威金斯轉爐煤氣柜活塞傾斜故障分析與處理

韓烺釗，李俊雅

（酒鋼能源中心動力分廠，甘肅嘉峪關 735100）

1 概述

酒鋼8 萬m3威金斯轉爐煤氣柜于2005 年建成投產。2017 年6 月23 日至2017 年8 月24 日檢修并通過調試驗收，主要檢修項目有，氣柜側板、活塞板、柜底板更換；橡膠膜更換；調平系統檢查、調整、更換；排水系統檢查清理。25 日正式投入使用，運行情況良好。

2019 年1 月3 日，值班人員點檢發現煤氣柜活塞T 擋板安全間距測量儀顯示氣柜西側數值為270 mm，氣柜西北側T 型檔板西側導向輪有一個與氣柜內壁已接觸，此時柜高25.4 m。經技術人員經進柜現場檢查、測量，確認發現氣柜運行至22.5 m 以上時氣柜側T 型檔板向西北側偏移，嚴重影響氣柜安全運行。

氣柜工藝流程：進柜管道→進柜V 型水封→煤氣柜→出柜V 型水封→出柜管道→電除塵器（或旁通）→進站管道→煤氣加壓機→出站管道→高、焦、轉爐煤氣混合管道→用戶。

氣柜主要設備參數：型式,橡膠簾式轉爐煤氣柜；公稱容積,8×104m3；柜內煤氣壓力,2500～3250 Pa；氣柜直徑,58 m；氣柜側板高度,39.07 m；活塞行程,30.704 m；底面積,2640.74 m2；氣柜吞吐能力,≤400000 m3/h（最大），230000 m3/h（平均）；氣柜升降速度,≤2 m/min；入柜煤氣溫度,＜60 ℃。

2 氣柜T 型檔板偏移、活塞傾斜的數值測量分析

2.1 T型檔板與柜壁間隙測量的分析

為了確保氣柜活塞調整作業人員的安全，對煤氣柜進行了置換，將氣柜降至0 m，T 型檔板降落至支架上后，測得T 型檔板與柜壁的間隙如圖1 所示，標準間隙這370±120 mm。

圖1 煤氣柜T型檔板與柜壁間隙分布示意圖

經判斷為西側間隙超標-230 mm 至-330 mm之間，南側間隙超標30～150 mm之間。

2.2 活塞水平度測量的分析

用空氣將煤氣柜充至在1 m 位置，測量活塞的水平差值如圖2所示，標準誤差值±30 mm。

圖2 煤氣柜液壓塞水平差值示意圖

可以看出氣柜活塞西北高，東西低，超過標準值，活塞傾斜嚴重。

3 氣柜T型檔板偏移、活塞傾斜的原因分析

3.1 鋼絲繩的影響

2017 年8 月份氣柜大修時對活塞上的12 根鋼絲繩全部更換，新鋼絲繩在經過一段時間運行后，因受拉力且隨應力釋放會拉長，由于12根鋼絲繩的拉伸長度不一致，導致活塞在東西方向傾斜，活塞傾斜后在氣柜運行升降時，活塞與T 型檔板上的60塊觸頭不同時接觸，產生傾斜力，將T型檔板推偏。

3.2 煤氣回收的影響

進柜管道在氣柜底部東側，煤氣回收最大量為400000 m3/h，二煉鋼回收轉爐煤氣進入氣柜后氣流對活塞產生沖擊，對活塞有一定的推力，使西側活塞配重鋼絲繩拉變形加大。轉爐煤氣含塵量高，受壓力降影響，大量塵土附粘在活塞西側底板上，影響活塞外部配重的平衡度，導致活塞西側配重高于東側，活塞產生傾斜，長時間運行，將T 型檔板向西北側推移，導致T型檔板偏移。

3.3 皮膜壓力不均的影響

煤氣柜活塞設置了調平裝置，調平裝置系統經常自動地保持因煤氣量增減而升降的活塞水平。此裝置沿圓周設有數個，每套裝置都是由從活塞徑向兩點引出的鋼絲繩、滑輪和配重所組成。當活塞傾斜時，受拉的一段鋼繩會反方向的對活塞傾斜自動地校正，每套調平裝置能調整活塞在一個方向上的水平度。但轉爐煤氣回收是一個脈沖過程,氣柜在煤氣回收過程中，尤其是停產檢修過程中，氣柜活塞在降到零位后而失去內部壓力，此時皮膜落地打折，在檢修結束后未將氣柜升到最高位將皮膜充分拉直，導致部分皮膜打折而受力不均，使活塞在升降過程中受阻從而產生氣柜T 型檔板偏移、活塞傾斜。在2017 年8 月份煉軋廠檢修期間，對煤氣柜進行了大修，氣柜調整過程中，沒有認真確認氣柜皮膜的拉直情況，皮膜失壓導致活塞、T 檔板傾斜、偏移。

