蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)換熱管泄漏的檢測(cè)及處理方法

蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)換熱管泄漏的檢測(cè)及處理方法張巖;羅劍;竇巖;張福行【摘要】煤泥用蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)的換熱管易受雜質(zhì)砸擊、化學(xué)元素腐蝕、煤泥磨損、熱應(yīng)力等作用而發(fā)生泄漏；論述了采用水壓、氣壓、蒸汽和儀表元件檢測(cè)其漏點(diǎn)的方法，介紹了換熱管的維修及更換步驟.【期刊名稱】《煤炭加工與綜合利用》【年(卷)，期】2013(000)003【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P50-52)【關(guān)鍵詞】煤泥;蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī);換熱管;泄漏;檢測(cè)【作者】張巖;羅劍;竇巖漲福行【作者單位】天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅蘭州730060沃華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅蘭州730060;天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅蘭州I730060;寶山鋼鐵股份有限公司，上海200940【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】TD462.4蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)采用蒸汽作為熱源對(duì)煤泥進(jìn)行間接加熱，其筒體內(nèi)按同心圓形式布置了多根換熱管束，蒸汽走管內(nèi)，煤泥走殼程，煤泥與蒸汽逆向接觸，進(jìn)行脫水干燥。干燥機(jī)的換熱面積取決于有效換熱管數(shù)量，有效換熱管數(shù)越多，換熱面積越大，蒸汽用量越大，干燥機(jī)的生產(chǎn)能力越強(qiáng)［1］。對(duì)于超大型蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)來(lái)說(shuō)，隨著設(shè)備使用年限的增加，受磨損、腐蝕、疲勞等因素的影響，有效換熱管數(shù)減少，換熱面積相應(yīng)減小，產(chǎn)能隨之下降，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量以及下游設(shè)備的運(yùn)行狀況，最終導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。1換熱管泄漏原因分析經(jīng)過(guò)分析研究在用蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)的運(yùn)行及檢修情況，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致?lián)Q熱管破損泄漏的原因主要有以下幾方面。煤泥中雜質(zhì)的砸擊。在煤泥干燥過(guò)程中，蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)屬于上游前端設(shè)備。原料煤經(jīng)破碎后由膠帶輸送機(jī)直接運(yùn)至干燥機(jī)，中間夾雜大量不易分離的雜質(zhì)，如鐵片、編織袋、鐵絲、鐵塊等，這些雜質(zhì)隨煤泥進(jìn)入干燥機(jī)后，與煤泥一起呈螺旋線向前運(yùn)動(dòng)。在向前移動(dòng)的過(guò)程中，物料及雜質(zhì)上下翻動(dòng)，在重力作用下反復(fù)砸擊換熱管外壁，一些大塊雜質(zhì)直接將換熱管外壁砸成不規(guī)則的凹坑，而且極易將換熱管壁直接砸穿，導(dǎo)致蒸汽泄漏。這是目前工業(yè)應(yīng)用中導(dǎo)致?lián)Q熱管泄漏的主要因素。煤泥中化學(xué)元素的腐蝕。原料煤中含有少量硫、氯、氟、硝等化學(xué)元素，在干燥機(jī)內(nèi)部的高溫、蒸汽環(huán)境中，易形成具有腐蝕性的霧氣。這些霧氣一部分隨尾氣抽出，一部分凝結(jié)在設(shè)備內(nèi)壁及換熱管管壁上，最終在由雜質(zhì)沖擊形成的凹坑及劃痕內(nèi)大量聚集，對(duì)已有損傷的換熱管壁造成一定的點(diǎn)蝕［2］，點(diǎn)蝕進(jìn)一步加重后會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱管泄漏。煤泥的磨損。