老龄化焦炉桥管阀体更换的实践

邓海龙，甘恢玉，李 平

（马钢股份有限公司炼焦总厂，安徽马鞍山 243000）

前言

某焦化厂JN50-02 型顶装焦炉投产十多年，部分桥管、阀体由于长期受荒煤气、焦油、氨水等侵蚀腐蚀严重，造成无组织放散，严重影响焦炉环保效果。因此需要对损坏的桥管、阀体进行更换。但是桥管、阀体是炭化室荒煤气输出的通道，特别是阀体，与集气管直接相连，如何在保证安全和环保的前提下对桥管和阀体进行更换，是一个较大的挑战。本文对近几年该焦化厂该型焦炉桥管、阀体更换的实践进行研究，最终形成成熟可靠的方案。

1 更换方案

1.1 更换时间的选择

焦炉预排生产计划，确定所更换的桥管阀体对应炭化室出焦时间。一般情况下炭化室实际结焦时间达到规定结焦时间的80%以上时，炭化室内焦炭基本成熟，荒煤气产量大大减少。此时安排与荒煤气接触的检修相对安全，并且对环境影响不大。该型焦炉当前规定接焦时间为19 h，检修时间应安排在19 h×80%=15.2 h之后，而实际检修作业需要2 h 左右，需提前1 h 做准备，故选择出焦前3 h 开始检修准备。

1.2 更换方案的介绍

更换过程包括以下5个步骤：

①更换前准备工作，包括人员、备件、材料、辅助器械等。

②进行更换作业期间的集气管压力监控与调节。

③集气管微负压下进行拆除吊离作业。

④集气管微负压下进行新阀体吊装作业，集气管微正压下进行新阀体安装作业，集气管正常压力下进行桥管和直管安装作业。

⑤系统恢复处理、人员撤离。

2 准备工作

选定所需更换的桥管、阀体对应的炉号，提前一天预排好更换期间的生产计划，尽量让对应炉号炭化室出焦时间在白班，确保更换作业白天进行。选择对应炭化室出焦前3h 开始更换作业的准备工作，此时该炭化室已处于结焦末期，无大量荒煤气产生。

做好以下准备工作：准备好表1 所列备件和材料；25 t或35 t吊车进场具备作业条件；与煤气净化工序联系好，更换作业准备期间和更换作业期间保持风机吸力稳定；检查确认集气管压力调节系统工作正常。

表1 备件和材料清单

安排热修工在结焦时间16 h 时开始掏干净阀体承插口及上升管直管底部的填料，将沥青装入铁桶放在装煤孔盖上加热至融化，加入精矿粉搅拌均匀，保温备用。其余各类人员开始做准备：压下翻板并固定，装煤工打开上升管盖，人工打开3道装煤孔盖，盖上装煤孔挡火盖板（如图1），防止装煤孔窜出的大火烧坏装煤车；上升管工将其中一根动力风管阀门打开，将风管从上升管直管上口插入进行压火，火焰从3 道装煤孔挡火盖板四周贴炉顶表面喷射；上升管工关闭对应水封上水管和对应炉号高低压氨水考克，停止水封上水和氨水喷淋；检修人员拆除水封上水管和氨水喷淋管；打开补充水软管阀门，将软管从氨水喷洒孔伸入阀体内补充清水。

图1 装煤孔挡火盖板

3 更换作业过程

3.1 作业条件

该型焦炉集气管分两段，全组焦炉分四段，其中两段对应33 个炭化室，两段对应32 个炭化室。安排上升管工跟踪调节集气管压力，作业段集气管压力调节改成手动调节，非作业段集气管压力仍采用自动调节。拆除作业时，作业段集气管压力应保持微负压，避免荒煤气溢出影响作业现场安全和环保效果；安装作业时，新阀体螺栓紧固前仍应保持微负压，螺栓紧固后应保持微正压，以便检查确认法兰连接完全密封；吊装桥管和直管时，应恢复集气管正常压力。一趟签号生产完需要3.5 h 左右，从一段集气管对应炭化室全部生产完开始计算，到再次生产到该段集气管对应的第一个炭化室所用时间约为2.3 h 左右，完全满足检修所需时间。为了避免更换作业过程中炭化室所对应集气管压力大幅波动，应等到该段集气管所对应炭化室全部生产完后开始检修作业，可保证检修安全的同时不耽误生产。

