转炉煤气柜基础渗水及漏气在线治理实践

贾相有

1.煤气柜总体概况

河钢集团宣钢公司转炉煤气柜于2009年投入使用，柜容15万m3，属于威金斯型橡胶膜密封干式煤气柜，外形为圆柱形，储气压力为2.3～3.0kPa，侧板内径为68.8m，侧板总高50.91m，侧板34段，立柱36根，活塞最大行程41.654米，调平装置9套，放散管6根，底板排水管6根，煤气柜体总高60米。该柜负责2座150吨炼钢转炉的煤气回收，转炉煤气经一次除尘后，送入煤气柜，从煤气柜出来的煤气，经过煤气加压机加压到16～18kPa后，送往煤气混合站后送各个用户使用。随着煤气柜投运年限的增长，转炉煤气柜的柜底基础局部出现渗水现象并有所加重，个别部位柜体基础与侧板交接处出现砂眼，出现煤气渗漏点。通过便携式CO报警装置在距离柜体1米位置检测，数值约30～150ppm。因此，需及时采取相应措施进行全面治理，确保煤气柜安全运行。

2.在线治理实施过程

通过查询有关资料了解到，国内钢铁企业转炉煤气柜出现基础渗水、漏气，治理手段呈现多样化，其中常见的是采用冷态高分子材料在线修复技术。该技术的主要特点是无需动火、无需材料加温，作业过程相对安全、快速成型，工艺简单，施工方便。公司的工程技术人员通过工程造价、施工工艺、施工材料及使用年限等因素综合分析，最终采用原理相近的高分子材料在线修复+注胶封堵在线治理的方案。

2.1 作业安全条件保障

考虑到在不停止煤气柜运行的条件下，转炉煤气渗漏容易引发煤气中毒这一重大安全风险，在治理煤气柜基础渗水及治理漏气作业期间，公司专门组织制定了专项工作方案和安全保障方案，现场设置专职监护人员，配备应急防护救护器材，并对施工人员进行全过程安全监护。同时，在作业期间严格落实禁烟、禁火等安全管理规定，确保作业人员处于上风向，有效防范煤气中毒风险，保证气柜漏气、漏水治理的安全顺利实施。

2.2 实施煤气柜基础防水防渗

首先敲掉铲除原防水层疏松水泥砂浆层，刷一道三防聚合物结晶砂浆纯水泥素浆，厚度约1mm左右，三防聚合物结晶砂浆纯水泥素浆配合比为：50公斤32.5水泥+5公斤三防聚合物结晶砂浆+胶水，调制成浆糊状。漏出混凝土基层，基础渗水清理表面疏松物，喷水湿润。

第一步将煤气柜基础渗水在泄漏部位用防水抗裂聚合物结晶砂浆进行封堵，厚度为5mm，用刮板分3次刮涂，刮涂范围必须大于渗漏部位。第二步在煤气柜基础渗水完成后，使用12.5水泥砂浆内掺水泥重量10%的三防聚合物结晶砂浆，分3次粉刷，厚度为25mm左右，渗水具体配合比为100公斤32.5普通硅酸盐水泥、250公斤中粗砂、10公斤三防聚合物结晶砂浆、水50公斤。煤气柜基础防潮施工选择的黄砂要选用中粗砂。第三步是使用专用腻子修补及涂刷封闭底漆：第一道采用混凝土专用修补腻子对混凝土表面凹凸不平、开裂部位及表面空洞和局部不平整的部位进行修补和打磨处理；第二道是在修补处理完毕后，将腻子采用刮涂方法进行施工，主要对基面的平面、立面、阴 角、阳角、金属预埋件、变形缝、漏水斗等部位进行找平，在施工过程中不能有漏刮及流挂现象，对重点部位采用专用的工具进行仔细、认真的处理，确保下一道工序的顺利进行；第三道使用高强腻子施工，主要对基面的平面、立面、阴角、阳角、金属预埋件、变形缝、溢流口等部位进行全面满刮，符合平整度要求后整体打磨，增强附着力，使基层符合下一道工序施工的要求。第四步是涂刷封闭专用底漆。喷涂高分子聚合物前，使用专用底漆对基层进行封闭处理，封闭底漆的主要作用：一是封闭基层表面毛细孔中的空气和水分，避免高分子聚合物喷涂层喷涂后出现鼓泡和针孔现象；二是封闭底漆起到胶黏剂的作用，提高高分子聚合物层与基层底材的附着力，提高防护效果。

