蒸汽管回转干燥机换热管泄漏的检测及处理技术

2021-10-23董富荣王超

新型工业化 2021年7期

董富荣，王超

（天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，甘肃兰州 730060）

0 引言

在煤泥生产中，使用蒸汽管回转干燥机，通过蒸汽方式产生热源，间接加热煤泥，按照同心圆方式进行筒体设置，且安装了多跟换热管。通过蒸汽、煤泥之间的逆向接触，实施脱水干燥。对于干燥机来说，换热管数量决定了换热面积，换热管的有效数量越多，则换热面积就愈大，那么干燥机生产能力就不断增强[1]。随着干燥机的使用寿命不断延长，受到腐蚀和磨损，换热管的有效数量减少，则换热面积就随之减少，对下游设备运行、产品质量造成严重影响，甚至影响设备的正常运行。

1 蒸汽管回转干燥机换热管泄露的原因

第一，杂质冲击。对于煤泥干燥，干燥机处于上游前端，原煤经过破碎以后，通过胶带直接输送至干燥机，由于输送过程中含有诸多杂质，且不易分离，例如铁块、铁片以及编织袋，如果这些杂质掺入至干燥机，和煤泥共同向前移动，则杂质、物料就会呈上下翻动状态。通过重力作用，对换热管外壁进行反复冲击，使得换热管外壁产生凹坑，或者直接砸穿管壁，引起蒸汽泄露。

第二，化学腐蚀。在原煤中含有许多化学元素，例如硝、氯以及硫，这些化学元素处于蒸汽和高温状态下，极易产生腐蚀性雾气。如果这些雾气随着尾气排出之后，在换热管壁、干燥机内壁进行附着，在划痕处或者凹坑处大量聚集，渐渐腐蚀管壁后，引起蒸汽泄露。

第三，煤泥磨损。由于煤泥存在一定磨琢性，当干燥机处于转动状态，颗粒也随之翻滚和旋转，产生杂乱运动，并且随时间延长，煤泥颗粒会渐渐磨损换热管，逐渐产生蒸汽泄露问题[2]。

第四，热应力疲劳。干燥机选择蒸汽加热的方式，处于蒸汽作用状态下，换热管焊缝处也处于高温状态，导致换热管朝着轴向、径向膨胀。加上蒸汽压力、蒸汽温度的逐渐变化，换热管不断热胀冷缩，在焊缝区进行反复作用，引起焊缝疲劳后，产生换热管裂纹。

2 蒸汽管回转干燥机换热管泄露的检测方法分析

在介质加热过程中，蒸汽进入换热管后，在温度、压力的互相作用下，产生裂缝冲击，使得缝隙逐渐扩大，进而引起泄露。如果泄露严重，必然会影响产品质量、设备性能，甚至引起停产检修。因为换热管数量较多，在检测过程中，需准确快速对泄漏点进行定位。针对不同位置，选择不同处理方式。在确保设备性能基础上，减少检修时间。因干燥机内部较为狭小，且换热管的排列十分紧凑，增加了检测难度[3]。

第一，水压检测方式。使用水压检测，需控制好水压压力，一般为0.4Mpa左右。待切断蒸汽、停止进料以后，排空内部物料，进行干燥机冷却，然后将给料螺旋移除，打开检查孔通风。接着将旋转接头拆除，并制作好打压盲板，在合适位置安装好压力表，实施水压检测。当换热管内部充满水以后，处于水压状态下，漏点逐渐向外渗水，即可确定泄漏位置。但使用该方式也存在部分缺陷，因为换热管数量较多，而漏点较小，如果漏点集中，在短时间内难以确定漏点。同时，受到天气状况约束，如果处于北方寒冷天气，就无法开展水压检测。此外，由于水压检测的工时较长，需要拆除设备辅助部件，配置好合适水源，如果干燥机的内部储水量较大，则水源较小，就不能达到水压检测要求。

