袁偉豪

陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司，中國·陜西 漢中 724200

1 引言

鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)技術的不斷進步對煤氣柜運行提出了更高的要求。作為一種重要燃料儲運設備——轉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行可靠性也成為行業(yè)研究熱點。轉爐煤氣是轉爐煉鋼過程中產(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。

煉鋼轉爐吹煉過程中，產(chǎn)生轉爐煤氣，通過電除塵后，轉爐煤氣經(jīng)入進口管道時，溫度在60℃左右，壓力也在0.5kPa左右，隨后將煤氣引入轉爐煤氣柜內(nèi)（見圖1）。煤氣柜上的閥門主要有緊急放散閥門、氮氣補充閥，本體設計一套繩式柜位計和一套激光式柜位計。煤氣柜出口管道設計6臺離心式煤氣加壓機，通過加壓機將轉爐煤氣管網(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)加壓機頻率來控制送出量。每月定期通過柜體層門進入活塞上部進行內(nèi)部數(shù)據(jù)測量及設備維護保養(yǎng)，許多關鍵參數(shù)直接影響煤氣柜的穩(wěn)定運行，因此在日常工作中要做好運行監(jiān)護和維護保養(yǎng)工作，特別是檢修后的設備進行必要的復驗尤為重要。

3 轉爐煤氣柜常見的故障

3.1 煤氣柜電控儀表部分與現(xiàn)場實際有偏差

煤氣柜本體及附屬設施都設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)鎖控制和預警設施，是防范煤氣柜發(fā)生事故的最前沿的關卡。然而，煤氣柜本體及附屬設施的儀表校驗與匹配性是一個極大的考驗，因煤氣柜附近均屬于防爆區(qū)域，線路敷設相對復雜，大多選用電纜溝或者埋地敷設，因為現(xiàn)場復雜的環(huán)境與沿途信號衰減，會造成儀表數(shù)據(jù)與實際有所偏差，特別是在柜內(nèi)氧含量測量及活塞扭轉、漂移等關鍵數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差未得到及時校驗和維護，引發(fā)的后果難以想象。

3.2 轉爐煤氣柜主要部件維護要領掌握不當

在本設計的轉爐煤氣柜中，由于密封使用的是難燃性合成橡膠，所以實際的耐腐蝕性和強度等相對理想，要采取必要的維護措施。在轉爐煤氣柜主要部件運行環(huán)節(jié)，相關維護人員缺乏維護意識，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，但過高溫度會使得皮膜快速老化，在動作中可能出現(xiàn)龜裂等情況，所以附件周邊不可動火，若需要動火時，應該采取合理的防火、隔熱措施。部分工作人員對防火、隔熱措施準備不當，使得轉爐煤氣柜皮膜受到損傷，嚴重影響運行，最終干擾實際效果。

3.3 轉爐煤氣柜設備操作人員缺乏相關知識

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

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

3.4 設備老化嚴重，存在很大安全隱患

因轉爐煤氣柜屬于中段存儲設備，受外界影響因素較大，轉爐煙罩下降不夠，吹煉過程中產(chǎn)生大量CO2的同時，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不到預期值時，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，給設備運行帶來重大風險。因轉爐煤氣內(nèi)成分較為復雜、除塵方式的不同，含水量也不盡相同，大部分干法除塵后設置有煤氣冷卻塔，在回收過程中也會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)過長時間腐蝕，會造成閥門閥芯銹蝕關閉不嚴、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)火災甚至爆炸的風險。

4 轉爐煤氣柜管理對策探討

4.1 建立健全各項規(guī)章制度，規(guī)范操作流程及注意事項

①制定出相應的獎懲機制，使得每個員工都能夠認真遵守，從而保證整個生產(chǎn)活動順利進行下去。

②在日常生產(chǎn)過程中要嚴格遵守安全管理規(guī)定和制度要求。

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

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

⑤及時發(fā)現(xiàn)存在隱患并排除故障。發(fā)現(xiàn)異常情況及時處理，確保設備正常運行。

⑥加強現(xiàn)場管理工作，做好各種臺賬資料的整理工作：做好各項生產(chǎn)技術數(shù)據(jù)的統(tǒng)計記錄工作；做好設備、工器具等物資以及備品備件的保管工作。

