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大型高爐熱風(fēng)總管搶修及修復(fù)技術(shù) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要: 本文通過介紹某鋼廠高爐熱風(fēng)總管事故搶修及修復(fù)的實(shí)踐,討論大型高爐熱風(fēng)總管在不同破壞事故、破壞的狀況下,實(shí)現(xiàn)短期搶修及快速修復(fù)的技術(shù)。 Abstract: This paper introduced practice of urgent repair and restore technique for hot blast main of large BF in a certain factory, and discuss the urgent repair and restore technique for hot blast main of large BF in different damage accident. 關(guān)鍵詞: 大型高爐;熱風(fēng)總管;搶修及修復(fù) Key words: large BF; hot blast main; urgent repair and restore TF549 A 1006-4311( 2013) 09-0120-03 0 引言 高爐熱風(fēng)總管是向高爐提供較大壓力(設(shè)計(jì)能力0.5Mpa)、高溫度的熱態(tài)空氣(高至 1250 -1310 ),提供高爐持續(xù)生產(chǎn)的動(dòng)力,其重要性不言而喻。由于需要在不同狀態(tài)下工作,保證其管道體系不發(fā)生變形,進(jìn)而產(chǎn)生破壞一直是各鋼廠重點(diǎn)關(guān)注的問題。事實(shí)上,各鋼廠在生產(chǎn)過程中,熱風(fēng)管道發(fā)生問題比較頻繁,有的甚至是發(fā)生了重大事故,這些問題、事故產(chǎn)生的后果嚴(yán)重,處理難度、危險(xiǎn)性較大,筆者經(jīng)歷了較多高爐的施工,并參與了其中部分鋼廠熱風(fēng)總管事故的修復(fù)與搶修工作,現(xiàn)結(jié)合某廠高爐熱風(fēng)總 管發(fā)生事故后的搶修及修復(fù)典型實(shí)踐就此進(jìn)行討論。 1 概述 某廠 2009 年底建設(shè)投產(chǎn)了一座特大型高爐,該高爐設(shè)計(jì)年產(chǎn)生鐵 480 萬噸。其熱風(fēng)爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)地得式熱風(fēng)爐( PW-DME) 4 座,其中 1 座為后期預(yù)留。地得式( PW-DME)熱風(fēng)爐的特點(diǎn)是將蓄熱室和燃燒室拱頂直接相連成整體,通過設(shè)在燃燒室底部的液壓墊,保證燃燒室隨蓄熱室同步上下位移,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。 2 熱風(fēng)總管爆炸事故搶修與修復(fù) 2.1 熱風(fēng)總管事故情況 2010 年 2 月 11 日晨 7: 39 分許,由于管道拉桿在使用過程中發(fā)生斷 裂,管系破壞,煤氣倒灌入總管,進(jìn)而發(fā)生爆炸事故,造成熱風(fēng)總管發(fā)生嚴(yán)重破壞,波紋管完全損壞,拉桿斷裂,部分總管扭曲、斷裂,端部封頭炸飛,將冷風(fēng)總管處管道、冷風(fēng)放散消音器等砸壞。 2.2 管道爆炸事故搶修及修復(fù) 爆炸事故發(fā)生后,經(jīng)緊急討論,決定事故處理過程分為兩個(gè)階段:第一階段:將已破壞管道搶修,滿足短期內(nèi)恢復(fù)高爐簡易生產(chǎn)要求。第二階段:在相關(guān)設(shè)備、耐材、現(xiàn)場施工準(zhǔn)備完畢后,完全修復(fù)整個(gè)系統(tǒng)。 