫烘烤，材質(zhì)發(fā)生變化，一旦開裂泄漏，焊補(bǔ)難度較大，基本無法通過焊接補(bǔ)繼續(xù)使用。5）一般水封槽用水采用循環(huán)水，硬度較高，在長期高溫蒸發(fā)過程中易腐蝕沉淀結(jié)垢。其次水封槽內(nèi)焦粉清挖不及時導(dǎo)致焦粉沉底，水封槽底部焦粉集結(jié)，致使水封槽本體無法得到充分冷卻，從而進(jìn)一步導(dǎo)致其開裂泄漏，無法使用。

3 水封槽結(jié)構(gòu)改進(jìn)

針對現(xiàn)有水封槽在使用過程中暴露的問題，對其結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)，其目的延長使用壽命，降低設(shè)備故障率，確保干熄焦系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，具體改進(jìn)如下。

1）由于內(nèi)襯板一直遭受1 000℃高溫烘烤，即使采取加固措施，也無法避免內(nèi)襯板脫落風(fēng)險，內(nèi)襯板一旦脫落必將導(dǎo)致排焦裝置旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵。改進(jìn)后的水封槽將內(nèi)襯板去除，徹底杜絕內(nèi)襯板脫落的隱患。

2）原水封槽耐熱澆注料脫落最主要原因是由于厚度不夠，以及錨固釘錨固能力不夠，無法承受裝焦過程中焦炭的沖撞。改進(jìn)后的水封槽對錨固釘進(jìn)行加大加密，對耐熱澆注料澆注厚度進(jìn)行加厚處理，從而提高耐熱澆注料的整體穩(wěn)固性。

3）為提高耐熱澆注料的穩(wěn)固性，對水封槽本體底板進(jìn)行向內(nèi)延伸，提高對耐熱澆注料的支撐性。

4）增設(shè)水封槽本體底板和內(nèi)圈立筋，提高水封槽本體受熱抗拉強(qiáng)度。

5）將水封槽用水改為除鹽水，減輕水封槽結(jié)垢腐蝕，去除水封槽內(nèi)氣、水管路，強(qiáng)化水封槽焦粉清挖，減少水封槽底部焦粉集結(jié)，提高底板冷卻效果。

4 改進(jìn)后的水封槽使用狀況

改進(jìn)后的水封槽徹底杜絕了內(nèi)襯板脫落問題，同時對耐熱澆注料及錨固釘進(jìn)行有效處理，有效解決裝焦過程中因焦炭沖撞導(dǎo)致澆注料脫落。通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)使得水封槽的使用壽命提高3倍以上，使用近2 a后的水封槽整體結(jié)構(gòu)完好，沒有出現(xiàn)脫落和泄漏，還可以繼續(xù)使用。

TQ520.5

B

1004-4620（2017）05-0070-02

2017-05-27

曹生前，男，1983年生，2007年畢業(yè)于安徽工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院過程裝配與控制工程專業(yè)。現(xiàn)為濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司工程師，從事機(jī)械設(shè)備的設(shè)計、制造及維修工作。