煤泥顆粒具有一定的磨琢性，在干燥機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)下，煤泥顆粒不斷旋轉(zhuǎn)、翻滾，做雜亂無(wú)章的運(yùn)動(dòng)。隨著時(shí)間的推移，運(yùn)動(dòng)的煤泥會(huì)對(duì)換熱管造成一定的磨損，磨損達(dá)到一定程度后，使換熱管減薄、泄漏。換熱管熱應(yīng)力疲勞。蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)采用蒸汽加熱，在蒸汽作用下，換熱管之間的焊縫及換熱管與管板的焊縫處于高溫加熱區(qū)，使得換熱管存在徑向和軸向的膨脹；同時(shí)由于蒸汽溫度和壓力不斷變化，導(dǎo)致?lián)Q熱管不斷膨脹和收縮，由此產(chǎn)生的交變應(yīng)力反復(fù)作用在焊縫區(qū)［3］，導(dǎo)致焊縫疲勞，出現(xiàn)裂紋。2換熱管泄漏的檢測(cè)方法加熱介質(zhì)——蒸汽通過(guò)汽室進(jìn)入換熱管，蒸汽在壓力和溫度的雙重作用下，對(duì)換熱管上存在的上述裂縫進(jìn)行沖擊，使得縫隙漸漸擴(kuò)大，導(dǎo)致泄漏加劇。泄漏嚴(yán)重時(shí)將影響設(shè)備性能及產(chǎn)品質(zhì)量，甚至停產(chǎn)檢修。由于干燥機(jī)換熱管眾多，在檢修過(guò)程中需要快速、準(zhǔn)確的定位漏點(diǎn)。對(duì)于不同位置的漏點(diǎn)，應(yīng)采用不同的處理方法，在保證設(shè)備性能的前提下，降低檢修成本，縮短檢修時(shí)間。由于干燥機(jī)內(nèi)部空間狹小，換熱管排布緊湊，很多地方光線無(wú)法照到，且無(wú)法觸及，在檢漏過(guò)程中，快速準(zhǔn)確地確定漏點(diǎn)比較困難。工程實(shí)踐中常用以下4種方法來(lái)確定漏點(diǎn)。水壓檢漏。該法一般要求水壓壓力在0.3MPa左右。干燥機(jī)停止進(jìn)料和切斷蒸汽后，待內(nèi)部物料排空且干燥機(jī)冷卻到安全溫度后，停止運(yùn)行。移出給料螺旋，打開(kāi)出料箱檢查孔，以便于通風(fēng)，保證檢修人員安全進(jìn)入。然后拆除旋轉(zhuǎn)接頭，制做打壓盲板，選擇合適的位置裝設(shè)壓力表，進(jìn)行水壓檢測(cè)，待干燥機(jī)換熱管內(nèi)充滿水后，在水壓的作用下，漏點(diǎn)會(huì)不斷向外滲水，從而可準(zhǔn)確確定漏點(diǎn)。但此辦法存在一定的缺點(diǎn)：①由于換熱管束眾多，當(dāng)漏點(diǎn)較小，且比較集中的情況下，水泄漏后連成一片，短時(shí)間內(nèi)很難找到漏點(diǎn)；②受天氣條件的限制，若在北方且天氣寒冷的情況下，往往無(wú)法進(jìn)行水壓試驗(yàn)；③水壓檢漏工序較長(zhǎng)，首先需要拆除干燥機(jī)的輔助部件，以滿足水壓檢漏的條件，還要配置合適的水源，干燥機(jī)內(nèi)儲(chǔ)水量大，過(guò)小的水源往往無(wú)法滿足要求。氣壓檢漏。氣壓檢漏的方法較為方便，且能夠節(jié)約檢修時(shí)間，試驗(yàn)壓力一般要求在0.2MPa左右，試驗(yàn)方法與水壓檢漏方式相同。加壓后可通過(guò)觀察、耳聽(tīng)、刷肥皂沫等方式進(jìn)行檢漏，不受天氣等因素的制約。但該法也存在一定的缺陷，如泄漏點(diǎn)靠近筒體側(cè)或無(wú)法觀察到的部位，就很難精確找出泄漏點(diǎn)的位置。⑶蒸汽檢漏。水壓法和氣壓法均需要拆卸干燥機(jī)的輔助部件，不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且在拆卸過(guò)程中還極易造成部件的損壞。因此考慮在不拆除輔助部件的情況下，進(jìn)行漏點(diǎn)的檢測(cè)就是極為方便可行的辦法。當(dāng)干燥機(jī)內(nèi)煤粉排空，溫度降到安全范圍時(shí)，打開(kāi)蒸汽小流量閥門(mén)，向干燥機(jī)內(nèi)通入少量蒸汽，蒸汽從漏點(diǎn)泄出，立即降溫形成水汽，由此可準(zhǔn)確確定漏點(diǎn)。此方法省去了拆卸干燥機(jī)輔助部件，節(jié)省了大量的檢修時(shí)間，但干燥機(jī)始終處于加熱狀態(tài)，因此具有一定危險(xiǎn)，進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)檢查人員，必須做好安全防護(hù)工作，穿戴必要的隔熱防護(hù)裝備。⑷儀表元件在線檢測(cè)。上述三種方法均需排空物料，干燥機(jī)降溫冷卻后才可檢測(cè)，并且檢修人員要進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)部，人工查找漏點(diǎn)。