焦炉阀体崩裂的原因及更换方案.pdf

第 2 期 总第 1 4 7 期 2 0 1 0年 4月 煤化工 Co a l C h e mic a l I n d u s N o 2 T o t a l N o 1 4 7 Ap r 2 01 0 焦炉 阀体崩裂的原 因及更换方案 任培兵 张树鑫 李顺堂 石家庄焦化集团有 限责任公司 石家庄 0 5 0 0 3 1 摘要简述了焦炉阀体 的结构 工作原理和连接方式 分析了阀体产生裂缝的原因及危 害 提出了阀体 的更换 方案 预 防措 施及建 议 关键词 焦炉阀体崩裂原因分析更换方案措施建议 文章编 号 1 0 0 5 9 5 9 8 2 0 1 0 一 0 2 0 0 5 3 0 2中图分 类号 T Q 5 2 2 1 5文 献标识 码 B 引 言 焦炉 阀体又 称水封 阀 翻板 座 是 连接 上升 管与 集气 管 并用 以切 断或接通炭 化室通 向集气管 的荒煤 气 其 中上升管与集气 管间荒煤气 的接通或切 断是通 过 阀体 内的水封翻板来 完成 的 当水封 翻板提起 时 因喷洒 的氨水而产 生约 4 0 m m的水封 高度 阻止炭化 室 荒煤 气进入 集气 管 当水封 翻板 倾放 时 便 失去水 封 而使炭化 室中 的荒煤气 进入集气管 阀体 固定 在集气 管上 上部与 桥管 以承 插方式 连接 1 大部 分集气 管 横截 面为 圆形 在侧 面开 圆形孔 通 过短 节与 阀体 连 接 也 有部分 炉型 集气 管横 截面 设计 为 U型 顶部 开 马蹄 形 口子 直接 与阀体 上的 马蹄形 法 兰连接 但 这种设计会导致集 气管顶部 容易积存 灰尘 氨水 焦 油等 物质 长 时间会 严重腐蚀 顶部钢板 焦炉 生产到 中期 后 阀体产 生裂纹 裂缝 的现象会 越来越 多 更换 上 升管阀体是一项 重要 的工作 石 家庄焦化 集团有 限 责任 公司原 有 J N 6 0 8 2型 焦炉两座 7 3孔及 二分 下喷 复热式 焦炉 7 0孔 在处理 阀体问题方 面积 累了较为丰 富的经验 现就焦 炉阀体 崩裂的原 因 更换 方案及预防 措施做一探讨 从材质 上分析 阀体大 多为灰 口铸铁 铸造 灰铸 铁在化 学成分上 的特点是碳 高及 S P杂质高 这就增 大 了铸件 对冷 却 速度变 化 的敏感 性及 冷 热裂 纹 的敏 感性 在力学性 能上的特 点是强度低 基本无塑性 另 外 铸 造过 程控 制或 安装 过程 控制 有 问题 也会 导致 铸 件 内部有 砂眼 裂 纹 1 2 阀体 的安装与连 接 阀体上部与桥管之所以以承插方式连接 就是为 了吸收这两个构件 问的位移 在实际生产 中 为了治理 氨水溢 出 往 往将 填料砸 实 砸死 由于 炉体 的膨胀 使水 封 阀体 与桥管和集 气管间产 生了较 大的应力 造 成 的 集气管 的外滚现象 也会使桥 管 阀体 出现炸裂 1 3荒煤气 降温 操作不 当 阀体产 生热应力 煤 气在 上升 管时温 度可 达 8 0 0 左右 桥 管处 氨 水喷 洒后 可降 到 2 0 0 3 0 0 也 就是说 阀体 的温 度应 在 2 0 0 3 0 0 之 间 喷洒 效 果不好 时 阀体温 度会 升至 3 0 0 以上 产 生热应力 循环氨 水停止喷 洒 阀体 温度就会 急剧 升高 如 果循环 氨水 再恢复供 给 正 常情 况下应 控制 喷洒量 由小 及大 使 阀体逐 渐降温 但 生产实践 中 往往 忽视 此 问题或没 有时间及 时关 闭 关小 喷洒氨水 旋塞 导 致 阀体急剧 降温 内部 应力会破坏铸 件 的完 整 1 阀体 裂 缝产 生 的原 因 2 阀体 产 生 裂缝 的危 害 1 1 阀体材质 及制作 收 稿 日期 2 0 0 9 1 1 0 1 作者简介 任培兵 1 9 6 2 一 男 1 9 8 2年毕业 于河北化工 学院 教授级高级工程师 主要从事煤化工生产应用和技 术开发工作 2 1缩短焦炉寿 命 炼 焦生 产过 程 中 从 炭 化室来 的荒煤 气 其 温度 为 7 5 0 8 5 0 在桥 管上不 断被 循环 氨水喷 洒 降 温 使 荒煤 气温 度 迅速 降 到 8 0 9 0 如 阀体产 生 裂缝 喷洒 的氨水将 从裂缝 中漏出 滴 到炉面 损坏炉 体 减少 焦炉使用 寿命 一 5 4 一 煤 化 工 2 0 1 0 年第12 期 2 2污染环境 当集气 管正压 时 荒 煤气就会 从裂缝 中 冒出 污 染环 境 集气管 负压 时 空 气会从裂 缝处 吸入 导致煤 气 中含氧量超标 影 响后 续工段 电捕焦油 器 的操作 此外 如果 阀体 开裂严 重 一旦 断裂 分 离甚至脱 落 必将形成难 以控 制的事故 隐患 3 崩裂阀体 的更换方案 更换 阀体的关键是拆 卸时集气管压力 的控制 众 所周 知 拆 卸 阀体 时压 力控 制不 当负压过 大 煤 气管 道 中进 入 大 量 空 气 空气 与煤 气 混 合 到一 定 程 度 4 6 3 6 爆炸极 限 就可 以形成爆 炸气 