濟南鋼鐵股份有限公司 張平 宋慧昌 王福源

濟南鋼鐵廠區(qū)內(nèi)有3萬m的架空煤氣管道，所輸送的介質(zhì)分別為高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣及混合煤氣，向煉鋼、煉鐵、冷熱扎等生產(chǎn)用戶輸送煤氣，管徑DN500~DN2 800不等。隨著廠區(qū)的擴建及設(shè)備的更新?lián)Q代，部分煤氣管道的投運時間較長，膨脹器、排水器、甚至管道本身均存在一定的老化現(xiàn)象。另外伴隨著生產(chǎn)廠階段性爐料結(jié)構(gòu)的變化，一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)爐煤氣管道內(nèi)冷凝水呈酸性；焦爐煤氣焦油含量較高，焦爐煤氣管道排水器的清理頻次由3個月1次增加到15天1次；煤氣平衡階段性調(diào)整也會導(dǎo)致管網(wǎng)壓力的波動，同時也會帶來排水器壓竄等事故的發(fā)生，這些問題均給廠區(qū)內(nèi)煤氣管網(wǎng)的安全運行帶來一定的威脅。針對這些問題我廠煤氣專業(yè)人員成立了攻關(guān)小組，逐個制定相應(yīng)的方案及解決措施，以保障生產(chǎn)安全和人身安全。

1 攻關(guān)內(nèi)容

1.1 管網(wǎng)老化嚴重、漏點頻繁出現(xiàn)

公司的煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)大都已運行幾十年，出現(xiàn)老化現(xiàn)象，尤其是爐料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，管網(wǎng)系統(tǒng)冷凝水成分發(fā)生變化，據(jù)化驗結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)爐煤氣出現(xiàn)H2S含量等異?，F(xiàn)象，管網(wǎng)的老化、腐蝕現(xiàn)象加劇，潛在著相當(dāng)大的安全隱患；350 m3高爐區(qū)域部分管網(wǎng)由于工藝缺陷致使沖刷嚴重，不同程度的煤氣泄漏時有發(fā)生。為保障煤氣用戶的安全，避免造成直接經(jīng)濟損失，將損失降至最低，必須考慮管網(wǎng)系統(tǒng)不停運的狀態(tài)下進行解決管網(wǎng)的泄漏問題，延長使用壽命。

1.2 補償器腐蝕嚴重

補償器作為調(diào)節(jié)管道脹縮量的設(shè)備，常用于架空煤氣管線中。濟鋼煤氣管網(wǎng)中多數(shù)使用自由復(fù)式不銹鋼波紋補償器，補償器直徑由DN500~DN2800不等，數(shù)量有300多只，這些波紋補償器材質(zhì)均采用316L厚度為0.5 mm。隨著這幾年生產(chǎn)負荷的逐步增大，特別是濟鋼新上1＃、2#、3#三臺1 750 m3大高爐以來，高爐煤氣管道中的補償器經(jīng)常出現(xiàn)漏點，發(fā)生波紋補償器失效的問題。由于煤氣管道屬于鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)大動脈，每一條管線供多家生產(chǎn)用戶使用，因補償器發(fā)生漏點而停產(chǎn)檢修是不允許的，影響的經(jīng)濟效益不可估量。煤氣管線上的補償器一旦出現(xiàn)漏點，不僅僅給生產(chǎn)上帶來重大影響，而且會產(chǎn)生極大的安全隱患，不及時處理，可能引發(fā)大范圍泄漏煤氣，造成人員中毒或者著火等重大惡性事故的發(fā)生。補償器在煤氣管網(wǎng)中經(jīng)常出現(xiàn)因腐蝕嚴重導(dǎo)致泄露現(xiàn)象，必須考慮在線處理。因此現(xiàn)新建的管網(wǎng)工程中，需要尋求一種新型的補償器，可以緩解因電化學(xué)腐蝕造成波紋管的腐蝕。

