威金斯转炉煤气柜活塞倾斜故障分析与处理

韩烺钊，李俊雅

（酒钢能源中心动力分厂，甘肃嘉峪关 735100）

1 概述

酒钢8 万m3威金斯转炉煤气柜于2005 年建成投产。2017 年6 月23 日至2017 年8 月24 日检修并通过调试验收，主要检修项目有，气柜侧板、活塞板、柜底板更换；橡胶膜更换；调平系统检查、调整、更换；排水系统检查清理。25 日正式投入使用，运行情况良好。

2019 年1 月3 日，值班人员点检发现煤气柜活塞T 挡板安全间距测量仪显示气柜西侧数值为270 mm，气柜西北侧T 型档板西侧导向轮有一个与气柜内壁已接触，此时柜高25.4 m。经技术人员经进柜现场检查、测量，确认发现气柜运行至22.5 m 以上时气柜侧T 型档板向西北侧偏移，严重影响气柜安全运行。

气柜工艺流程：进柜管道→进柜V 型水封→煤气柜→出柜V 型水封→出柜管道→电除尘器（或旁通）→进站管道→煤气加压机→出站管道→高、焦、转炉煤气混合管道→用户。

气柜主要设备参数：型式,橡胶帘式转炉煤气柜；公称容积,8×104m3；柜内煤气压力,2500～3250 Pa；气柜直径,58 m；气柜侧板高度,39.07 m；活塞行程,30.704 m；底面积,2640.74 m2；气柜吞吐能力,≤400000 m3/h（最大），230000 m3/h（平均）；气柜升降速度,≤2 m/min；入柜煤气温度,＜60 ℃。

2 气柜T 型档板偏移、活塞倾斜的数值测量分析

2.1 T型档板与柜壁间隙测量的分析

为了确保气柜活塞调整作业人员的安全，对煤气柜进行了置换，将气柜降至0 m，T 型档板降落至支架上后，测得T 型档板与柜壁的间隙如图1 所示，标准间隙这370±120 mm。

图1 煤气柜T型档板与柜壁间隙分布示意图

经判断为西侧间隙超标-230 mm 至-330 mm之间，南侧间隙超标30～150 mm之间。

2.2 活塞水平度测量的分析

用空气将煤气柜充至在1 m 位置，测量活塞的水平差值如图2所示，标准误差值±30 mm。

图2 煤气柜液压塞水平差值示意图

可以看出气柜活塞西北高，东西低，超过标准值，活塞倾斜严重。

3 气柜T型档板偏移、活塞倾斜的原因分析

3.1 钢丝绳的影响

2017 年8 月份气柜大修时对活塞上的12 根钢丝绳全部更换，新钢丝绳在经过一段时间运行后，因受拉力且随应力释放会拉长，由于12根钢丝绳的拉伸长度不一致，导致活塞在东西方向倾斜，活塞倾斜后在气柜运行升降时，活塞与T 型档板上的60块触头不同时接触，产生倾斜力，将T型档板推偏。

3.2 煤气回收的影响

进柜管道在气柜底部东侧，煤气回收最大量为400000 m3/h，二炼钢回收转炉煤气进入气柜后气流对活塞产生冲击，对活塞有一定的推力，使西侧活塞配重钢丝绳拉变形加大。转炉煤气含尘量高，受压力降影响，大量尘土附粘在活塞西侧底板上，影响活塞外部配重的平衡度，导致活塞西侧配重高于东侧，活塞产生倾斜，长时间运行，将T 型档板向西北侧推移，导致T型档板偏移。

3.3 皮膜压力不均的影响

煤气柜活塞设置了调平装置，调平装置系统经常自动地保持因煤气量增减而升降的活塞水平。此装置沿圆周设有数个，每套装置都是由从活塞径向两点引出的钢丝绳、滑轮和配重所组成。当活塞倾斜时，受拉的一段钢绳会反方向的对活塞倾斜自动地校正，每套调平装置能调整活塞在一个方向上的水平度。但转炉煤气回收是一个脉冲过程,气柜在煤气回收过程中，尤其是停产检修过程中，气柜活塞在降到零位后而失去内部压力，此时皮膜落地打折，在检修结束后未将气柜升到最高位将皮膜充分拉直，导致部分皮膜打折而受力不均，使活塞在升降过程中受阻从而产生气柜T 型档板偏移、活塞倾斜。在2017 年8 月份炼轧厂检修期间，对煤气柜进行了大修，气柜调整过程中，没有认真确认气柜皮膜的拉直情况，皮膜失压导致活塞、T 档板倾斜、偏移。

