焦炉上升管直管、底座的工艺改造

2011-10-19安阳钢铁股份有限公司

河南科技 2011年13期

安阳钢铁股份有限公司韩矿赵荣

焦炉上升管直管、底座的工艺改造

安阳钢铁股份有限公司韩矿赵荣

安阳钢铁股份有限公司焦化厂3#、4#焦炉分别投建于1994年和1990年，由于炉龄较长，上升管系统长期处于高温工作状态，腐蚀较为严重。炉顶上的底座已经不同程度地崩裂，经常出现冒烟现象。且由于炉体向上膨胀，直接导致上升管位置提升，使上升管的桥管承插口部位插入水封阀插套的距离减少，水封水位降低，达不到密封荒煤气的作用。插口经常出现冒烟，甚至冒火现象，处理方法基本上是用石棉绳塞紧，泥料抹严，但仅能维持一个多月，后又出现冒烟、冒火现象，给环境带来很大污染。而且，密封不严也容易对炉体造成损坏，有的损坏严重的已经断裂，危及到生产。本文，笔者对底座及其材质、水封阀水封位差低等问题进行了深入细致的分析，并对上升管底座进行了改造，且在改造中节省了上升管直管，解决了水封阀水封位差低和底座崩裂导致的冒烟、冒火等现象，保证了生产的安全稳定进行。

一、改造的原理

1.底座材质改造。3#、4#焦炉上升管底座位于焦炉炉顶两侧，上部与直管相连，下部嵌入炉顶区与炭化室相连。原上升管底座材质为灰口铸铁，内部（衬有黏土砖）流通炭化室出来的荒煤气（温度在750℃），外部暴露在空气中，由于受到温度、雨雪等天气变化的长期影响，特别是暴雨时，内外部温差加大，容易使底座崩裂，荒煤气从底座内泄露，导致冒烟、冒火现象，恶化操作环境，污染大气。并且此材质的底座又无法焊缝，因此必须更换。由于，材质为HT200的A3钢在内外部温差较大时也不会崩裂，具有较好的耐用性和实用性，被确定为内部加工底座材料，解决了底座崩裂的问题。

2.直管的弃损利旧。以前更换底座时，与底座相连的直管不管好坏，都是和底座一起扔到废铁堆中，重新更换新的底座和新的直管。在这次拆卸直管、底座过程中，笔者发现大部分上升管直管外部无裂缝和裂纹，除了内部衬砖损坏掉落以外，基本上是完好的，可以继续使用。因此，此次改造中把新材质的底座连接在完好的直管下部，内部用新的黏土衬砖砌筑，使其满足安全生产的工艺要求。

3.水封阀水封位差低的原因分析及解决方法。上升管由底座、直管、桥管和水封阀阀体（翻板座）组成。直管是铸铁的圆筒，内衬黏土砖。上升管与集气管间煤气的接通或切断通过水封阀阀体进行，水封阀阀体下部固定在集气管上，上部与桥管以差套连接，承插部位采用水封承插装置。水封翻板在炭化室出焦时是水平装置呈关闭状态，由桥管喷入氨水并沿翻板四周溢流而形成水封。在水封承插式翻板座内，氨水先进入承插水封，满流后再流入水封翻板。装煤后，水封翻板成竖直打开状态，承插水封起到密封由炭化室流经桥管进入集气管的荒煤气的作用。承插水封与桥管插入高度即位差，它决定了是否有荒煤气击穿水封逸散到大气中的可能。通过分析，炭化室装煤后压力较大，压力接近1 400Pa。同样，通过计算得知，水封阀位差应该在140mm以上，以保证没有荒煤气逸散到大气中。

由于3#、4#焦炉炉龄较长，炉体向上膨胀，而且由于底座处于炭化室上部，荒煤气的出口温度较高，大量的荒煤气裂解生成石墨填在砖缝中，也会使此部位提高。这两项原因导致上升管系统位置上移，处于顶部的桥管，其承插口位置也得到提升，导致位差较低。经过测量，在80mm左右，低于要求值，达不到密封作用，因此阀体插口部位常采用石棉绳、泥料来堵塞、抹严，维护较为频繁。

针对以上现象，只要提高水封阀水封位差，使荒煤气不能击穿承插水封，就能保证承插口没有因荒煤气逸散引起的冒烟、冒火现象。在底座材质改造过程中，由于底座目前高度是295mm，结合实际需求，把改变材质的底座高度降为220mm，就能使桥管插口下移75mm，使水封阀水封位差达到155mm，高于装煤后压力1400Pa的刚性需求，从而起到完全密封作用。