体 如集气 管压 力控制 过高 荒煤 气从 集气 管 冒出 一方 面检修 人员无 法作 业 另一 方面 冒出的荒煤气遇 到火源也 引 发安全 事故 因此更换 阀体 必须坚 持两个原 则 一是 严禁 现场有火源 二是压力控制得 当 3 1 准备工作 首先 检查新 阀体是 否有质量瑕 疵 螺丝 孔是否 对 位 检查无误后 把新 阀体翻板 轴上盘根重新 填塞 压 好 保 证翻板 试验 灵活 二是 制作 好 阀体 与集气 管 接 口的盲板 和装煤 口临时放 置 的假烟 囱 三 是准 备 好 上升管 吊走后 盖上 升管 口的 岩棉毡 石 棉板 厚 铁 板 1 0 m 厚 并备 足阀体 水封用 水 四是准 备好密 封 集 气管 与 阀体 接 口的专 用工 具 提前一 天把 集气 管 或短节 与 阀体连接 的螺丝 更换为新螺丝 以缩短 更 换时间 五是备 好灭火器 专 用灭火工具 等劳保用具 3 2 更换程序 对单集气管焦 炉 先将待 更换 阀体对 应炭化室 的 焦炭推 出 保 持空炉状态 对双集气管焦 炉 可在结 焦 末期将另一侧 高压氨水 阀打 开 然后 吊走该 阀体对 应 的桥管及上 升管 上 升管 口用铁板盖住 将集气 管压力调 到 0 5 P a 密切 注意 压力变化 及时调节 尽可能保持稳定 起 吊上升管前 关闭氨水 门 卸 开氨水 管道 在 远离上 升管 侧 的漏煤 口上架 好 假烟 囱 底 部密封 关 闭翻板 吊起上升管 立即用石 棉板盖住上 升管底 E l 放上铁板 卸下 翻板 砣 起 吊阀 体 阀体 吊起后 立 即更换 为专 用工具密封 将 法兰处 刮平 然后再 用石棉板掩住管 口 用螺丝压 紧 以防止 空气进入 安装新 阀体 捅透石棉 板 迅速关 闭翻板 往 阀体 内不 断注水 密封 吊装上 升管 对好位 置后 撤 去铁板及石棉板 将底座处 清扫干净 落 下上升 管 密封 密 封承插 口 安装 翻板砣 关 闭翻板 连接氨 水 管道 打开 氨水 门 撤烟 囱 清理现场 阀体更 换完 成 后恢复集气管 的正常压力 恢 复焦炉正常生产 4预 防 阀体 崩 裂 的措 施 及 建 议 4 1 提高氨水 系统管理水平 提高设备维检水 平 减少循环 氨水停止 喷洒的频 次 杜绝循环 氨水长 时 间停 止 喷洒 的现象 尤其 是在 重新恢复氨水 喷洒时 操作人 员一定严格执行 操作规 程 控制喷洒 量 由小及大 避免阀体温度急冷急热 4 2改善 阀体 材质 长期 以来 阀体 一 直 延 用 普 通 灰 铸 铁 H T 1 5 o I H T 2 0 0 如 果将阀体材质改 为蠕墨铸铁 R U T 3 4 0 与灰铸 铁 低 铬铸铁 比较 具有 较高 的耐热 抗拉 力强度 及延 伸率 耐疲 劳性能 良好 抗 弯强度高 能够满 足焦炉炉 体设备对材 质的要求 4 3加强炉体 设备的维护管理 阀体 上部 与桥 管之 间的承 插 口部 建议 使用 石棉 绳塞 紧 表 面 以填 料抹严 防止 冒烟及杂 物落人 承插 口 并定期 检查处理 避免使用耐火 泥料 黏结剂等物 质填塞 保 证阀体与桥管之 间的软连接 参 考 文 献 1 于振 东 蔡承 占 焦炉 生产技 术 M 沈阳 辽 宁科学技 术 出版 社 2 0 0 2 7 5 8 O 2 潘 立 慧 魏松 波 炼 焦技 术 问答 M 北京 冶金 工 业 出版 社 2 0 0 7 l l 6 Ru p t u r e Ca u s e o f t h e Co k e Ov e n Va l v e Bo d y I t s Re p l a c e me n t a n d P r e v e n t iv e Me a s u r e s R e n P e ib in g Z h a n g S h u x in a n d L i S h u n t a n g S h O ia z h u a n g C o k in g G r o u p C o L t d S h i j ia z h u a n g 0 5 0 0 3 1 A b s t r a c t T h e s t r u c t u r e o f t h e c o k e o v e n v a l v e b o d y i t s w o r k i n g p r i n c ip l e a s w e l l a s i t s c o n n e c t io n w e r e in 州 州 in b ri e f T h e r u p t u r e c a u s e a n d t h e s u b s e q u e n t h a r m o f t h e o v e n v a l v e b o d y w e r e a n aly z e d T h e v alv e r e p l a c e m e n t t p r o g r a m t h e p r e v e n t iv e me a s u r