您好, 访客   登录/注册

基于高温作业条件构架下的焦炉设备维护核心思路

来源:用户上传      作者:

  摘 要:焦炉在工作中,炉体温度可达1300℃,焦炉长期在高温环境下工作,必定会逐步磨损,而焦炉设备一旦损坏,就会给实际生产带来严重影响。基于此,本文从高温环境焦炉设备物理、化学损害成因出发,对焦炉设备防护措施、焦炉炉体热态维护方法、陶瓷焊补技术、半干法进行了探讨,以期为相关从业人员提供有效参考。
  关键词:焦炉;高温;维护;热态修理
  0 引言
  焦炉设备在工作中会产生极高的温度,高温环境必定会对焦炉炉体产生影响,但目前高温问题并不能得到很好地解决,这也是我国钢铁生产所面临的重要问题。因此,需要采用合理的维护措施,将焦炉炉体的磨损情况控制在一定范围内,避免焦炉损坏对正常生产造成影响。
  1 高温作业焦炉设备物理损害防护
  1.1 高温环境下焦炉设备物理损坏成因
  在实际生产中,需要加煤燃烧实现生产,而焦炉的炉门、加煤口都会向外喷火,这些火源会对设备造成严重影响。为控制该问题,通常会采取多种方式隔绝火焰,比如缩短操作时间、实施无烟加煤、密封等等措施。但在火焰问题处理前,焦炉加煤口处火焰可达到2m,甚至2m以上,在控制后可将火焰控制在0.5m以内,甚至达到无火焰喷出的控制效果,这不仅能够改善工作环境,同时也能够起到保护焦炉的效果[1]。焦炉在实际生产运作的过程中,加煤的装煤车一般是以“变频调速”的方式工作,如果外界环境温度达到85℃以上,那么装煤车变频过载保护就会失效,这就会直接影响装煤车的正常工作,从而为后续的生产工作造成严重影响。而这种情况,往往是焦炉内部温度达到1000℃所导致。
  1.2 高温环境下焦炉设备物理损坏防范措施
  1.2.1 隔绝火源
  隔绝火源是一个最简单、直接的控制方法。一般,焦炉火焰会直接通过二层平台小孔,对上层物体造成影响,而工作人员就可采用一定的密封措施,阻止火焰烧至上层平台,从而避免电缆、设备受到损害[2]。并且还要在保证焦炉设备正常运作的前提下,让设备能够尽可能远离火源位置。
  1.2.2 耐热材料
  耐热材料的应用,也是提升焦炉设备耐热能力最为直接的措施。比如,可利用防火石棉,将其包裹在设备外部,或者包裹在电缆外部,这样就能有效降低高温对电缆、设备的影响[3]。电气元件本身对高温环境就非常敏感,可在电气室避中设置夹层,同时利用保温材料以及温控设备,降低高温对电气元件的影响。在条件允许的情况下,还可利用一些导热能力差、强度高、成本低的材料实现高温防护。
  1.3 防爆电气
  在高温环境下,热力的汇集、粉尘浓度不断上升,还会产生一些导电情况,甚至是严重的爆炸现象。所以,焦炉设备维护,可选择一些防爆电气设备来保障生产工作的正常进行。相关工作人员可利用防爆电机,来达到延长使用时间,避免故障的目的[4]。
  2 高温环境下焦炉设备化学腐蚀损害防护
  2.1 化学腐蚀成因
  焦炉设备在工作过程时处于封闭空间,随着工作时间的延长,工作区域内气温也会不断上升,这就会导致碳钢的耐腐蚀性能逐步提高,腐蚀速率不断下降。一般来说,在150℃以下,碳钢被腐蚀的风险最高,而温度如果在150℃以上,碳钢表面逐步干燥,那么腐蚀风险也会逐步降低。但是,一旦发生突发情况,比如设备停止运作,那么隔热层的腐蚀效率也会发生变化。此外,焦炉设备在实际生产工作中,支架等等结构都是直接暴露在高温环境中的,在停止生产后,散热就会导致焦炉设备气相内壁、外壁受到双重冷凝腐蚀,从而导致焦炉设备受到严重损坏[5]。
