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干熄焦裝置一次除塵系統發生泄漏并導致損壞的原因分析

　　干法熄焦是近年來焦化行業推薦的一種環保，節能及有利于提高焦炭質量的熄焦方式。本文針對干熄焦裝置一次除塵系統(英文簡稱1DC)發生泄漏并導致損壞的原因進行分析和探討。

　　一次除塵器是利用重力除塵原理將循環氣體中的大顆粒焦粉進行分離，主要是減少循環氣體中焦粉對鍋爐系統爐管(主要是二次過熱器管道)產生的沖刷磨損，達到保護鍋爐爐管的目的。一次除塵器系統主要包括一次除塵器本體、高溫膨脹節、雙岔溜槽、水冷套管、格式排灰閥、灰斗及一次除塵器本體上部設置的氣體緊急放散裝置。

　　1　 包鋼干熄焦裝置一次除塵器系統損壞現狀

　　1.1 雙岔溜槽部位燒損狀況

　　雙岔溜槽位于一次除塵器本體和四根水冷套管中部，是兩者之間的樞紐，雙岔溜槽內部焊接有不銹鋼錨固爪，用以錨固隔熱燒注料和高鋁澆注料，從而保護溜槽殼體。一次除塵器系統運行一段時間后，雙岔溜槽處隔熱澆注料和高鋁澆注料不同程度的開始脫落，使溜槽外殼失去保護，導致殼體經高溫灼燒后慢慢氧化剝蝕，進一步使錨固爪開焊、脫落，從而堵塞水冷套管下端格式排灰閥，且隨著時間增長，外殼燒蝕面積越來越大，殼體越來越薄，直至燒穿形成漏洞。

　　1.2 水冷套管部位燒損狀況

　　一次除塵器本體下部雙岔溜槽連接有兩組四根水冷套管，每根水冷套管由三部分組成：內筒和外筒通循環冷卻水，中間夾套用來冷卻并排出焦粉。四根水冷套管分別通過四個格式排灰閥與下部貯灰斗相連，貯灰斗下設置有一個格式排灰閥向刮板機排出焦粉。運行一段時間后，發現其中一根水冷套管下部格式排灰閥有濕灰排出，隨將該管循環冷卻水關閉，此現象消失，即初步斷定水冷套管發生泄漏。

　　1.3　一次除塵器本體法蘭泄漏燒損情況

　　一次除塵本體與雙岔溜槽之間用法蘭連接，法蘭之間用石墨盤根進行密封，法蘭內側鑲高溫澆注料，運行一段時間后，發現一次除塵器本體法蘭與殼體焊接處出現燒穿現象，且法蘭間石墨盤根燒毀，致使法蘭之間形成大縫，導致空氣進入系統。

　　1.4 高溫膨脹節處燒損情況

　　一次除塵器是通過兩個高溫膨脹節分別連接干熄爐與鍋爐，高溫膨脹節為波紋管式結構，內襯由高溫澆注料澆注而成。通常狀況下，該膨脹節外部溫度低于150℃，可是巡檢過程中發現干熄爐連接處高溫膨脹節溫度逐漸升高，最高處達350℃，并且各部位溫度不一致，頂部溫度最高，底部最低，隨判定內部澆注料按溫度變化梯度出現不同程度的脫落。

　　2 一次除塵系統損壞原因分析

　　一次除塵器系統位于干熄焦系統的負壓區段，因該區段泄漏致使大量空氣進入系統，空氣中的氧氣與循環氣體中一氧化碳、氫氣、甲烷、焦粉等燃燒，產生大量的熱量，造成局部高溫，致使泄漏區澆注料脫落，殼體剝蝕，焊縫燒透。

　　C + O2 = CO2 ? Q放= 393 KJ/mol

　　2H2 +O2 = 2H2O Q放= 572 KJ/mol

　　CH4 + 2O2 = CO 2 + 2H2O Q放=890 KJ/mol

　　2CO+ O2 = 2CO2 Q放= 566KJ/mol

　　2.1 連接法蘭間泄漏

　　水冷套管與雙岔溜槽間法蘭，雙岔溜槽與一次除塵器本體間法蘭均采用石墨盤根密封。由于該區段系統處于負壓狀態，法蘭間有少量空氣進入系統，就會立刻燃燒造成局部高溫，致使法蘭內襯澆注料慢慢疏松并脫落，使石墨盤根失去保護直接處于高溫灼燒之下，很快炭化、斷裂失去密封作用，使法蘭之間成為大量冷空氣進入的通道。

