稀油密封圓形高爐煤氣柜運行濺油問題研究

陳凡

摘 要：稀油密封圓形高爐煤氣柜是目前國內(nèi)技術(shù)最先進的煤氣柜，施工復(fù)雜，安裝精度要求高。在目前國內(nèi)已投產(chǎn)運行的圓形煤氣柜中，絕大多數(shù)圓形煤氣柜在運行一段時間后都存在不同程度的濺油問題，濺油一方面造成密封油的損失，大大增加了氣柜的運行成本，另一方面密封油覆蓋在活塞板、活塞上部走臺上給檢修人員造成很大的安全隱患。本文針對圓形煤氣柜濺油問題進行分析研究，并給出了解決措施。

關(guān)鍵詞：稀油密封圓形高爐煤氣柜;氣柜運行;濺油

中圖分類號：TQ547.9 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0187-02

0 引言

稀油密封圓形高爐煤氣柜（以下簡稱“圓形煤氣柜”）是目前國內(nèi)技術(shù)最先進的煤氣柜，施工復(fù)雜，安裝精度要求高。在目前國內(nèi)已投產(chǎn)運行的圓形煤氣柜中，絕大多數(shù)圓形煤氣柜在運行一段時間后都存在不同程度的濺油問題，具體表現(xiàn)在活塞板上表面、活塞上部走臺到處飛濺著密封油，濺油一方面造成密封油的損失，大大增加了氣柜的運行成本，另一方面密封油覆蓋在活塞板、活塞上部走臺上給檢修人員造成很大的安全隱患。因此，濺油一直是圓形煤氣柜設(shè)計、施工、生產(chǎn)檢修等人員關(guān)注的主要問題，是圓形煤氣柜運行過程中需要解決的主要問題。

1 圓形煤氣柜密封系統(tǒng)工作原理及濺油原因分析

1.1 圓形煤氣柜密封系統(tǒng)工作原理

圓形煤氣柜鋼制活塞的環(huán)形周邊油溝內(nèi)布置有密封裝置，密封件采用補強丁腈橡膠，通過杠桿配重機構(gòu)加背壓力使其與圓筒形柜體緊密貼合，以減少密封油的泄漏量，油溝內(nèi)充裝有一定高度的密封油，起到液柱密封的作用，能可靠地防止煤氣外逸[1]。

密封油在活塞密封油槽中通過柜體側(cè)板與密封橡膠之間的微小間隙沿側(cè)板內(nèi)壁緩緩流下，落入煤氣柜的底部油溝中。底部油溝的密封油通過與油泵站相連接的管道進入油泵站，在油泵站里經(jīng)過油水分離后，將油水分離后的密封油用油泵經(jīng)油上升管打入煤氣柜上部組合油箱中，每個組合式油箱由2個部分組成，其一為溢流油箱，油泵來油直接進入這部分經(jīng)側(cè)板開口溢流進入氣柜側(cè)板內(nèi)壁，然后沿內(nèi)壁流入活塞密封油槽中。另一部分為預(yù)備油箱，容積～2m3，經(jīng)常儲滿備用油，因停電或其他故障而致使油泵不能供油時，人工開啟預(yù)備油箱與溢流箱連通管的閥門，上述構(gòu)成密封油的循環(huán)供給系統(tǒng)。

1.2 濺油原因分析

在圓形煤氣柜正常運行過程中，密封油經(jīng)側(cè)板上部的溢流油箱開口處進入氣柜側(cè)板內(nèi)壁，然后沿側(cè)板內(nèi)壁流入活塞密封油槽中，密封油的理想流動狀態(tài)應(yīng)該是密封油緊貼著側(cè)板內(nèi)壁緩慢流入密封油槽中（見圖1）。根據(jù)上述論述可得知圓形煤氣柜發(fā)生濺油問題的主要原因有以下幾點：

（1）整個氣柜側(cè)板施工垂直度偏差過大，造成氣柜側(cè)板內(nèi)部從上到下形成弧線，從而密封油從側(cè)板上部流向活塞密封油槽時在側(cè)板弧線位置處不是沿著側(cè)板內(nèi)壁流下而是沿著切線方向漂移，造成密封油不能流入活塞密封油槽內(nèi)而是飄向活塞上部走臺、活塞板等部位（見圖2）。

（2）側(cè)板上部油箱溢流口處密封油供油量過大，造成密封油在側(cè)板上部油箱溢流口處就開始飛濺，使得密封油不能貼著氣柜內(nèi)壁緩慢流淌。

（3）上部郵箱溢流口開孔不合理，上部油箱溢流口設(shè)計開孔形式如圖3，頂部為平的，根部為圓弧形，且頂部向油箱有一定的傾斜。設(shè)計要求出油口的水平度偏差≤0.05mm，弧形表面光滑無毛刺。實際施工時，溢流口開孔頂部、根部均為平的，且頂部沒有向油箱側(cè)傾斜或者傾斜角度不夠，出油口加工也不夠精細，使得密封油從上部油箱溢流口進入煤氣柜內(nèi)壁，不是呈靜流狀態(tài)，而是形成油滴飛濺，濺入氣柜內(nèi)壁，致使密封油一部分流入活塞油槽內(nèi)，一部分飛散到活塞油槽外部即活塞走臺及活塞板上，造成密封油的大量損失。