3.2 拆除作业

当作业所在集气管对应炭化室全部生产完毕后，起重工开始起吊上升管和桥管，热修工配合撬动。当上升管底座被吊离炉顶平面时，打开另一根动力风管阀门，将风管插入上升管座砖孔内压火。将补充水软管从氨水喷洒孔抽出，从承插口伸入阀体继续补充清水。

上升管调离后，立即清干净上升管底座砖周围的杂物，并用准备好的装煤孔盖盖上，用粘土火泥敷严。检查确认附近无明火，用粘土火泥抹严炉顶可能出现明火的裂缝。

上升管工调节对应集气管段压力为-10 Pa～-30 Pa。集气管压力稳定后，检修人员开始拆卸阀体螺栓。当只剩两侧最后对称两条螺栓时，先松开螺栓，让阀体法兰与集气管法兰之间出现30 mm 左右的间隙，此时插入准备好的盲板，并用铁丝将盲板与集气管法兰固定牢。 用粘土火泥将盲板四周密封好，防止冒烟。拆下所有螺栓，使用吊车将旧阀体调离集气管。上升管工密切关注集气管压力的变化并及时调整，确保压力在作业允许的范围内。

3.3 安装作业

旧阀体吊离集气管并安全落地后，立即安排新阀体吊装。新阀体对好位后，开始拆除盲板，同时向新阀体内补清水，并迅速完成螺栓紧固的作业。调整集气管压力为10 Pa～30 Pa，检查阀体法兰处是否漏水和冒烟，根据需要对螺栓进行调整，直至无漏水冒烟现象。此时再恢复集气管压力为正常压力，通常为（110±20）Pa。

移除上升管座砖上装煤孔盖，使用动力风管插入座砖孔压火。吊机将新组装好的上升管和桥管起吊对位好，撤去动力风管，将上升管落座，同时将桥管插入阀体承插口。将水管从桥管清扫孔插入补充清水。将动力风管从新上升管直管上口插入压火。

3.4 系统恢复处理、人员撤离

将处理好的石棉绳沿承插口四周放入捣紧压实，浇入搅拌好的沥青和精矿粉混合物。对直管底部进行密封处理。恢复高低压氨水喷洒管道，恢复上升管水封水上下水管，撤去压火用动力风管，安装水封槽盖。

移去装煤孔挡火盖板，盖上装煤孔盖。撤离检修人员后，上升管工将集气管压力调节由手动调节恢复到自动调节。

4 结论

在保证安全和环保的前提下，本方案能够不影响生产或者少影响生产。一般情况下，整个更换过程1 h准备、2 h作业完全足够。偶尔遇到桥管和阀体因填料未清干净等原因难以分离，作业时间可能会超过2h，但可控制在2.5 h 内，可以在允许范围内对生产略作调整。

该作业过程关键有三点：

（1）在旧上升管和桥管吊离前直至新上升管吊装完成这一段时间，要让炭化室火焰气流由焦侧向机侧流动改变为由机侧向焦侧流动，确保机侧集气管附近作业人员人身安全。

（2）旧阀体吊离和新阀体吊装过程中，确保集气管微负压，既防止荒煤气溢出影响作业现场的安全和环保效果，又避免集气管大量吸入空气影响集气管和煤气净化车间电捕焦油器的安全。

（3）在作为火焰出口的3 道装煤孔上盖上自制的装煤孔挡火盖板，可压低火焰喷射高度，避免烧坏装煤车等机车设备。结焦末期少量荒煤气直排时经过充分燃烧，不会对大气产生严重污染。