隨著控制技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，科技人員研發(fā)了在線檢測(cè)技術(shù)。在每一根換熱管尾部安裝無(wú)線電子壓力變送器，變送器信號(hào)統(tǒng)一反饋到中控室，通過(guò)觀察壓力值的變化，即可迅速準(zhǔn)確地定位出泄漏管；然后打開(kāi)汽室相應(yīng)手孔蓋，直接對(duì)此管進(jìn)行封堵。待大修期間，再對(duì)換熱管進(jìn)行修補(bǔ)或更換。此法投資相對(duì)較高，僅適用于要求極高的場(chǎng)合。對(duì)于大型蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)，換熱管有上百根，在檢測(cè)漏點(diǎn)過(guò)程中，按換熱管的排布，繪制換熱管方位圖（見(jiàn)圖1），與實(shí)際換熱管一對(duì)應(yīng)，標(biāo)記相同起始位置，方便對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行記錄與復(fù)查。圖1換熱管排布示意3換熱管泄漏的處理方法通過(guò)各種方式將換熱管漏點(diǎn)位置確定后，對(duì)于不同位置的漏點(diǎn)，應(yīng)采用不同的處理方法。將換熱管漏點(diǎn)區(qū)域劃分為三個(gè)區(qū)，第一區(qū)為換熱管前三排的徑向內(nèi)側(cè)面，第二區(qū)為換熱管的徑向夕卜側(cè)面，第三區(qū)為換熱管與汽室焊縫區(qū)。對(duì)于第一區(qū)的漏點(diǎn)，在焊接作業(yè)范圍內(nèi)，比較容易處理，直接焊接補(bǔ)漏。對(duì)于第二區(qū)的漏點(diǎn)，焊接無(wú)法作業(yè)，確定漏氣換熱管位置，打開(kāi)相應(yīng)汽室外側(cè)手孔蓋，封堵此管即可。對(duì)于第三區(qū)的漏點(diǎn)，確定漏氣管位置，打開(kāi)相應(yīng)汽室外側(cè)手孔蓋，補(bǔ)焊此處焊縫即可。當(dāng)封堵?lián)Q熱管數(shù)超過(guò)總換熱管數(shù)的20%時(shí)，將嚴(yán)重影響干燥機(jī)性能，需更換換熱管。更換換熱管的準(zhǔn)備工作如下：準(zhǔn)備相應(yīng)規(guī)格的新?lián)Q熱管，比實(shí)際需要長(zhǎng)度長(zhǎng)50~100mm；準(zhǔn)備卷?yè)P(yáng)機(jī)、氣割、手持砂輪機(jī)、繩索、導(dǎo)管器、吊環(huán)螺釘?shù)缺匾ぞ?；新管兩端需帶?nèi)螺紋的堵頭，便于穿管；卷?yè)P(yáng)機(jī)具有調(diào)速功能，在穿管和拉管時(shí)，調(diào)節(jié)穿管速度。待干燥機(jī)內(nèi)煤粉排空，且降至環(huán)境溫度后，停止干燥機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，按以下步驟進(jìn)行換管作業(yè)：拆卸干燥機(jī)輔助部件；割除與需要更換的換熱管相對(duì)應(yīng)的手孔蓋，刨開(kāi)換熱管封堵板處焊縫，取下封堵板；刨開(kāi)換熱管與汽室端板處焊縫，割除換熱管尾部的不凝汽管；入料端換熱管作為拉出端，將吊環(huán)螺釘固定在換熱管堵頭上，繩索兩端分別系在卷?yè)P(yáng)機(jī)和換熱管堵頭的吊環(huán)螺釘上，同時(shí)在出料端換熱管頭部固定另一根穿管繩索，為后續(xù)穿管做準(zhǔn)備；低速啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，緩慢將舊管拉出，穿管繩索隨舊管穿過(guò)干燥機(jī)管支撐板孔；將穿管繩索從舊管上取下，固定在穿管導(dǎo)管器上，另一端系于卷?yè)P(yáng)機(jī)上，導(dǎo)管器另一端則通過(guò)螺紋與新?lián)Q熱管連接，新管需與干燥機(jī)軸線平行，因此必須在干燥機(jī)入料端搭建臨時(shí)平臺(tái)，以支撐新管；低速啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，緩慢將新管拉入，在換熱管行進(jìn)穿過(guò)管支撐板時(shí)，錐形導(dǎo)管器起到很好的導(dǎo)向作用；換管工作結(jié)束后，進(jìn)行水壓檢測(cè)，以確保新管的安裝質(zhì)量。4結(jié)束語(yǔ)換熱管作為蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)加熱系統(tǒng)的主要部件，其工作狀況直接影響到干燥機(jī)的性能、產(chǎn)品的質(zhì)量及設(shè)備能否穩(wěn)定運(yùn)行。換熱管的檢修工作在設(shè)備維護(hù)過(guò)程中也占據(jù)了大量的檢修成本，因此快速準(zhǔn)確地定位漏點(diǎn)，