2 改進措施

根據(jù)近些年來國內(nèi)大部分圓形煤氣柜運行的實踐經(jīng)驗，由上述原因引起的密封油濺油問題經(jīng)常發(fā)生，問題比較嚴(yán)重的氣柜還出現(xiàn)活塞板上部積油現(xiàn)象。結(jié)合本文上述分析的情況，為了改善或減輕圓形煤氣柜濺油問題帶來的不利影響，現(xiàn)總結(jié)以下改進措施：

（1）改進立柱和側(cè)板的制作、安裝工藝，提高立柱和側(cè)板的制作、安裝精度，具體有以下實施要點：

1）普通立柱H型鋼內(nèi)側(cè)面翼緣兩邊緣、防回轉(zhuǎn)立柱內(nèi)側(cè)面及翼緣兩邊緣的加工應(yīng)采用組合銑床，以立柱中心線為基準(zhǔn)進行定位（固定時不得用外力強行調(diào)直，以免加工后應(yīng)力釋放造成變形）。一次加工成型，加工后逐根進行檢測，合格后，送下道工序制孔。立柱制作允許偏差見表1。

2）普通立柱H型鋼內(nèi)側(cè)面兩端、防回轉(zhuǎn)立柱內(nèi)側(cè)面的加工應(yīng)采用組合銑床一次加工成型，保證其平直度和表面粗糙度100%滿足設(shè)計要求。

3）側(cè)板與T形肋的裝配應(yīng)采用特制弧形胎具，胎具的弧度為側(cè)板安裝的實際弧度。進行側(cè)板與T形肋的裝配時應(yīng)以安裝孔做為定位的基準(zhǔn)，夾緊后裝配，并在專用的焊接胎架上進行焊接，焊接后逐一檢查，達到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，再放在弧形的胎架上存放（運輸），供安裝使用。

4）側(cè)板安裝前，首先要進行側(cè)板的現(xiàn)場滾弧處理，滾床的滾制弧度控制在設(shè)計的柜側(cè)板弧度，然后再進行側(cè)板T形肋與弧形板的拼裝，拼裝與焊接在專用胎具上進行，只焊接板與T形肋外部連接焊縫，焊接后，按側(cè)板制作檢項對裝配后的側(cè)板進行檢查。

5）圓形煤氣柜浮升施工后，側(cè)板的安裝方法同浮升前（用柜頂起重機安裝），但每安裝一帶側(cè)板，安裝方向要更換一次。每浮升一次，安裝一帶側(cè)板。

（2）減小側(cè)板上部油箱溢流口處密封油供給量。

1）傳統(tǒng)的圓形煤氣柜工藝設(shè)計是每個油泵站對應(yīng)一個側(cè)板上部溢流油箱，密封油在油泵站經(jīng)過油水分離后，將油水分離后的密封油用油泵經(jīng)上升管打入煤氣柜上部溢流油箱中。以30萬m3稀油密封圓形高爐煤氣柜為例，一般設(shè)計共分為6個油泵站、6個側(cè)板上部溢流油箱，每個油泵站對應(yīng)一個側(cè)板上部溢流油箱。而改進措施是每個油泵站在上升管合適位置采取分支系統(tǒng)，每個油泵站對應(yīng)兩個側(cè)板上部溢流油箱，這樣在每個油泵站啟動時能顯著減少每個側(cè)板上部溢流油箱的密封油供給量，從而大大降低了密封油在側(cè)板上部溢流油箱處飛濺的概率。在天鐵集團15萬m3稀油密封多邊形煤氣柜中就采用該方案，具有良好的應(yīng)用效果。

2）同理，在密封油上升管合適位置處增加支管，將支管引入油水分離器，支管閥門最好帶有刻度顯示。在氣柜調(diào)試過程中，調(diào)試人員根據(jù)觀察的側(cè)板上部溢流油箱溢流口處密封油流淌情況來調(diào)節(jié)支管閥門開啟程度，從而達到控制側(cè)板上部溢流油箱的密封油供給量的目的。在氣柜生產(chǎn)運行過程中，生產(chǎn)檢修人員也可以根據(jù)每個上部溢流油箱的密封油流淌情況來調(diào)節(jié)該閥門。

（3）確保側(cè)板上部溢流油箱溢流口處密封油流淌順暢。

1）側(cè)板上部溢流油箱溢流口的毛刺、卷邊必須打磨干凈。

2）因為現(xiàn)場安裝精度的原因，側(cè)板上部溢流油箱各個溢流孔的水平度一般都會有偏差。在氣柜調(diào)試時需在溢流口處觀察密封油的流淌情況，用銼刀等工具對溢流口進行處理，保證密封油從各個溢流口處均勻緩慢向下流淌，不能出現(xiàn)密封油只從個別溢流口流淌，別的溢流口不工作的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3）溢流口處的鋸齒需要彎曲，在氣柜調(diào)試時需在溢流口處密切觀察密封油的流淌情況，根據(jù)流淌情況再進一步對彎曲尺寸進行矯正。

3 結(jié)論

綜上所述，由于圓形煤氣柜濺油問題涉及到多個因素，因此需要設(shè)計、施工、生產(chǎn)檢修人員各司其職，不斷積累經(jīng)驗，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，才能徹底解決圓形煤氣柜運行中的濺油問題。

參考文獻

[1] 付淑艷.煤氣柜密封油損失的原因及補救措施[J].冶金動力，1997（5）：56-58.