3.4 氣柜管理方面的影響

技術人員對新鋼絲繩運行一段時間后會產生拉伸長度不均勻，導致鋼絲繩長短不一的現象認識不足，對威金斯氣柜的運行監督和管理不到位，對氣柜一側進氣，且氣量大，活塞受到氣體的推力，長時間氣柜低位運行時，在推力的作用下，活塞容易偏移沒有辨識出來，未能制定有效的防范措施。

4 氣柜T型檔板偏移、活塞的調整

4.1 調整具備的條件

4.1.1 確認氣柜已置換合格后方可進入氣柜檢修。

4.1.2 在轉爐煤氣柜檢修期間,對進柜U 形水封及出柜U型水封設專人監護，保證高位溢流，并做好記錄。

4.1.3 氣柜檢修期間，在氣柜門口及氣柜現場設進入氣柜人員登記本，對檢修人員進出時間、工器具進行登記，嚴禁攜帶與檢修無關的物品（包括：鑰匙等）。

4.1.4 氣柜檢修期間，需要崗位操作加壓機配合現場進行施工。

4.2 調整方案

4.2.1 調整前的準備

工器具準備：

千斤頂5個(20 t)；手拉葫蘆6個(10 t)。

備件材料準備：防爆對講機12 個;鋼絲繩(24 mm)4條(3 m/條)。

4.3 調整方法及步驟

4.3.1 進入柜內對T 型擋板間距進行測量，計算出最大間距與最小間距差值，確定T 型擋板調整偏移行程為該差值的二分之一。

4.3.2 將活塞升至T擋型板剛好掛接處(臨界點)，此時通過氣柜內壓力判斷是否到達指定位置。

4.3.3 用事先設置好的千斤頂同步從西北側向東南側頂T 型擋板，根據確定T 型擋板調整偏移行程，每次調整行程不能超過60 mm。

4.3.4 將氣柜落底，進行測量，根據測量數據計算下一次的T型擋板調整偏移行程。

4.3.5 重復第二和第三項內容，直至T 型擋板與柜壁間距均勻，并保持在標準250～490 mm之間。

4.3.6 使用活塞頂部設置的靜壓式水柱水平儀，對活塞平衡情況進行測量，判斷活塞傾斜度是否在標準范圍內，活塞傾斜度超標時，組織對活塞配重鋼絲繩受力進行調整，直至活塞平衡。

4.3.7 測量T 型擋板上橡膠塊的間距，需保持在15 mm 范圍內，發現間距誤差大時,對膠墊高度進行調整，并緊固處理，確保橡膠塊高度一致。

4.4 調整后的數據

通過反復升降煤氣柜，對T 型檔板與柜壁間隙測量、煤氣柜活塞水平度進行調整，測得數據如表1、表2。

表1 調整后T型檔板與柜壁間隙測量值

表2 調整后煤氣柜活塞水平度測量值

調整后T型檔板與柜壁間隙測量值全部在標準間隙范圍內；煤氣柜活塞水平度也達到了標準要求，調整符合設計、運行要求。

5 氣柜T型檔板、活塞調平遺留的問題

通過本次檢修調整，氣柜T型檔板偏移、活塞傾斜調整還存在以下幾個主要問題：

5.1 氣柜T 型檔板上安裝了測距儀、活塞上安裝了靜壓式水柱水平儀，但未實現計算機監控分析。

5.2 活塞的旋轉問題無法有效在線監測控制，需要進一步研究解決。

5.3 氣柜活塞外部配重塊導輪脫軌、軌道變形的問題，需每年檢測一次并調整。

6 結束語

通過對8萬m3威金斯轉爐煤氣柜T 型檔板與柜壁間隙、煤氣柜活塞水平度的調整實踐，從中吸取了深刻的教訓。

6.1 威金斯煤氣柜檢修過程中，必須認真檢查皮膜的運行狀態，若發現皮膜打折現象，必須反復多次全行程升降煤氣柜，將皮膜拉直。

6.2 加強煤氣柜運行管理，做好日常點檢工作，發現氣柜外部配重塊脫軌、調平裝置鋼絲繩相互干涉及柜頂導輪磨損、軸承失效等必須及時維護處理，防止問題擴大。