　　2.2 水冷套管內焦粉料位控制不穩定

　　干熄焦投產后一次除塵器排灰操作方式，一直采用計時器操作法，即按經驗給定格式排灰閥排灰運轉時間和排灰間隔時間，這種排灰方法需要豐富的操作經驗和高度責任心，因干熄焦生產受煉焦檢修時間和干熄焦設備檢修及突發性故障的影響，循環氣體中焦粉含量也在不斷的發生變化，這就要求不斷調整格式排灰閥的排灰運轉時間和間隔時間，遇到特殊情況還要停格式排灰閥，若排灰時間控制不當，將致使水冷套管內焦粉流速太快，溫度劇增，灼熱焦粉未經充分冷卻即下排，造成水冷套管下法蘭處局部高溫，甚至可能把水冷套管內的焦粉排空，這將直接導致空氣從格式排灰閥進入雙岔溜槽及一次除塵器本體內與熱焦粉發生燃燒，造成高溫事故，導致一次除塵系統的損壞。

　　2.3 水冷套管內焦粉出現膨料現象

　　由于格式排灰閥運轉時間控制不當，導致水冷套管內焦粉出現膨料現象，使其上部料位儀顯示高料位,但實際水冷套管內焦粉料位并不高，這時若按照錯誤的高料位信號去延長下部格式排灰閥的運轉時間，就將使水冷套管下部的灰全部排空，大量冷空氣將從格式排灰閥吸入水冷套管，在雙岔溜槽位置發生劇烈燃燒，致使雙岔溜槽內澆注料剝落，進一步使雙岔溜槽外殼被高溫氧化燒穿。

　　2.4　施工質量影響

　　由于一次除塵器本體外殼全部采用加筋滿焊，特別是立縫角縫焊接時難度較大

　　，在系統氣密性試驗時即使有漏點也很難發現，再加上按系統整體氣密性試驗要求，15分鐘內壓降30%即認為合格，這樣就很可能遺留隱患，造成生產過程中的空氣進入

　　。此外，澆注料的質量、雙岔溜槽錨固爪焊接時密度偏小，長度偏短，也將造成澆注料抓結不緊，很快脫落。

　　3 一次除塵器系統泄漏的預防

　　針對一次除塵器破損主要是由于系統泄漏造成大量的空氣進入，從而產生局部高溫這一原因，必須采取相應的有效措施予以防治。

　　3.1 提高施工質量

　　在基建施工中應制定科學合理的方案，加強施工質量檢查，注重過程控制，保證一次除塵器殼體及連接處的嚴密，從根源上杜絕系統的泄漏。同時要提高澆注料的制作質量和施工質量，保證其牢固性、隔熱性和耐熱性。

　　3.2 加強工藝操作

　　在正常生產期間，要加強點巡檢，防止水冷套管膨料，造成假料位，從而避免空氣從格式閥乘機進入系統。在系統排灰操作過程中，應隨時掌握焦爐生產情況，合理設定排灰時間，確保既不堵灰也不排空。

　　3.3 進行技術改造

　　由于格式排灰閥排灰時間控制不好，隨時可能出現焦粉排空情況，為了解決該問題，可在水冷套管下部增加一組料位計，作為排灰下限與格式閥進行聯鎖，這樣即可避免排空現象發生。

　　4　 一次除塵器系統泄漏處理方案

　　一次除塵器系統發生泄漏后，必須立即進行處理，否則將導致氣體循環系統壓力波動、溫度混亂，同時也將使大量焦粉燃燒，漏點越來越大，漏點附近設備進一步燒損。

　　4.1　法蘭間泄漏

　　生產期間若發現法蘭之間泄漏，首先要檢查法蘭間的盤根或石棉繩是否變質、松動，若已松動應選用耐高溫石棉繩塞嚴法蘭間的縫隙，然后用特制的鐵礦粉質粘結劑進行密封。

　　4.2　水冷套管泄漏

　　在正常生產期間，若發現水冷套管泄漏，應立即關閉其對應的排灰格式閥，使其停止排灰，然后緩慢關閉相應水冷套管的上水閥門，同時注意觀察循環系統可燃氣體成分的變化，若可燃氣體成分下降很快并已低于報警限，即可關閉回水閥門。此時應調整該水冷套管橫向管下格式閥的排灰時間，使其適當延長，以免使大量的焦粉帶入鍋爐沖刷爐管。此方案僅適用于短期應急維持生產，應采取盡快更換水冷套管的方法徹底解決問題。

　　4.3 雙岔溜槽泄漏

　　在生產期間，若發生雙岔溜槽燒漏現象，應立即進行修補，首先要確認泄漏區域，然后在該區域用鋼板焊結槽型包套，在包套內填充隔熱澆注料，最后給包套封口嚴密，以等待停爐時進行更換。

　　5　結論

　　通過對一次除塵器系統破損原因的分析及探討，認為解決問題的關鍵在于提前防護，故障后的處理只能作為臨時維持生產的應急方案，不能從根本上解決問題，所以我們在基建施工及設備安裝過程中要嚴格按規范執行，把握關鍵點，避免隱患存在對系統造成內傷。