轉(zhuǎn)爐煤氣柜常見的故障及對(duì)策探討

袁偉豪

陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司，中國·陜西 漢中 724200

1 引言

鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步對(duì)煤氣柜運(yùn)行提出了更高的要求。作為一種重要燃料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備——轉(zhuǎn)爐煤氣柜的作用和地位愈發(fā)重要起來，而如何提高其使用壽命和運(yùn)行可靠性也成為行業(yè)研究熱點(diǎn)。轉(zhuǎn)爐煤氣是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，其中主要成分為CO和CO2，其熱值約為高爐煤氣的2倍，可作為原料氣制備高附加值的化工產(chǎn)品，也可直接用于煉鋼或作為燃料使用[1]。

2 工作原理

在該轉(zhuǎn)爐煤氣柜中，型式為橡膠膜密封型干式煤氣柜，容量為80000m3，貯存介質(zhì)為轉(zhuǎn)爐煤氣，貯氣壓力是2.5～3.0kPa，貯氣溫度＜72℃，貯氣濕度為飽和，貯氣含塵量為100mg/m3，煤氣吞吐量為200000m3/h，最大吞吐量是400000m3/h。

煉鋼轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，產(chǎn)生轉(zhuǎn)爐煤氣，通過電除塵后，轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)入進(jìn)口管道時(shí)，溫度在60℃左右，壓力也在0.5kPa左右，隨后將煤氣引入轉(zhuǎn)爐煤氣柜內(nèi)（見圖1）。煤氣柜上的閥門主要有緊急放散閥門、氮?dú)庋a(bǔ)充閥，本體設(shè)計(jì)一套繩式柜位計(jì)和一套激光式柜位計(jì)。煤氣柜出口管道設(shè)計(jì)6臺(tái)離心式煤氣加壓機(jī)，通過加壓機(jī)將轉(zhuǎn)爐煤氣管網(wǎng)壓力調(diào)整在9～14KPa后供用戶使用，根據(jù)用戶用量的不同及柜容的變化，通過調(diào)節(jié)回流管道閥門及調(diào)節(jié)加壓機(jī)頻率來控制送出量。每月定期通過柜體層門進(jìn)入活塞上部進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)測量及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，許多關(guān)鍵參數(shù)直接影響煤氣柜的穩(wěn)定運(yùn)行，因此在日常工作中要做好運(yùn)行監(jiān)護(hù)和維護(hù)保養(yǎng)工作，特別是檢修后的設(shè)備進(jìn)行必要的復(fù)驗(yàn)尤為重要。

3 轉(zhuǎn)爐煤氣柜常見的故障

3.1 煤氣柜電控儀表部分與現(xiàn)場實(shí)際有偏差

煤氣柜本體及附屬設(shè)施都設(shè)置有大量的儀器儀表，與生產(chǎn)系統(tǒng)緊密相連，特別是聯(lián)鎖控制和預(yù)警設(shè)施，是防范煤氣柜發(fā)生事故的最前沿的關(guān)卡。然而，煤氣柜本體及附屬設(shè)施的儀表校驗(yàn)與匹配性是一個(gè)極大的考驗(yàn)，因煤氣柜附近均屬于防爆區(qū)域，線路敷設(shè)相對(duì)復(fù)雜，大多選用電纜溝或者埋地敷設(shè)，因?yàn)楝F(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境與沿途信號(hào)衰減，會(huì)造成儀表數(shù)據(jù)與實(shí)際有所偏差，特別是在柜內(nèi)氧含量測量及活塞扭轉(zhuǎn)、漂移等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差未得到及時(shí)校驗(yàn)和維護(hù)，引發(fā)的后果難以想象。

3.2 轉(zhuǎn)爐煤氣柜主要部件維護(hù)要領(lǐng)掌握不當(dāng)

在本設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)爐煤氣柜中，由于密封使用的是難燃性合成橡膠，所以實(shí)際的耐腐蝕性和強(qiáng)度等相對(duì)理想，要采取必要的維護(hù)措施。在轉(zhuǎn)爐煤氣柜主要部件運(yùn)行環(huán)節(jié)，相關(guān)維護(hù)人員缺乏維護(hù)意識(shí)，以至于尖銳的東西碰撞密封膜，從而引發(fā)了其他問題[2]。此外，盡管密封膜難燃，但過高溫度會(huì)使得皮膜快速老化，在動(dòng)作中可能出現(xiàn)龜裂等情況，所以附件周邊不可動(dòng)火，若需要?jiǎng)踊饡r(shí)，應(yīng)該采取合理的防火、隔熱措施。部分工作人員對(duì)防火、隔熱措施準(zhǔn)備不當(dāng)，使得轉(zhuǎn)爐煤氣柜皮膜受到損傷，嚴(yán)重影響運(yùn)行，最終干擾實(shí)際效果。