2.2.1 一階段搶修 將熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道及冷風(fēng)管道需要恢復(fù)部分劃分為四個(gè)區(qū)域,同時(shí)進(jìn)行修復(fù)作業(yè),各 區(qū)域的主要作業(yè)內(nèi)容見表 1。 1 區(qū)管道從兩端波紋補(bǔ)償器處斷裂,掉落于出鐵場廠房邊,壓于其下的除塵管道上,將管段破壞性拆除后安裝新管道,不原樣恢復(fù)耐材,對(duì)管道內(nèi)部噴涂處理。 2 區(qū)管道與 1 區(qū)管道已發(fā)生錯(cuò)位,對(duì)管時(shí)利用新制作的同管徑管道,切成若干小塊,在兩根管道端部進(jìn)行焊接。內(nèi)外焊縫焊接完成后,其外部采用包帶及加筋進(jìn)行加強(qiáng)。 熱風(fēng)總管及熱風(fēng)支管的波紋管均有不同程度的損傷,設(shè)置包帶進(jìn)行包覆,在周圈加強(qiáng)處理,焊接完成后進(jìn)行壓漿。 掉在地上的封頭,清理修復(fù)后與管道焊接,焊后采用橫向 加筋對(duì)其焊縫加強(qiáng),然后在管內(nèi)進(jìn)行噴涂作業(yè)。 整個(gè)事故搶修在春節(jié)期間,耗時(shí) 229 小時(shí) 24 分,于2010 年 2 月 20 日 14: 03 恢復(fù)送風(fēng),送風(fēng)后措施得當(dāng),用了5 天多時(shí)間處理完畢,沒有發(fā)生爐內(nèi)無法處理而大修高爐這一極端不利的情況,為后續(xù)有計(jì)劃的停爐休風(fēng)處理奠定了良好的基礎(chǔ)。 2.2.2 二階段修復(fù) 搶修完成后的高爐,經(jīng)過一個(gè)月左右低負(fù)荷生產(chǎn),盤活了爐缸,進(jìn)行了有計(jì)劃的準(zhǔn)備后,于2010 年 3 月 20 日休風(fēng)燜爐,開始二階段修復(fù)。 2.2.2.1 基本方案 分成三個(gè)作業(yè)區(qū),分別采取不同的施工措 施進(jìn)行修復(fù),以最大限度縮短工期: 廠房內(nèi)至廠房外固定支架段( A 區(qū)):拆除時(shí)采用汽車吊直接吊離,安裝時(shí)搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)立柱,設(shè)置滑移梁,在滑移梁上鋪設(shè)鋼軌,逐段推移就位。 休風(fēng)前在出鐵場外增加臨時(shí)固定支架一個(gè),再加風(fēng)口平臺(tái)上支架組成支撐體系,安裝滑移設(shè)施。 休風(fēng)后在管道外部,按照原管道噴涂設(shè)置的漲縫位置將管道切割成段。利用 500 噸吊車吊至地面運(yùn)走。 新管道分成三段在外部場地上拼裝,除接口焊接處合門的耐材外,噴涂、砌筑完畢,前兩段用 500 噸汽車吊吊至推移平臺(tái)上,用推移千斤頂推 移至設(shè)計(jì)位置,最后一段吊車直接吊至設(shè)計(jì)位置后進(jìn)行拼裝、焊接、安裝拉桿,施工接口處耐材。 熱風(fēng)爐與出鐵場間段( B 區(qū)):拆除安裝均采用兩臺(tái)500 噸汽車吊抬吊(新管道除接口處,耐材在地面施工完畢,管道連接后施工接口處耐材)。 熱風(fēng)爐本體段( C 區(qū)):舊管道拆除采用兩臺(tái) 500 噸汽車吊分段拆除。新管道安裝采用整體推移法,即在休風(fēng)前搭設(shè)拼裝滑移支架及平臺(tái),在滑移軌道上將熱風(fēng)管道完成安裝及所有介質(zhì)管道、平臺(tái)安裝,并完成除接口處外的耐材施工。休風(fēng)拆除舊臨時(shí)管道,處理平臺(tái)后用千斤頂同步頂推至設(shè)計(jì)位置就位 ,與其他段熱風(fēng)總管及介質(zhì)管道連接,施工接口處耐材。 2.2.2.2 液壓頂推工藝 液壓爬行器頂推工作原理見圖1。 對(duì)頂推過程中滑移臺(tái)架變形進(jìn)行控制,采用九點(diǎn)頂推方式,經(jīng)過計(jì)算,變形最大量僅 0.67mm,完全滿足要求熱風(fēng)管道耐材的間隙要求,計(jì)算結(jié)果見圖 2。 