蒸汽管回轉干燥機換熱管泄漏的檢測及處理技術

董富榮，王超

（天華化工機械及自動化研究設計院有限公司，甘肅 蘭州 730060）

0 引言

在煤泥生產中，使用蒸汽管回轉干燥機，通過蒸汽方式產生熱源，間接加熱煤泥，按照同心圓方式進行筒體設置，且安裝了多跟換熱管。通過蒸汽、煤泥之間的逆向接觸，實施脫水干燥。對于干燥機來說，換熱管數量決定了換熱面積，換熱管的有效數量越多，則換熱面積就愈大，那么干燥機生產能力就不斷增強[1]。隨著干燥機的使用壽命不斷延長，受到腐蝕和磨損，換熱管的有效數量減少，則換熱面積就隨之減少，對下游設備運行、產品質量造成嚴重影響，甚至影響設備的正常運行。

1 蒸汽管回轉干燥機換熱管泄露的原因

第一，雜質沖擊。對于煤泥干燥，干燥機處于上游前端，原煤經過破碎以后，通過膠帶直接輸送至干燥機，由于輸送過程中含有諸多雜質，且不易分離，例如鐵塊、鐵片以及編織袋，如果這些雜質摻入至干燥機，和煤泥共同向前移動，則雜質、物料就會呈上下翻動狀態。通過重力作用，對換熱管外壁進行反復沖擊，使得換熱管外壁產生凹坑，或者直接砸穿管壁，引起蒸汽泄露。

第二，化學腐蝕。在原煤中含有許多化學元素，例如硝、氯以及硫，這些化學元素處于蒸汽和高溫狀態下，極易產生腐蝕性霧氣。如果這些霧氣隨著尾氣排出之后，在換熱管壁、干燥機內壁進行附著，在劃痕處或者凹坑處大量聚集，漸漸腐蝕管壁后，引起蒸汽泄露。

第三，煤泥磨損。由于煤泥存在一定磨琢性，當干燥機處于轉動狀態，顆粒也隨之翻滾和旋轉，產生雜亂運動，并且隨時間延長，煤泥顆粒會漸漸磨損換熱管，逐漸產生蒸汽泄露問題[2]。

第四，熱應力疲勞。干燥機選擇蒸汽加熱的方式，處于蒸汽作用狀態下，換熱管焊縫處也處于高溫狀態，導致換熱管朝著軸向、徑向膨脹。加上蒸汽壓力、蒸汽溫度的逐漸變化，換熱管不斷熱脹冷縮，在焊縫區進行反復作用，引起焊縫疲勞后，產生換熱管裂紋。

2 蒸汽管回轉干燥機換熱管泄露的檢測方法分析

在介質加熱過程中，蒸汽進入換熱管后，在溫度、壓力的互相作用下，產生裂縫沖擊，使得縫隙逐漸擴大，進而引起泄露。如果泄露嚴重，必然會影響產品質量、設備性能，甚至引起停產檢修。因為換熱管數量較多，在檢測過程中，需準確快速對泄漏點進行定位。針對不同位置，選擇不同處理方式。在確保設備性能基礎上，減少檢修時間。因干燥機內部較為狹小，且換熱管的排列十分緊湊，增加了檢測難度[3]。

第一，水壓檢測方式。使用水壓檢測，需控制好水壓壓力，一般為0.4Mpa左右。待切斷蒸汽、停止進料以后，排空內部物料，進行干燥機冷卻，然后將給料螺旋移除，打開檢查孔通風。接著將旋轉接頭拆除，并制作好打壓盲板，在合適位置安裝好壓力表，實施水壓檢測。當換熱管內部充滿水以后，處于水壓狀態下，漏點逐漸向外滲水，即可確定泄漏位置。但使用該方式也存在部分缺陷，因為換熱管數量較多，而漏點較小，如果漏點集中，在短時間內難以確定漏點。同時，受到天氣狀況約束，如果處于北方寒冷天氣，就無法開展水壓檢測。此外，由于水壓檢測的工時較長，需要拆除設備輔助部件，配置好合適水源，如果干燥機的內部儲水量較大，則水源較小，就不能達到水壓檢測要求。

第二，氣壓檢測。使用氣壓檢測的方式較為簡易，能夠縮短檢修時間，通常氣壓需控制03Mpa左右，檢測方式類似于水壓檢測。通過加壓以后，再經過刷肥皂泡沫和耳聽方法檢測，使用該方式不受到天氣因素影響。但如果泄漏點與筒體側靠近，或者不能直接觀察到漏點位置，就難以檢測泄漏[4]。