1.3 無根部閥排水器的疏通、維護

煤氣管控中心承擔(dān)著總公司接近全部的排水器日常點檢與檢修工作，其中部分老管道由于工藝不合理，排水器下降管沒有根部閥，煤氣排水器下降管閥門(DN80/100)是一個易損耗的部件，在檢修作業(yè)中經(jīng)常遇到閥門閥板脫離、閥門關(guān)不嚴及定期更換的問題。另外在2008年10月份焦爐的爐料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化以后，焦爐煤氣焦油含量驟增，排水器及下降管堵塞現(xiàn)象嚴重。部分沒有根部閥的排水器在更換時為了保證正常的生產(chǎn)，就需要帶壓更換損壞的閥門。由于更換時伴有大量的煤氣泄漏，工作人員的生命安全隨時受到威脅，煤氣管控中心針對這種情況制定出一套符合安全標準的帶壓更換排水器閥門的措施。

2 對策與實施

2.1 煤氣管道在線堵漏技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用

管網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)漏點時，在泄漏程度不太嚴重的情況下，可以制作專用的密封構(gòu)件進行處理。通常補漏都是點漏或較小范圍的焊縫泄露，而緊急包焊大面積(包焊范圍超過 0.1 m2)腐蝕嚴重管道時，只能制作400×300 mm鋼板作為密封件進行包焊，鋼板材質(zhì)為Q235B普碳鋼。為了保證施工時煤氣壓力不至太高，專門設(shè)置了DN50放散短管，短管設(shè)軟接，方便接膠管將煤氣引走，保證施焊可行及焊接人員的安全，見圖 1。焊接完畢后將膠管拆除，安裝絲堵或閥門即可。

圖1 密封件和堵漏示意

煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)大部分為較陳舊且經(jīng)檢測后發(fā)現(xiàn)許多管線的點蝕嚴重，隨時有發(fā)生煤氣泄漏的可能性。我單位組織專業(yè)點檢隊伍進行跟蹤檢測，對腐蝕比較嚴重的管線進行包焊處理。在此期間如發(fā)生煤氣泄漏事故，馬上進行堵漏處理，此項堵漏技術(shù)是在長期以來煤氣泄漏處理經(jīng)驗上總結(jié)出來的，經(jīng)過近期的緊急處理發(fā)現(xiàn)效果理想。

2.2 補償器在線包焊技術(shù)的措施與應(yīng)用

由于煤氣管道內(nèi)流通介質(zhì)是高壓高溫煤氣，正常生產(chǎn)沒有停產(chǎn)更換機會，另外由于波紋補償器是不銹鋼材質(zhì)，無法進行在線焊補，為了控制補償器漏點不再擴大，確保煤氣管線不停產(chǎn)，采用補償器預(yù)知包覆處理方案。

根據(jù)以上對補償器出現(xiàn)漏點原因的分析，我們采取了以下改進措施：

(1)更換波紋補償器材質(zhì)。為了避免以后波紋補償器被腐蝕出現(xiàn)漏點，對波紋補償器元件材質(zhì)進行改進，選取更能適合目前高爐煤氣介質(zhì)的材質(zhì)制作波紋補償器，以消除原波紋補償器存在的缺陷。目前制作不銹鋼波紋補償器通用的材質(zhì)是300系列不銹鋼和800系列。目前在大型石油化工、核裝置及航空航天設(shè)備中，為了滿足使用要求的抗腐蝕性能及力學(xué)性能，通常選用具有優(yōu)良耐腐蝕性能、較高強度和中等價格的Incoloy800合金作為高溫氣冷反應(yīng)堆蒸發(fā)器材料、煤氣發(fā)生器材料、石油化工的轉(zhuǎn)換管及裂解爐管材料、催化裂化裝置的波紋管材料，其工況條件與該補償器使用工況條件相當(dāng)。用耐蝕材料Incoloy800合金作為波紋補償器國內(nèi)外均有成熟經(jīng)驗，是可行的。