第二，气压检测。使用气压检测的方式较为简易，能够缩短检修时间，通常气压需控制03Mpa左右，检测方式类似于水压检测。通过加压以后，再经过刷肥皂泡沫和耳听方法检测，使用该方式不受到天气因素影响。但如果泄漏点与筒体侧靠近，或者不能直接观察到漏点位置，就难以检测泄漏[4]。

第三，蒸汽检测。使用气压法、水压法进行检测，都需拆除辅助部件，拆卸时也容易损坏部件。如果在不拆除辅助部件状况下，蒸汽检测就十分方便。待排空设备内的煤粉以后，将温度降低至安全值，然后打开阀门，往设备内输入大量蒸汽，待蒸汽泄出以后，就会产生水汽，可确定泄漏位置。使用这种方式，能够节省拆除步骤，可节约检修时间。需注意的是，干燥机一直是加热状态，存在一定风险性，如果检测人员进入干燥机内，需做好安全防护措施。

第四，仪表检测。使用上述三种方式，都需要将物料排空，然后待设备降温以后才能进行检测，还需要检测人员进入设备内，进行人工检测。近年来，随着检测技术、控制技术的日益发展，在线检测技术得到运用和推广，对于每根换热管，可安装电子压力的传送器，检测信号可统一输送至中控室，对压力值变化进行动态监测，能够快速查找泄露管道。接着打开手孔盖，直接封堵泄露管道[5]。在大修器件，可修补、更换换热管，但这种方式的投资比上述三种方式要高。如果是大型干燥机，设备内含有数百根换热管，对于漏点检测，需根据换热管的排列情况，设计好方位图（如图1所示），一一对应实际换热管。同时，需标注好起始部位，以便于漏点查询、记录。

图1 蒸汽管回转干燥机换热管的排列图

3 蒸汽管回转干燥机换热管泄露的处理技术

蒸汽管回转干燥机作为煤泥、矿粉的重要生产设备，要保证设备的正常运行，对于换热管泄漏点，利用各种方式进行确定以后，需采取不同处理技术，处置不同泄漏点。一般将泄漏点区域分为前三排径向内侧、径向外侧以及焊缝区三个区域。对于前安排的径向内侧，处于焊接作业范围时，处理较为简单，可直接进行补漏焊接。针对径向外侧的泄漏点位置，则无法进行焊接，需明确换热管部位，将手孔盖打开以后，对泄漏管道进行封堵[6]。针对焊缝区泄露位置，在打开手孔盖以后，对焊缝进行补焊。如果封堵数量超过总数22%，必然会影响到设备性能，必须及时更换换热管，需注意如下事项：其一，选择的新换热管，与旧换热管的规格一直，比实际长度要长60mm～95mm。其二，选择吊环螺钉、气割机、绳索以及卷场机等辅助工具。第三，对于新换热管的两端，必须带有螺纹堵头，以助于穿管处理。第四，卷场机需具备调速功能，在拉管、穿管过程中，可动态调节穿管速度。

同时，当设备内的煤粉排空以后，需降低温度，停止设备运转，然后开展换管作业：其一，将设备的辅助部件拆除，然后将旧换热管手孔盖抛开，对于封堵出的焊缝，必须刨开，接着封堵板。同时，对于汽室短板、换热管之间的焊缝，也必须刨开，如果存在不凝气管，必须割除。其二，对于入料端的换热管，可当做拉出端，在换热管堵头部位设置吊环螺钉，选择绳索，分别系在吊环螺钉、卷场机上端，在出料端也固定穿管绳索。第三，使卷场机处于低速启动状态，然后缓慢拉出旧管，沿着旧管，穿管绳索穿过支撑板孔。第四，取下穿管绳索，在导管器上进行固定，另一端则系在卷场机上端，利用螺纹连接新的换热管，并和干燥机保持轴线平行。在入料端口处，还需设置临时平台，保证新管的支撑作用。第五，在拉入新管以后，当换热管穿过支撑板，可选择锥形导管器进行导向，待完成换管后，开展水压检测，进而保证新管的换管质量。