焦炉阀体_焦炉阀体泄漏的有效快速治理

　　中图分类号：TQ5 文献标识码：A　　摘要：焦炉阀体开裂会恶化操作环境，腐蚀设备，严重影响着焦炉的安全生产。本文介绍了造成焦炉阀体开裂、泄漏的原因，阐述了改进原理，采取制作铁卡箍，配以特制泥浆、石墨盘根，将其紧箍在阀体上面治理泄漏的方法，提出了节约生产成本的有效途径。
　　关键词：阀体；泄漏；治理
　　0 前言
　　阀体又称水封阀，是焦炉荒煤气导出系统的主要设备，其连接桥管与集气管，用来切断或接通炭化室内产生的的荒煤气和集气管的联通，它与桥管间采用承插形式进行连接。接通或切断荒煤气靠阀体的阀盘提起或放下来完成，焦炉出焦前压下阀盘，桥管处喷洒的循环氨水在阀盘上部产生约40mm高度的水柱，由水柱阻断集气管和炭化室之间煤气的流通，将待推焦炭化室从煤气系统中隔离开；其它时间阀盘提起，水封功能消失，炭化室内产生的荒煤气通过阀体进入集气管，送至化产车间进行净化处理。焦炉投产一段时间后，由于阀体制造、安装原因或生产实际操作不当就会导致阀体产生不均匀应力而产生变形与开裂，造成泄漏而报废，被迫更换。
　　1 主要原因
　　1.1 阀体材质及制作
　　阀体材质多为灰口铸铁铸造，其主要杂质成分C、S和P,对冷却速度变化及冷热裂纹都有较强的敏感性，具有脆性大，强度低，无韧性等弱点。另外，铸造制作过程因浇注不当也可致内部产生砂眼或裂纹，因此在使用过程中，因外部温度的较大变化或外力作用下，极易产生裂纹，造成泄漏。
　　1.2 操作不当
　　实际生产过程中因停电、循环氨水泵故障造成循环氨水无法供应时，或因氨水喷头堵塞，喷洒效果不好，使得从炭化室出来的700～850℃荒煤气不能被循环氨水冷却，造成阀体温度升高，最高可达500℃以上，而当循环氨水恢复正常时，荒煤气被正常冷却，阀体温度迅速降至80℃左右，阀体反复急冷急热，其内部产生热应力不能均匀、缓慢消失，从而造成阀体铸件开裂变形而泄漏。
　　1.3 桥管和阀体承插口之间安装与连接不当
　　水封阀体上部和桥管以插套方式连接，两者之间约有15mm的间隙，在焦炉进行烘炉时，两者之间产生相对位移可以通过这种间隙被吸收，烘炉结束后为确保承插口部位严密，一般先用石棉绳填满承插口处的间隙，然后再用精矿粉、玻璃水和耐火土按一定比例和成的混合泥浆进行填塞密封，泥浆凝结后，桥管和阀体成为一体，便两者之间可以自由相对位移的功能失去作用，当炉体在生产过程中继续慢慢膨胀，阀体和桥管出现较大位移时阀体便会受到挤压，负荷变大，从而造成阀体开裂泄漏。
　　2 生产现状
　　安阳钢铁股份有限公司焦化厂第一炼焦车间的两座焦炉分别投产于2003年8月和2007年9月，经过近多年的生产运行，部分阀体处相继出现开裂情况，导致氨水和荒煤气泄露，不但恶化操作环境，而且给安全生产带来很大隐患。由于泄露部位紧靠上升管的直管和桥管上部的法兰连接处，作业空间狭小，施工极为不便，处理难度大。传统的处理方法是先用石棉绳将裂缝塞住，不再流氨水后，裂缝外表面再用特制泥浆封住，但由于石棉绳遇水后会产生粉化，当密封用泥浆干后，就会产生细小裂纹，氨水和荒煤气继续从裂纹中漏出，
　　效果不好，且两三天就要处理一次，工人劳动强度大，疲于奔命，并且该方法不能阻止裂纹继续扩大，一旦阀体继续开裂，最多维持两个月左右就得更换阀体，一道裂缝就造成整个阀体的更换，大大增加了设备更新费用，增加了生产成本。为此我们仔细研究造成阀体产生裂纹的原因，探索新的堵漏措施和方法，最后确定采取制作铁卡箍，配以特制密封泥浆、石墨盘根，将其紧箍在阀体上面的方法，效果明显，处理后，裂纹不再扩大，最低使用时间可达一年以上，较好地解决了阀体泄漏问题，延缓了阀体的使用寿命，节约了大量阀体更换费用。