(2)制作一個新的波紋補償器，直徑比包焊的補償器大40 mm，每一個預(yù)制件成整體波紋補償器然后根據(jù)直徑大小再分為三部分或者更多部分，這樣便于進行包焊施工。根據(jù)我們的預(yù)制包焊波紋補償器的經(jīng)驗，由于煤氣管道往往架設(shè)在管廊內(nèi)，施工空間狹小，為便于進行施工焊接，建議補償器包焊時上下對接，這樣施工人員比較容易施工，施工質(zhì)量也得以保證。當(dāng)然，如果空間不允許也可以按各種傾斜度進行補償器預(yù)制件的焊接。

(3)新建工程采用新型的防腐蝕波紋補償器，此種補償器含金屬鋅棒及配套設(shè)施，金屬鋅棒一端通過導(dǎo)線與不銹鋼膨脹節(jié)相連，其另一端置于管道介質(zhì)中，金屬鋅棒設(shè)在金屬鋅棒底座上，金屬鋅棒底座與套管相連，可以較好的解決波紋補償器防腐問題，且金屬鋅棒可隨時在生產(chǎn)過程中予以更換，防腐效果穩(wěn)定可靠，延長了波紋補償器使用壽命，降低了成本，此類補償器已在濟鋼十一五項目煤氣管網(wǎng)中得到應(yīng)用。

2.3 在線更換下降管閥門

煤氣管控中心自行研制了一種可以快速、有效封堵下降管內(nèi)水和煤氣的工具，以保障設(shè)備的順利在線檢修及生產(chǎn)廠的安全生產(chǎn)。為了能夠既合理、高效地完成檢修任務(wù)，又能滿足安全要求，我廠根據(jù)以往帶壓更換排水器的經(jīng)驗，自行研制了一套帶壓更換排水器專用工具，此工具的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 帶壓更換排水器專用工具示意

硬質(zhì)墊片為第一層密封措施，軟質(zhì)墊片為第二層密封措施，水封為第三層密封措施，水封密封措施是按照煤氣濕式柜水密封原理進行的。在使用過程中，用千斤頂作底部支撐，既節(jié)約了人力資源，又有效的避免了由于人員支撐造成的人身傷害。

舉例說明其中的一種情況，2010年11月6日在檢修高電西8＃水封時，發(fā)現(xiàn)閥門關(guān)閉不嚴，使水封無法進行清理，由于8＃水封溢水量較大，通過測量下降管的長度和計算冷凝水溢水量堵塞下降管的時間，作業(yè)區(qū)決定更換水封閥門，在更換時先將閥門螺栓一個一個割換完畢，然后快速把損壞的閥門卸下來，再把自制專用工具迅速堵到下降管上，使下瀉水量降低，再快速地將新閥門連接到下降管上，然后再把自制專用工具從下降管中取出，之后迅速地關(guān)閉新閥門，最后連接上已經(jīng)清理好的水封，這樣利用這種工具做到既能保障安全生產(chǎn)又能使設(shè)備檢修安全順利進行。

3 結(jié)束語

管網(wǎng)系統(tǒng)是濟鋼各生產(chǎn)系統(tǒng)的能源命脈，同時管網(wǎng)內(nèi)輸送的能源介質(zhì)又是有毒的煤氣，對于廠區(qū)內(nèi)數(shù)公里的管網(wǎng)系統(tǒng)，我們必須優(yōu)化管理、加強新技術(shù)的應(yīng)用，保障設(shè)備和人身的雙重安全。經(jīng)過煤氣管控中心干部職工的不斷實踐，部分新技術(shù)已經(jīng)在濟鋼管網(wǎng)系統(tǒng)中得以應(yīng)用，減少了職工的檢修維護力度和材料備件費用的開支，效果顯著；同時也有部分新技術(shù)正處于開發(fā)、試用階段，我們的專業(yè)人員會不斷鉆研、不斷實踐，拓寬思路，發(fā)掘廣大干部職工的聰明才智，最大限度地為企業(yè)創(chuàng)造效益。