干熄焦爐頂水封槽漏水系統分析及改進方案

李冠斌 汪春雷

摘 要：某焦化廠160T/H干熄焦投產半年后爐頂水封槽內側焊縫開裂漏水，在水封槽未維修的情況下持續生產半個多月停爐后進行水封槽的更換，針對事故產生的原因進行分析，采取的應急措施、更換及改進方案。

關鍵詞：水封槽；水垢；焊縫；改進

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.012

0 前言

干熄焦是一種利用惰性氣體冷卻熾熱焦炭的一種熄焦方法，它通過在干熄爐中利用惰性氣體冷卻紅焦，吸熱后的高溫惰性氣體經過一次除塵器進入CDQ鍋爐，冷卻后的惰性氣體再由循環風機鼓入干熄爐再次進行循環。干熄焦裝置能夠回收利用紅焦的顯熱，具有節能降耗，節約成本、減少環境污染、提高焦炭質量等諸多優點，廣泛應用于煉焦生產中。

干熄焦爐頂水封槽是干熄焦系統的重要組成部件，用于解決爐頂密封并進行降溫，通過它與爐蓋或者水封罩配合，防止粉塵外溢和空氣吸入。但是在裝焦過程中，不可避免會有少量焦炭顆粒和焦粉落入水封槽，同時水封槽用水為地表水，該水水質較差，含有較多的鈣鎂離子，如果運行工不及時清理會形成很厚的水垢，使水封槽底部無法得到冷卻，造成水封槽內圈底部焊縫開裂。某160T/H干熄焦投產半年后水封槽燒裂，本文就某160T/H干熄焦水封槽燒裂后運行更改及優化改造為模板，進行說明。

1 爐頂水封槽的結構及工作原理

原設計安裝所用水封槽材質為不銹鋼，主要由水封槽本體、冷卻水管、壓縮空氣管組成。水管與壓縮空氣管道均沿槽體底部布置，水管沿圓周方向設有噴嘴，給水時可帶動水流動，壓縮空氣管向下45°開有小孔，通過壓縮空氣帶動底部焦粉懸浮，順著水流進入溢流槽。水槽底部設有排水孔，上部有溢流槽連接溢流管道。

2 問題及發現

2017年4月9日晚上，干熄焦中控運行人員發現循環氣體成分在線分析儀檢測的H2濃度一直在3%以上，CO濃度在7-8%之間，增加空氣導入量也未能降低可燃物濃度。運行人員現場檢查氣體分析儀確定無故障，到達干熄爐頂發現干熄焦水封槽溢流槽沒有水流出，聯系中控后現場手動打開干熄爐蓋發現水封槽北側大約600mm長底部焊縫開裂，大量水順著爐墻邊緣進入干熄爐中，爐口磚水跡明顯，如果不立即采取措施，會誘發爆炸事故發生。

3 原因分析

（1）冷卻水中含有大量的Na+、Ca+、Mg+等離子，受熱后與水反應生產水垢，隨著時間的推移水垢越來越厚，冷卻效果越來越差。

（2）水封槽中布置的水管與氣管在水封槽底部，落入水封槽的大塊焦炭顆粒難以被壓縮空氣吹動，而且由于有兩根管道存在，巡檢人員難以對底部進行清理干凈，隨著時間的推移焦粉焦粒越積越多，造成底部焊縫位置高溫變形撕裂。

（3）爐蓋與水封槽之間的間隙只有十公分左右，巡檢人員的清理工具沒有根據現場條件專門制作，導致清理效果差，水封槽中每次清理后都會遺留部分焦炭顆粒，并且越來越難以清理。

（4）巡檢人員每天對水封槽清理一次，但是由于生產負荷大，裝較量增多導致落入水封槽的焦炭顆粒及焦粉量較大，只有一次清理難以滿足生產需要。

4 采取措施

運行人員立即關閉冷卻水閥以及壓縮空氣閥門，通知焦爐減少干熄焦裝焦數。通過與水封槽制作廠家聯系，水封槽的制作與運輸周期預計十五天左右，而且業主單位沒有在線維修或更換水封槽經驗，聯系相關專業人員到現場也需要較長時間，根據生產安排及相關準備需要，干熄焦計劃到月底進行停爐檢修。

針對這種情況，首先通知中控把干熄爐裝焦量降低為最低負荷運行，將干熄爐料位控制在低料位。其次水封槽中由于水已燒干，落入其中的焦炭顆粒及焦粉已堆積很厚的一層，利用焦粉層及巖棉對爐蓋進行密封（效果很差）。最后要求現場巡檢人員在巡檢時加強對爐蓋以及干熄焦水封槽的檢查，觀察情況是否惡化，是否采取其它措施。同時對爐蓋以及料斗臺車需要加油的地方勤加油，保持潤滑效果防止因為高溫導致損壞。維持這種狀態持續運行至4月25日，水封槽底部焊口燒裂部位擴大至底部一半，4月30日整個水封槽內圈全部燒裂，并掉入干熄爐中，5月3日整個干熄焦開始停爐檢修， 5月11日，組織人員完成水封槽進行更換，用時五個小時。

5 改進措施

（1）將原水封槽底部和側壁的直角焊接連接，改為一次鍛壓成型的兩個半環槽體，然后進行立縫焊接成型，消除了水封槽底部水平部分的環形焊縫，底部也由原來的直角連接變為圓弧連接，消除了原水封槽底部焊接應力，更利于水的流動，避免沉積物的死角。

（2）將水封槽圈內的壓縮空氣管道及冷卻水管道去除，沿水封槽外壁四周均勻布置四個冷卻水進水口，斜向下45°同向，使巡檢人員能夠將水封槽中雜物的清理干凈。

（3）制作假爐蓋，并采購備用水封槽，安排檢修人員外出學習不停產焊接水封槽漏水或更換水封槽作業。

（4）將原冷卻水更換為除鹽水循環利用，延緩鈣鎂離子等形成水垢，造成局部高溫變形，焊縫開裂。

6 結語

通過對干熄焦爐頂水封槽的改進及更換，延緩了水封槽中水垢的形成，降低了工人清理水封槽雜物的難度，增加了水封槽的正常使用時間。要加強對爐頂水封槽的點檢，制定嚴格的水封管理制度，維護干熄焦正常穩定的生產。

參考文獻：

[1]羅時政，喬季軍，張丙林.干熄焦生產操作與設備維護[M].北京：冶金工業出版社，2009：50-51.

[2]潘立慧，魏松波.干熄焦技術[M].北京：冶金工業出版社，2004

：49-50.

[3]李劍利，張淵.干熄焦爐頂水封槽漏水處理措施[J].安陽：河南冶金，2010，18（05）：32-56.