3.3 轉(zhuǎn)爐煤氣柜設(shè)備操作人員缺乏相關(guān)知識(shí)

在日常運(yùn)行過程中，由于操作人員對(duì)設(shè)備性能及系統(tǒng)工藝不熟悉，同時(shí)專業(yè)知識(shí)、技術(shù)水平掌握有限乏等因素，特別是新轉(zhuǎn)崗或新入職人，在具體操作時(shí)會(huì)出現(xiàn)各式各樣的問題與操作風(fēng)險(xiǎn)。在日常工作過程中，由于操作人員對(duì)相關(guān)設(shè)備和工藝不熟悉，同時(shí)由于沒有專業(yè)知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)水平有限等因素，導(dǎo)致在具體操作時(shí)出現(xiàn)各種各樣的問題。例如，操作人員沒有根據(jù)季節(jié)的特性進(jìn)行針對(duì)性操作，特別是冬季，氣柜內(nèi)外溫差較大，轉(zhuǎn)爐冶煉節(jié)奏不規(guī)律時(shí)，柜容控制過低，較長時(shí)間未回收，柜內(nèi)轉(zhuǎn)爐煤氣急速冷卻，造成柜容失控，輕則引起設(shè)備連鎖停機(jī)，重則致使煤氣柜活塞板快速觸底，引發(fā)重大設(shè)備事故；夏季溫度過高，在進(jìn)柜定檢或后續(xù)生產(chǎn)節(jié)奏減緩等，引發(fā)高柜容沖頂事故；等等。

因此，在煤氣柜運(yùn)行操作過程中，擁有專業(yè)技術(shù)、豐富經(jīng)驗(yàn)的員工進(jìn)行檢查、監(jiān)督，會(huì)大大降低事故發(fā)生的概率。另外，設(shè)備本身的隱患消缺及定期維護(hù)保養(yǎng)水平也是避免事故的發(fā)生。這些問題大多都是因?yàn)闆]有熟練掌握相關(guān)知識(shí)而引起的，所以在提高安全管理水平的同時(shí)，也不能放松設(shè)備操作技能和系統(tǒng)協(xié)調(diào)平衡的大局觀。

3.4 設(shè)備老化嚴(yán)重，存在很大安全隱患

因轉(zhuǎn)爐煤氣柜屬于中段存儲(chǔ)設(shè)備，受外界影響因素較大，轉(zhuǎn)爐煙罩下降不夠，吹煉過程中產(chǎn)生大量CO2的同時(shí)，溫度也急劇增加，雖然通過電除塵及冷卻塔后，溫度有所下降，但高溫對(duì)于煤氣柜橡膠皮膜威脅非常大，特別是冷卻塔水泵檢修或冷卻效果達(dá)不到預(yù)期值時(shí)，煤氣柜橡膠皮膜遇高溫加劇老化速度，通過調(diào)查，同一款橡膠皮膜在40℃溫度運(yùn)行6年才開始出現(xiàn)皮膜老化現(xiàn)象，而橡膠皮膜在60℃溫度下運(yùn)行3年就開始出現(xiàn)老化、裂紋，甚至出現(xiàn)破損穿孔現(xiàn)象，造成煤氣泄漏，給設(shè)備運(yùn)行帶來重大風(fēng)險(xiǎn)。因轉(zhuǎn)爐煤氣內(nèi)成分較為復(fù)雜、除塵方式的不同，含水量也不盡相同，大部分干法除塵后設(shè)置有煤氣冷卻塔，在回收過程中也會(huì)帶入大量較高溫度的水蒸氣，濕法除塵后煤氣溫度有所下降，含水量卻明顯增高，煤氣設(shè)備大部分使用的鑄鋼閥門、橡膠皮膜柜下部鋼板與煤氣直接接觸，經(jīng)過長時(shí)間腐蝕，會(huì)造成閥門閥芯銹蝕關(guān)閉不嚴(yán)、柜壁板腐蝕穿孔等泄漏煤氣的安全隱患，泄漏得不到有效處理，有引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

4 轉(zhuǎn)爐煤氣柜管理對(duì)策探討

4.1 建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度，規(guī)范操作流程及注意事項(xiàng)

①制定出相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制，使得每個(gè)員工都能夠認(rèn)真遵守，從而保證整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)順利進(jìn)行下去。