2.3 实施注胶封堵

2.3.1 灌注沥青及密封胶

在煤气柜基础周边砌一圈24cm墙，墙高39cm～59cm（转炉煤气柜基础高29cm～49cm不等）,砖墙内侧距煤气柜基础外立面10cm；砖墙垒砌完毕后，在砖墙内立面与上表面沙灰罩面。将砖墙内部地面与煤气柜基础外立面、侧面、上表面清理干净，灌入加热后的热态流动沥青及密封胶。灌注沥青及密封胶封堵是在煤气柜未停止运行的条件下进行的。

2.3.2治理效果

封堵结束约2日后，检查基础漏气漏水治理效果，基础不再出现漏水、漏气现象。使用便携式CO连续现场监测，无任何煤气渗出，总体治理成效显著。自此，转炉煤气柜基础渗水及渗气得到了完全治理。

2.4 柜体侧板漏点堵漏

针对煤气柜侧板出现煤气渗漏，采用高分子材料进行快速处理。具体做法是：（1）施工人员通过使用便携式CO报警器进行查漏，确定渗漏部位；（2）施工人员佩戴空气呼吸器，对渗漏点及周边进行表面打磨，去除氧化层、油漆等，使得表面尽可能的干净，粗糙；（3）利用高分子材料固化快的特点，直接对渗漏点进行堵漏；（4）待所有的渗漏点处理完毕后，表面再次涂抹高分子材料进行整体保护和加强；（6）材料固化后进行查漏处理，确保无任何渗漏点。采取以上方法对10余处侧板漏点进行了治理。

2.5 开展柜体壁厚监测和防腐

由于煤气柜进气口方向在柜体东北侧，东北侧所来含水、含尘及其他腐蚀性杂质的煤气向柜体西南侧冲刷，对此，公司组织对气柜四带以下所有侧板进行壁厚测量，重点对西南侧侧板增加一倍测量点位，通过连续半年测量壁厚，原壁厚6.00mm的侧板，测量数值最低5.98mm；原壁厚4.5mm的侧板，测量数值最低4.48mm。通过分析测量壁厚的数据，侧板厚度均处于正常范围内。在对柜体侧板除锈的基础上，对煤气柜整体进行了油漆防腐。

3.落实安全运行保障措施

3.1 增设报警装置

为保证转炉煤气一旦发生泄漏能够被岗位人员快速发现，在煤气柜各层平台总体按标准、规范配备CO报警装置的基础上，在煤气柜基础周围新增设8套固定式CO报警装置，并将数据信号全部引入24小时有人值守的控制室进行实时监控。

3.2 制定落实安全运行保障措施

考虑到转炉煤气柜投运年限较长，从严格门禁制度、强化设施点检、专检等方面入手，制定并落实《煤气柜安全运行保障措施》。主要包括：一是增加气柜点检频次。将原来每半个月上柜点检改为每周上柜点检，重点检查钢丝绳及导轮情况，做好润滑工作。将进柜点检由原来的两个月改为每月点检，利用检修机会，安排点检站专业技术人员两人以上配戴空气呼吸器、携带煤气报警器、防爆手电筒在煤气防护站人员的监护下进入柜内检查，主要内容是密封膜运行情况、活塞与柜壁间隙和活塞有无倾斜，并做好记录，发现问题及时处理。二是严格门禁制度，对外来人员做好安全告知、监护，禁止外来人员在柜区附近停留。日常点检时，岗位人员双人同行，佩带便携式煤气报警器，严禁长时间在柜体附近停留。三是修订了转炉煤气柜区煤气泄漏现场处置方案，随时关注柜区现场设置的固定煤气报警器煤气含量，如发现报警器有数值，立即进行检查确认。同时通过岗位人员对包括柜容、柜位、柜内压力、活塞升降速度等数据进行实时监控，掌握运行状态，发现异常状况，第一时间启动应急预案。四是强化岗位人员培训，对三大规程、工艺控制参数、岗位安全风险辨识及管控措施清单、设备点检标准、应急预案等每周进行专题培训，提高岗位人员风险管控能力及应急处置能力。

4.结语

从运行安全方面，转炉煤气柜的基础渗水、漏气初始出现在2019年，2020年上半年渗水、渗气情况有所加重，公司在一个月时间内采取了上述工程治理措施后，直至2021年9月30日宣钢转炉炼钢产能退出，期间该转炉煤气柜始终保持了安全可靠运行状态。从经济效益方面，在煤气柜施工期间，公司一直对两座转炉的煤气进行了正常回收，并将转炉气外供至燃气锅炉进行蒸汽发电或外供至轧线加热炉进行烧炉，未造成大量转炉煤气放散，安全效益和经济效益同样十分显著。从工程造价方面，公司自行采取的转炉煤气柜基础渗水及漏气治理方案，同其他钢铁公司使用的冷态高分子材料在线修复技术相比，总体投资相对较少，对于其他钢铁企业同类问题的治理具有参考借鉴意义。

参考文献略