  2.2 化学防腐措施
  隔热层化学防腐,行之有效的方法就是利用高质量保护涂层,结合腐蚀介质的惰性特征,采用介电常数较高的有机高分子涂层,构成一个有效的腐蚀电路。可在金属表现,通过涂抹漆膜,将外界环境和金属隔离开来,避免水、离子物质附着在金属表面,从而避免腐蚀现象的发生。化学腐蚀还需要综合考虑大气环境因素,在设置防腐蚀方案的时候,要尤其注重仔细分析环境,合理选择防腐温度、防腐涂层种类[6]。此外,不同涂料的防锈、防腐等级有所差异,在选择方案的时候也要充分的分析以及考虑。
  3 焦炉维护案例
  某炼焦系统共有12座焦炉,随着生产工作时间推移,炉体逐步老化,炉体出现不同程度的损坏,利用合适的炉体维护技术,可有效延长焦炉使用时间,保障生产效益。该焦炉整体情况良好,但炭化室表面有着诸多龟裂、麻面、裂纹,焦炉侧炉墙也相继发生穿孔问题,严重影响了正常生产,缩短了焦炉的使用寿命。
  3.1 维护修补方法
  该焦炉维护修补主要技术方法可分为:半干法、干法、湿法、焊补法等等类型。近年来,涂釉技术在国内外也得到了广泛应用,通过利用零膨胀熔硅砖来替换破损砌体。下文着重强调炉体的半干法、热态修理、空压密封。
  3.1.1 半干法
  所谓半干法就是指半干法喷补,该方法其实是湿法修补的一种特殊形式,和湿法修补相比,半干法事先不会混合干粉料和水事,在喷枪内分别导出,然后再在混料器混合,最后从喷枪喷出。并且,相对来说,半干法的含水量比較少,大约在12%左右。
  在实践中,半干法呈现出以下几个优点:
  第一,因半干法的含水量少于湿法,所以对炽热焦炉墙的影响较小;
  第二,挂料的时间比较长,大约在1a左右;
  第三,修补层的气孔率比较低;
  第四,半干法的应用成本较低,适合日常使用。
  半干法的缺点为:
  第一,干粉料和水事在喷出前的混合比较难以控制,经常出现混合不均的情况;
  第二,和湿法相比,半干法所采用的设备更为笨重、复杂;
  第三,因不能喷射均匀的薄层,所以挂料时间比较长;
  第四,该方法的回弹率较高,约在18%左右,会对周边环境造成严重影响。实践证明,半干法对焦炉侧炉头的修补有着较为显著的作用[7]。   3.1.2 热态修补
  热态修补能够有效解决修理人员和焦炉炉体之间的温度问题。在热态修理的过程中,焦炉温度可维持在800℃以上,炉体处于相对安全的状态,同时采用有效的隔热措施,在炭化室为修理人员创建一个修理通道,修理通道内的温度控制在250℃以内,在热态修理的过程中,修理人员不用再拆除砌体,仅仅需要在需要修理的部位适当开孔,将砖煤气和堵塞的斜道疏通后,利用“零膨胀砖”重新砌筑既可。相较于传统的冷态修理方法,热态修理方法在实践中呈现出了较强的优越性。首先,在修理的过程中,焦炉处于高温状态,这样不仅能够修复已经损坏的部位,还会避免对其他部位造成损害;其次,通过采用合理的防护隔热措施,修理人员可在焦炉不降温的情况下,在焦炉内部工作,并且能够能有效保证修理人员在高温环境下的人身安全;再次,零膨胀砖的膨胀较小,且抗热、抗震性能较强,所以不需要预留滑动缝、膨胀缝,既保证了新砖和旧砖之间的平整度,同时又保证焦炉在正常升温后不会损坏[8]。修理效率较高,升温仅仅需要1.9d左右的时间,对生产工作的影响非常小;最后,因为仅仅通过开孔对局部进行修理,修理效率大幅度提升,修理成本也有效降低。
  3.1.3 空压密封