第三，蒸汽檢測。使用氣壓法、水壓法進行檢測，都需拆除輔助部件，拆卸時也容易損壞部件。如果在不拆除輔助部件狀況下，蒸汽檢測就十分方便。待排空設備內的煤粉以后，將溫度降低至安全值，然后打開閥門，往設備內輸入大量蒸汽，待蒸汽泄出以后，就會產生水汽，可確定泄漏位置。使用這種方式，能夠節省拆除步驟，可節約檢修時間。需注意的是，干燥機一直是加熱狀態，存在一定風險性，如果檢測人員進入干燥機內，需做好安全防護措施。

第四，儀表檢測。使用上述三種方式，都需要將物料排空，然后待設備降溫以后才能進行檢測，還需要檢測人員進入設備內，進行人工檢測。近年來，隨著檢測技術、控制技術的日益發展，在線檢測技術得到運用和推廣，對于每根換熱管，可安裝電子壓力的傳送器，檢測信號可統一輸送至中控室，對壓力值變化進行動態監測，能夠快速查找泄露管道。接著打開手孔蓋，直接封堵泄露管道[5]。在大修器件，可修補、更換換熱管，但這種方式的投資比上述三種方式要高。如果是大型干燥機，設備內含有數百根換熱管，對于漏點檢測，需根據換熱管的排列情況，設計好方位圖（如圖1所示），一一對應實際換熱管。同時，需標注好起始部位，以便于漏點查詢、記錄。

圖1 蒸汽管回轉干燥機換熱管的排列圖

3 蒸汽管回轉干燥機換熱管泄露的處理技術

蒸汽管回轉干燥機作為煤泥、礦粉的重要生產設備，要保證設備的正常運行，對于換熱管泄漏點，利用各種方式進行確定以后，需采取不同處理技術，處置不同泄漏點。一般將泄漏點區域分為前三排徑向內側、徑向外側以及焊縫區三個區域。對于前安排的徑向內側，處于焊接作業范圍時，處理較為簡單，可直接進行補漏焊接。針對徑向外側的泄漏點位置，則無法進行焊接，需明確換熱管部位，將手孔蓋打開以后，對泄漏管道進行封堵[6]。針對焊縫區泄露位置，在打開手孔蓋以后，對焊縫進行補焊。如果封堵數量超過總數22%，必然會影響到設備性能，必須及時更換換熱管，需注意如下事項：其一，選擇的新換熱管，與舊換熱管的規格一直，比實際長度要長60mm～95mm。其二，選擇吊環螺釘、氣割機、繩索以及卷場機等輔助工具。第三，對于新換熱管的兩端，必須帶有螺紋堵頭，以助于穿管處理。第四，卷場機需具備調速功能，在拉管、穿管過程中，可動態調節穿管速度。

同時，當設備內的煤粉排空以后，需降低溫度，停止設備運轉，然后開展換管作業：其一，將設備的輔助部件拆除，然后將舊換熱管手孔蓋拋開，對于封堵出的焊縫，必須刨開，接著封堵板。同時，對于汽室短板、換熱管之間的焊縫，也必須刨開，如果存在不凝氣管，必須割除。其二，對于入料端的換熱管，可當做拉出端，在換熱管堵頭部位設置吊環螺釘，選擇繩索，分別系在吊環螺釘、卷場機上端，在出料端也固定穿管繩索。第三，使卷場機處于低速啟動狀態，然后緩慢拉出舊管，沿著舊管，穿管繩索穿過支撐板孔。第四，取下穿管繩索，在導管器上進行固定，另一端則系在卷場機上端，利用螺紋連接新的換熱管，并和干燥機保持軸線平行。在入料端口處，還需設置臨時平臺，保證新管的支撐作用。第五，在拉入新管以后，當換熱管穿過支撐板，可選擇錐形導管器進行導向，待完成換管后，開展水壓檢測，進而保證新管的換管質量。

4 結語

對于蒸汽管回轉干燥機，換熱管作為關鍵性的部件，換熱管工作狀況如何，對干燥機性能、設備運行、產品質量具有嚴重影響。而換熱管檢修處理工作，需話費大量檢修成本，對泄漏位置進行快速、準確的檢測，采取科學、合理的處理技術方案，方可減少檢修成本，有效縮短維修時間，保證設備的正常運行。