C 區(qū)于 2011 年 3 月 22 日 9: 00 至 2011 年 3 月 22 日11: 30 兩個(gè)半小時(shí)內(nèi)完成管道的推移, A 區(qū)于 2011 年 3 月 22日 15: 00 至 2011 年 3 月 22 日 22: 00 完成管道推移,其對(duì)口精度,變形完全滿足控制要求,頂推作業(yè)見下圖所 示(左為 A 區(qū)管道,右為 C 區(qū)管道)。 整個(gè)熱風(fēng)總管自 2011年 3 月 20 日 8: 00 休風(fēng)開始修復(fù)施工, 2011 年 3 月 25 日20: 00 恢復(fù)送風(fēng),共耗時(shí) 132 小時(shí)內(nèi)完成了整個(gè)熱風(fēng)總管的修復(fù)施工。送風(fēng)后很快達(dá)到了事故前生產(chǎn)水平。 3 管道耐材坍塌事故搶修 3.1 2011 年來熱風(fēng)管耐材塌落情況 2011 年 10 月 17日至 12 月 3 日,高爐在運(yùn)行過程中,多次在送風(fēng)支管處發(fā)現(xiàn)耐材,其中大部分為輕質(zhì)磚,磚均已吹蝕,形狀不規(guī)則。發(fā)現(xiàn)送風(fēng)支管處出現(xiàn)耐材后,對(duì)整個(gè)管系管殼溫度進(jìn)行了檢測,溫度沒有偏高部位,對(duì)部 分部位鉆孔檢查,也未發(fā)現(xiàn)有重質(zhì)磚掉落情況,判斷是爆炸處理期間無法進(jìn)入人員檢查的圍管內(nèi)殘留有爆炸飛進(jìn)的耐材,因此除對(duì)管道外表溫度進(jìn)行嚴(yán)密觀測外,未考慮采取進(jìn)一步措施。 2011 年 11 月 21 日,生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)送風(fēng)支管處又有耐材出現(xiàn), 11 月 28 日,休風(fēng)對(duì)混風(fēng)管彎頭處多點(diǎn)進(jìn)行鉆孔檢測,未發(fā)現(xiàn)重質(zhì)磚脫落。 2011 年 12 月 3 日,再次在送風(fēng)支管發(fā)現(xiàn)耐材,同時(shí)1#熱風(fēng)支管與混風(fēng)管間總管局部溫度突然升高至 400 以上,通壓縮空氣強(qiáng)制冷卻至 200 左右。 2011 年 12 月 10 日,休風(fēng)在 2 號(hào) 熱風(fēng)支管至混風(fēng)管總管上開觀察孔四個(gè),可見耐材發(fā)生大面積塌落,部位為從 2號(hào)熱風(fēng)支管前波紋管至混風(fēng)管間,嚴(yán)重部分已僅剩 50mm 噴涂層,上半環(huán)磚全部脫落。 12 月 11 日,待管道冷卻后,人員進(jìn)入管道觀察,發(fā)現(xiàn)自混風(fēng)管口以東熱風(fēng)爐本體段管道不同程度產(chǎn)生破壞。 由于混風(fēng)管以西至高爐段風(fēng)溫為正常生產(chǎn)溫度,以東的管道則溫度高于此處 100 以上,說明總管耐材破壞與工作負(fù)荷相關(guān),是產(chǎn)生破壞的直接外因。 管道內(nèi)耐材破壞的形式有兩種:頂部塌陷,呈典型的蘋果狀(主管及熱風(fēng)支管處);管道耐材發(fā)生斷裂破壞(端頭保護(hù)墻處 )。管道耐材塌落情況如圖 4 所示。 3.2 搶修用材料 使用中冶武漢冶金建筑研究院有限公司的澆注料及熱風(fēng)爐壓入材料進(jìn)行處理,其中澆注料作為熱風(fēng)總管的工作襯,壓入材料作為澆注料與管殼間的補(bǔ)充壓漿料。其澆注料和壓入料的性能指標(biāo)見表 2,表 3。 3.3 搶修作業(yè)方法 高爐休風(fēng)后,發(fā)現(xiàn)破損的面積大大超過預(yù)期范圍,經(jīng)過緊急研究,采取強(qiáng)制送風(fēng)冷卻管道后,人員進(jìn)入管道內(nèi)進(jìn)行搶修的作業(yè)方案。 管道冷卻??