3.4 气柜管理方面的影响

技术人员对新钢丝绳运行一段时间后会产生拉伸长度不均匀，导致钢丝绳长短不一的现象认识不足，对威金斯气柜的运行监督和管理不到位，对气柜一侧进气，且气量大，活塞受到气体的推力，长时间气柜低位运行时，在推力的作用下，活塞容易偏移没有辨识出来，未能制定有效的防范措施。

4 气柜T型档板偏移、活塞的调整

4.1 调整具备的条件

4.1.1 确认气柜已置换合格后方可进入气柜检修。

4.1.2 在转炉煤气柜检修期间,对进柜U 形水封及出柜U型水封设专人监护，保证高位溢流，并做好记录。

4.1.3 气柜检修期间，在气柜门口及气柜现场设进入气柜人员登记本，对检修人员进出时间、工器具进行登记，严禁携带与检修无关的物品（包括：钥匙等）。

4.1.4 气柜检修期间，需要岗位操作加压机配合现场进行施工。

4.2 调整方案

4.2.1 调整前的准备

工器具准备：

千斤顶5个(20 t)；手拉葫芦6个(10 t)。

备件材料准备：防爆对讲机12 个;钢丝绳(24 mm)4条(3 m/条)。

4.3 调整方法及步骤

4.3.1 进入柜内对T 型挡板间距进行测量，计算出最大间距与最小间距差值，确定T 型挡板调整偏移行程为该差值的二分之一。

4.3.2 将活塞升至T挡型板刚好挂接处(临界点)，此时通过气柜内压力判断是否到达指定位置。

4.3.3 用事先设置好的千斤顶同步从西北侧向东南侧顶T 型挡板，根据确定T 型挡板调整偏移行程，每次调整行程不能超过60 mm。

4.3.4 将气柜落底，进行测量，根据测量数据计算下一次的T型挡板调整偏移行程。

4.3.5 重复第二和第三项内容，直至T 型挡板与柜壁间距均匀，并保持在标准250～490 mm之间。

4.3.6 使用活塞顶部设置的静压式水柱水平仪，对活塞平衡情况进行测量，判断活塞倾斜度是否在标准范围内，活塞倾斜度超标时，组织对活塞配重钢丝绳受力进行调整，直至活塞平衡。

4.3.7 测量T 型挡板上橡胶块的间距，需保持在15 mm 范围内，发现间距误差大时,对胶垫高度进行调整，并紧固处理，确保橡胶块高度一致。

4.4 调整后的数据

通过反复升降煤气柜，对T 型档板与柜壁间隙测量、煤气柜活塞水平度进行调整，测得数据如表1、表2。

表1 调整后T型档板与柜壁间隙测量值

表2 调整后煤气柜活塞水平度测量值

调整后T型档板与柜壁间隙测量值全部在标准间隙范围内；煤气柜活塞水平度也达到了标准要求，调整符合设计、运行要求。

5 气柜T型档板、活塞调平遗留的问题

通过本次检修调整，气柜T型档板偏移、活塞倾斜调整还存在以下几个主要问题：

5.1 气柜T 型档板上安装了测距仪、活塞上安装了静压式水柱水平仪，但未实现计算机监控分析。

5.2 活塞的旋转问题无法有效在线监测控制，需要进一步研究解决。

5.3 气柜活塞外部配重块导轮脱轨、轨道变形的问题，需每年检测一次并调整。

6 结束语

通过对8万m3威金斯转炉煤气柜T 型档板与柜壁间隙、煤气柜活塞水平度的调整实践，从中吸取了深刻的教训。

6.1 威金斯煤气柜检修过程中，必须认真检查皮膜的运行状态，若发现皮膜打折现象，必须反复多次全行程升降煤气柜，将皮膜拉直。

6.2 加强煤气柜运行管理，做好日常点检工作，发现气柜外部配重块脱轨、调平装置钢丝绳相互干涉及柜顶导轮磨损、轴承失效等必须及时维护处理，防止问题扩大。