　　3 设计原理
　　3.1 比照阀体尺寸，用长度为850mm、宽150mm的钢板制作成两个半圆弧状铁箍，铁箍厚度约3～5mm,每个铁箍两端打两个Ф10mm的孔，然后用螺栓把两个半圆形铁箍连接成一个完整的卡箍，作紧固阀体用。
　　3.2 卡箍紧固后可对阀体产生向内的保护性压力，可阻止阀体裂缝进一步扩大。
　　3.3 在整个铁卡箍的下部用胶水粘一圈15×15mm的方形石墨盘根，闭环状的石墨盘根可将特制的密封泥浆托住，并将其束缚于铁卡箍与阀体之间的泄漏处，防止泥浆脱落。
　　3.4 紧固铁卡箍螺栓时产生的拉紧力可将密封泥浆挤入裂缝，并且在裂缝四周形成一层牢固的密封层，彻底消除泄漏。
　　3.5 石墨盘根遇水不会变质，且耐压能力强、弹性好，当发生再次泄漏时，只需紧固螺栓，增加铁卡箍收缩度即可，工作量大为减小，非常方便。
　　3.6 若铁卡箍在使用一段时间后因腐蚀或其它原因损坏造成氨水或荒煤气再次出现泄露，起不到密封作用时，可以重新制作安装新的铁卡箍。
　　4 操作方法
　　4.1 准备好铁卡箍、特制密封泥浆和石墨盘根、胶水、手锤、手钳、钢丝刷、扳手等工具。
　　4.2 用钢丝刷清除阀体开裂处表面附近的杂质，保持密封界面干净。
　　4.3 用胶水将石墨盘根固定在铁卡箍的下部，在盘根周围均匀抹上特制密封泥浆，对准阀体裂缝处，紧固铁卡箍螺栓，使铁卡箍和阀体外壁之间留有5～10mm的缝隙。
　　4.4 关闭待处理号的低压循环氨水阀门，往铁卡箍与阀体间的缝隙内灌入特制密封泥浆，利用泥浆的流动性填满内部空间，并用螺丝刀捣实，再将特制密封泥浆的上部填上石墨盘根，表面和铁卡箍上沿齐，使盘根成为一个闭环，防止收紧铁卡箍时密封泥浆被挤出。
　　4.5 待泥浆略微变干变硬后，开始拧紧螺栓，逐步使铁卡箍收紧，使泥浆进入裂缝。
　　4.6 最后再打开低压循环氨水阀门，恢复正常生产，检查处理效果，若还有泄漏，再轻轻紧固螺栓，直至不再泄漏为止。
　　5 效果
　　两座焦炉共有32个水封阀体存在不同程度的裂纹而泄露，经过采用加固铁卡箍方法处理以后泄露情况全部得到有效治理，有效率100%。实践证明，这一方法是切实可行的，既不影响生产，又效果明显，整个过程只需两个人三十分钟就可完成，省时省力，而且经济效益显著，以1个阀体6200元计算，除去更换阀体所用其它材料和人工、吊车费用外，仅购买阀体设备费用一项一年就可节约设备购置费 19.84万余元。
　　6 改进建议
　　6.1 严格执行焦炉标准化作业程序，提高职工操作技能水平，定时检查氨水喷头堵塞状况，保证循环氨水喷洒良好，消除因循环氨水喷洒效果不好而造成荒煤气不能被冷却引起阀体急冷急热造成开列的因素。
　　6.2 改进阀体材质，将普通灰口铸铁改为韧性更好的蠕墨铸铁材质。
　　6.3 在阀体和桥管的承插口部位只填入石棉绳进行密封，取消再在石棉绳上部用精矿粉、玻璃水、耐火土进行密封的措施，利用石棉绳的弹性来吸收阀体和桥管之间的相对位移，以承受焦炉在生产过程中出现的继续膨胀而产生的对阀体挤压负荷。
　　6.4 加强焦炉铁件管理，避免焦炉出现自由膨胀。
　　参考文献：
　　[1] 郑文华、于振东、蔡承祐《焦炉砌筑安装与开工》辽宁科学技术出版社，2004：126-128。
　　[2] 鞍山焦化耐火材料设计研究院热工站《焦炉技术管理规程》参考资料，1993：161-165。
　　作者简介：苏战伟，男，高级工程师，安阳钢铁股份有限公司焦化厂。