②在日常生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格遵守安全管理規(guī)定和制度要求。

③要按照工藝流程進(jìn)行操作，對(duì)于一些危險(xiǎn)性較大或者是容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)要提前做好準(zhǔn)備工作，避免出現(xiàn)不必要的損失或是事故。

④加強(qiáng)監(jiān)督檢查和管理，定期檢查設(shè)備運(yùn)行情況以及是否有異常情況發(fā)生，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即上報(bào)給相關(guān)部門，以便采取有效措施加以解決。

⑤及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在隱患并排除故障。發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理，確保設(shè)備正常運(yùn)行。

⑥加強(qiáng)現(xiàn)場管理工作，做好各種臺(tái)賬資料的整理工作：做好各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)記錄工作；做好設(shè)備、工器具等物資以及備品備件的保管工作。

⑦建立和完善各項(xiàng)管理制度，制定各項(xiàng)作業(yè)指導(dǎo)書；制定各種應(yīng)急預(yù)案和事故處理辦法、檢修作業(yè)程序、工藝規(guī)程等。

⑧加強(qiáng)各類專項(xiàng)整治活動(dòng)和隱患排查治理活動(dòng)。

⑨加強(qiáng)職工安全教育培訓(xùn)工作，針對(duì)職工中存在的各種不安全現(xiàn)象及行為要加大教育力度，提高職工安全意識(shí)和安全技術(shù)素質(zhì)。

⑩認(rèn)真做好生產(chǎn)技術(shù)統(tǒng)計(jì)和臺(tái)賬資料整理工作，按照規(guī)定定期收集整理各類臺(tái)賬資料并歸檔保存。

4.2 對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣柜安裝過程的要求

①煤氣柜安裝時(shí)應(yīng)保持穩(wěn)定，并有足夠的空間保證工作人員順利作業(yè)，便于安裝和檢修。

②應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的尺寸和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行煤氣柜的現(xiàn)場組裝（包括支架、吊耳及附件）并進(jìn)行試壓，安裝前應(yīng)先檢查煤氣柜的電氣線路連接是否正確。

③在使用煤氣柜前應(yīng)按規(guī)定對(duì)煤氣柜的操作環(huán)境和條件進(jìn)行試驗(yàn)，確認(rèn)符合要求后方可使用。

④煤氣柜安裝后應(yīng)對(duì)其各部分進(jìn)行試壓，試壓時(shí)工作人員必須戴好防護(hù)用品，穿好防護(hù)鞋，穿好防護(hù)服，不得穿帶鐵釘?shù)钠ば?、布鞋等易產(chǎn)生靜電的鞋子。

⑤在使用過程中還要定期檢查各部位連接處有無松動(dòng)現(xiàn)象及密封部位有無滲漏現(xiàn)象，必要時(shí)還必須對(duì)煤氣柜及其附屬設(shè)施進(jìn)行檢修和保養(yǎng)。

⑥在對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣柜工作過程中，操作人員應(yīng)按規(guī)定穿戴好勞動(dòng)防護(hù)用品。

⑦使用過程中必須隨時(shí)注意觀察各電氣、儀表的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。轉(zhuǎn)爐煤氣柜內(nèi)工作人員不得擅自拆除或更換有關(guān)裝置，檢修設(shè)備時(shí)必須經(jīng)專業(yè)管理人員同意后方可進(jìn)行。

4.3 加強(qiáng)對(duì)職工安全教育培訓(xùn)工作

①增強(qiáng)職工安全意識(shí)和責(zé)任感，嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程，杜絕違章操作行為，杜絕違章指揮行為以及杜絕習(xí)慣性違章行為。

②強(qiáng)化日常檢查和監(jiān)督檢查制度，在日常檢查過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

③要加大宣傳教育力度，提高職工的思想認(rèn)識(shí)、增強(qiáng)責(zé)任感。為了提高企業(yè)員工的綜合素質(zhì)，必須重視對(duì)其進(jìn)行相關(guān)知識(shí)和技能的培養(yǎng)與提升，在日常生產(chǎn)中要注重強(qiáng)化對(duì)職工安全教育培訓(xùn)工作力度，使得每一位職工都能夠掌握相應(yīng)的專業(yè)技能，從而保障整個(gè)生產(chǎn)過程更加安全穩(wěn)定、高效有序開展[3]。

4.4 掌握定期維護(hù)的要領(lǐng)