⑦建立和完善各項管理制度，制定各項作業(yè)指導書；制定各種應急預案和事故處理辦法、檢修作業(yè)程序、工藝規(guī)程等。

⑧加強各類專項整治活動和隱患排查治理活動。

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

⑩認真做好生產(chǎn)技術統(tǒng)計和臺賬資料整理工作，按照規(guī)定定期收集整理各類臺賬資料并歸檔保存。

4.2 對轉爐煤氣柜安裝過程的要求

①煤氣柜安裝時應保持穩(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應按設計要求的尺寸和技術標準進行煤氣柜的現(xiàn)場組裝（包括支架、吊耳及附件）并進行試壓，安裝前應先檢查煤氣柜的電氣線路連接是否正確。

③在使用煤氣柜前應按規(guī)定對煤氣柜的操作環(huán)境和條件進行試驗，確認符合要求后方可使用。

④煤氣柜安裝后應對其各部分進行試壓，試壓時工作人員必須戴好防護用品，穿好防護鞋，穿好防護服，不得穿帶鐵釘?shù)钠ば⒉夹纫桩a(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現(xiàn)象及密封部位有無滲漏現(xiàn)象，必要時還必須對煤氣柜及其附屬設施進行檢修和保養(yǎng)。

⑥在對轉爐煤氣柜工作過程中，操作人員應按規(guī)定穿戴好勞動防護用品。

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

4.3 加強對職工安全教育培訓工作

①增強職工安全意識和責任感，嚴格執(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慣性違章行為。

②強化日常檢查和監(jiān)督檢查制度，在日常檢查過程中要嚴格按照相關規(guī)定和標準執(zhí)行。

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

4.4 掌握定期維護的要領

在日常檢查維護中，應該結合控制室的各種儀表詳細分析，落實好現(xiàn)場巡視工作，判斷是否存在煤氣泄漏情況。周檢查維護中，應該以活塞傾斜測定和密封間隙測定當作重點，實際測量要在煤氣柜實際運轉開始后的3～4個月進行，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，讓其適當延長。月例行檢查維護中，要對調(diào)平裝置、測量儀表等進行檢查，對于軸承的給油要結合周圍大氣情況加以判斷，但是因為潤滑脂無污染，所以可以保證3～6個月的正常運行，相關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，所以檢查和維護過程簡易。調(diào)平裝置的鋼繩上可以間隔3個月涂抹潤滑脂，一年要進行一次全面細致的綜合檢查，針對鋼絲繩或者是其他的組成部分，要重點結合相關標準執(zhí)行操作。如橡膠密封膜的修補環(huán)節(jié)，應該考慮是否存在有毒氣體，應該在良好的運行狀態(tài)下貼補修理。若是密封膜大面積損傷，煤氣柜出現(xiàn)了停運的情況，要在柜內(nèi)煤氣完全放空的情況下修補。

4.5 整理故障原因并妥善處理

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

一般情況下轉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較大造成的；

第二種情況是因為熱膨脹導致轉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致轉爐爐前儀工作不正?；蛘呤前l(fā)生了故障而引起的。

如果不能及時對轉爐爐前控制柜溫度進行調(diào)整的話，就會影響到生產(chǎn)操作。煤氣柜在使用過程中如果不能保持一定的通風條件的話，就很容易導致空氣中含有氧氣時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，所以轉爐爐前控制柜內(nèi)溫度要保持相對穩(wěn)定。

5 結語

煤氣柜在冶金企業(yè)中起著重要作用，特別是合理、規(guī)范運行是煤氣的根本。煤氣柜在生產(chǎn)中應保證良好運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，避免出現(xiàn)安全事故。為了保障轉爐煤氣柜的安全運行，需要加強對管理人員和操作人員的培訓和教育工作。對于轉爐煤氣柜故障要及時處理并做好記錄工作。為了防止產(chǎn)生二次事故，轉爐閥必須定期進行檢修以確保其正常運行。轉爐氣柜是一個較為復雜的過程化設備，由于其結構復雜、零件多等特點，需要管理人員對每個零件做到細致、認真的檢查和維護工作，才能保證生產(chǎn)安全有效進行。