偣苌先齻€(gè)人孔及倒流休風(fēng)閥打開,采用助燃風(fēng)機(jī)向總管內(nèi)送風(fēng),對(duì)管道進(jìn)行了 18 小時(shí)的強(qiáng)制冷卻后,人員進(jìn)入管道內(nèi) 部進(jìn)行調(diào)查及施工。 模板支設(shè)。支設(shè)木質(zhì)拱胎,在其上敷設(shè)膠合板作為澆注模板。模板支設(shè)前,將上半環(huán)已損壞殘磚清理干凈,局部塌落超過半環(huán)磚的,利用同材質(zhì)耐材補(bǔ)砌至半環(huán)以上再支設(shè)模板。見圖 5 所示。 耐材澆注。模板支設(shè)完成后,對(duì)掉磚區(qū)域內(nèi)模上進(jìn)行澆注處理,并鋪設(shè)纖維氈。澆注完畢及時(shí)進(jìn)行管殼焊接,然后開設(shè) 6-8 個(gè)灌漿孔進(jìn)行壓漿處理。 此次熱風(fēng)總管的搶修處理自 2011 年 12 月 10 日上午8: 00 休風(fēng)至 2011 年 12 月 14 日 12: 00 復(fù)風(fēng),耗時(shí) 100 小時(shí)??偣軗屝尥瓿苫謴?fù)后的生產(chǎn)過程中加強(qiáng)了對(duì)管道的監(jiān)控,經(jīng)觀測,除 三岔口局部點(diǎn)管壁溫度在 200 以外,其余均在 150 以下,整個(gè)總管運(yùn)行良好, 2012 年該高爐共產(chǎn)鐵 502萬噸,創(chuàng)造了國內(nèi)單爐年產(chǎn)新記錄。 4 結(jié)語 4.1 熱風(fēng)總管要適應(yīng)當(dāng)今煉鐵普遍要求的高風(fēng)溫、高富氧、高噴煤、高頂壓的要求,必須在設(shè)計(jì)、材料、施工、生產(chǎn)等方面都要嚴(yán)加控制。設(shè)計(jì)上必須充分考慮不同工況、不同受力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和耐材指標(biāo)的確定,材料制造上必須重視材料的選用、生產(chǎn)過程的控制,施工上必須加強(qiáng)耐材砌筑過程的管控,生產(chǎn)上必須控制相關(guān)工藝及指標(biāo),并確保設(shè)備、儀表的正常運(yùn)行,保證生產(chǎn)過 程不發(fā)生偏差。 4.2 目前不定型耐火材料的施工性能能夠滿足短期簡單修復(fù)的要求,并具有一定的正常使用年限(有的能保證 5年的正常使用),因此,常規(guī)情況下熱風(fēng)總管的局部搶修,適宜采用澆注耐火澆注料的方式。 4.3 如同高爐的新建與大修一樣,構(gòu)件、設(shè)備的大型化、離線組裝是復(fù)雜狀況下的熱風(fēng)管道修復(fù)提高工效,減少作業(yè)時(shí)間的關(guān)鍵措施。 4.4 本次特大型高爐熱風(fēng)總管休風(fēng)修復(fù)的重點(diǎn)是總管的離線組裝,在線推移就位,其關(guān)鍵點(diǎn)是滑移臺(tái)架的設(shè)計(jì),除了要保證對(duì)口的進(jìn)度(標(biāo)高、平面位置),還要保證有足夠 的剛度,以免發(fā)生較大變形,使得已離線砌筑好的耐材產(chǎn)生有害裂紋而形成隱患。 參考文獻(xiàn): 1中冶天工上海十三冶建設(shè)有限公司相關(guān)施工方案 . 2中冶武漢建筑研究院有限公司有關(guān)數(shù)據(jù) . 3劉琦 .沙鋼 5800m3 高爐成功處理長期事故休風(fēng)實(shí)績 .煉鐵, 2010( 03) . 閱讀相關(guān)文檔 :土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)在深基坑圍護(hù)中的實(shí)際應(yīng)用 我國開展供應(yīng)鏈安全項(xiàng)目的挑戰(zhàn)與對(duì)策 采空區(qū)計(jì)量單位及單價(jià)決算依據(jù)探討 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