在日常檢查維護(hù)中，應(yīng)該結(jié)合控制室的各種儀表詳細(xì)分析，落實(shí)好現(xiàn)場巡視工作，判斷是否存在煤氣泄漏情況。周檢查維護(hù)中，應(yīng)該以活塞傾斜測定和密封間隙測定當(dāng)作重點(diǎn)，實(shí)際測量要在煤氣柜實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)開始后的3～4個(gè)月進(jìn)行，若是發(fā)現(xiàn)測量值尚未存在異常情況，可以調(diào)整測量周期，讓其適當(dāng)延長。月例行檢查維護(hù)中，要對(duì)調(diào)平裝置、測量儀表等進(jìn)行檢查，對(duì)于軸承的給油要結(jié)合周圍大氣情況加以判斷，但是因?yàn)闈櫥瑹o污染，所以可以保證3～6個(gè)月的正常運(yùn)行，相關(guān)檢查僅僅是外觀檢查。儀表現(xiàn)場測量儀器都是在煤氣柜下部，所以檢查和維護(hù)過程簡易。調(diào)平裝置的鋼繩上可以間隔3個(gè)月涂抹潤滑脂，一年要進(jìn)行一次全面細(xì)致的綜合檢查，針對(duì)鋼絲繩或者是其他的組成部分，要重點(diǎn)結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行操作。如橡膠密封膜的修補(bǔ)環(huán)節(jié)，應(yīng)該考慮是否存在有毒氣體，應(yīng)該在良好的運(yùn)行狀態(tài)下貼補(bǔ)修理。若是密封膜大面積損傷，煤氣柜出現(xiàn)了停運(yùn)的情況，要在柜內(nèi)煤氣完全放空的情況下修補(bǔ)。

4.5 整理故障原因并妥善處理

轉(zhuǎn)爐爐前控制柜在使用過程中，由于其內(nèi)部的溫度比較高，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生很多熱量。當(dāng)這些熱量通過散熱片散發(fā)到空氣中時(shí)，就會(huì)引起煤氣柜的溫度升高。如果不及時(shí)處理，就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐煤氣量出現(xiàn)不足或者是出現(xiàn)其他情況。由于對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行控制的時(shí)候，需要從轉(zhuǎn)爐內(nèi)部對(duì)其進(jìn)行熱交換，如果不及時(shí)處理，很容易導(dǎo)致煤氣含量減少或者是出現(xiàn)其他問題。如果不能及時(shí)處理的話，就很容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐的正常生產(chǎn)。在使用中如果出現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐爐前控制柜的內(nèi)部溫度過高、壓力過大，或者是產(chǎn)生了其他影響的時(shí)候，就要及時(shí)通知檢修人員對(duì)其進(jìn)行處理。

一般情況下轉(zhuǎn)爐爐前控制柜使用過程中存在三種情況出現(xiàn)：

第一種情況是熱膨脹引起液位下降或者是使液體壓力波動(dòng)較大造成的；

第二種情況是因?yàn)闊崤蛎泴?dǎo)致轉(zhuǎn)爐爐前控制柜溫度上升及壓力升高；

第三種情況是熱膨脹導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐爐前儀工作不正?；蛘呤前l(fā)生了故障而引起的。

如果不能及時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)爐爐前控制柜溫度進(jìn)行調(diào)整的話，就會(huì)影響到生產(chǎn)操作。煤氣柜在使用過程中如果不能保持一定的通風(fēng)條件的話，就很容易導(dǎo)致空氣中含有氧氣時(shí)而造成氧含量過高引起故障發(fā)生。在煤氣柜工作中由于壓力過大，造成的溫度升高也會(huì)引起液位上升或下降情況；在安裝過程中如果不能保證煤氣管道內(nèi)的潔凈程度時(shí)就很容易出現(xiàn)漏氣問題以及在操作過程中容易出現(xiàn)事故發(fā)生，所以轉(zhuǎn)爐爐前控制柜內(nèi)溫度要保持相對(duì)穩(wěn)定。

5 結(jié)語

煤氣柜在冶金企業(yè)中起著重要作用，特別是合理、規(guī)范運(yùn)行是煤氣的根本。煤氣柜在生產(chǎn)中應(yīng)保證良好運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，避免出現(xiàn)安全事故。為了保障轉(zhuǎn)爐煤氣柜的安全運(yùn)行，需要加強(qiáng)對(duì)管理人員和操作人員的培訓(xùn)和教育工作。對(duì)于轉(zhuǎn)爐煤氣柜故障要及時(shí)處理并做好記錄工作。為了防止產(chǎn)生二次事故，轉(zhuǎn)爐閥必須定期進(jìn)行檢修以確保其正常運(yùn)行。轉(zhuǎn)爐氣柜是一個(gè)較為復(fù)雜的過程化設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件多等特點(diǎn)，需要管理人員對(duì)每個(gè)零件做到細(xì)致、認(rèn)真的檢查和維護(hù)工作，才能保證生產(chǎn)安全有效進(jìn)行。