  空压密封技术是指利用压缩空气,将耐火材料吹入密封炭化室内部,该技术主要利用硅石为主要材料,能够有效修补焦炉炭化室内部的墙体缝隙、裂纹、砖缝,同时还能够检测焦炉的密闭性,避免废气以及其他污染物质泄漏,呈现出良好的环保价值,并且施工方法较为简便,使用的设备简单。硅石材料成分和焦炉内的硅砖非常接近,有着良好的附着性、抗冲击性、耐用性,在施工的过程中,无需再加水搅拌,不会带入任何水分,避免对炉体产生化学腐蚀。该方法可以在焦炉不停止工作的情况下使用,可有效保障焦炉使用寿命。
  3.2 陶瓷焊补技术
  陶瓷焊补技术主要是利用陶瓷焊补混合补料,该补料含水量在3%甚至3%以下,通过陶瓷焊补设备将材料喷向炭化室内,可燃颗粒在炭化室区域内燃烧、放热、融化,然后附着在炉墙表面。该技术针对砌体开裂、砖缝、墙体剥落有着良好的修复效果。并且,陶瓷焊补技术不会导致墙面冷却而损伤,规避了常规半干法、湿法水蒸发导致的进一步损伤。
  3.2.1 准备工作
  首先,选定修补炉号,确定详细的修补时间,通知控制炉体温度;其次,将空炉炭化室煤口炉盖替换为带孔的炉盖,然后将炉门替换为带孔的炉门;最后,打开上升管、关闭桥管翻版,试运转陶瓷焊补设备。在准备的过程中,主要涉及的是焊补设备的调试以及准备。
  3.2.2 应用效果
  陶瓷焊补是一种针对炉墙凹陷的修补技术,能够将炉体穿孔问题扼杀在摇篮中,有限延长炭化室炉墙使用寿命。修整后,炭化室炉墙表面更为平整,没有明显的凹凸情况。总的来说,陶瓷焊补技术挂料时间比较长,能够有效延长炉体使用寿命,虽然维修成本相对比较高,但是长远的经济效益显著。
  3.2.3 后续作业
  在陶瓷焊补作业结束后,就要落实空压密封作业。经过多次反复的空压密封,能够修复炉内的砖缝。在空压密封结束后,要全面清理炭化室,去除炭化室底部的喷补落料以及焦碎,并且要及时同时燃管、焦班增加考克,提高炉温。后续要持续跟踪炭化室的实际温度以及修复位置是否有泄漏、窜漏洞等问题。
  4 结束语
  综上所述,焦炉设备长期处于高温运作状态,产生的物理化学损害都是降低焦炉使用寿命,影响生产效益的重要隐患。所以相关从业者要对焦炉的保护、维护、修复措施有足够的认识,对物理损害、化学损害机理以及陶瓷焊补等修补措施有足够的了解,并且在工作中将其落实,这样才能够保证焦炉设备的稳定运行。
  参考文献:
  [1]赵永峰.基于高温环境下焦炉设备的维护措施研究[J].中国科技投资,2017(6).
  [2]王小强.半干法喷补技术在中期焦炉维护中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2018(07):171-172.
  [3]牟彪.老龄焦炉窜漏治理、炉体维护的改进技术及应用[J].煤化工,2018(4):45-48.
  [4]王小強.高温环境下焦炉设备的维护措施[J].化工管理,2018.
  [5]田秀林.零膨胀砖在7.63m超大型焦炉炉体维护中的应用[J].煤化工,2017(4).
  [6]杨文帅.焦炉煤气鼓风机故障诊断与维护[J].河北企业,2018,352(11):164-165.
  [7]李少锋,畅宾平,高建伟.6m捣固焦炉炭化室机侧炉头热修补技术[J].煤炭加工与综合利用,2018(04):65-67.
  [8]岳进,李巨兵,闫小平,等.焦炉部分燃烧室置换煤气加热的方法[J].燃料与化工.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14851329.htm