稀油密封型煤氣柜活塞上部積油分析與改善措施

賀建軍，王 焱，王祥凱，劉春源

（安陽鋼鐵股份有限公司動力廠，河南 安陽455000）

1 前 言

稀油密封圓形煤氣柜以其密封性能好、儲氣壓力高、吞吐量大等特點(diǎn)受到鋼鐵企業(yè)的青睞，已取代多邊形煤氣柜成為國內(nèi)的主流柜型。安鋼動力廠30 萬m3稀油密封圓形高爐煤氣柜（以下簡稱稀油柜）投運(yùn)于2016年，稀油柜投運(yùn)后高爐煤氣管網(wǎng)壓力波動減少，管網(wǎng)壓力波動由6～16 kPa降至8～12 kPa，對于生產(chǎn)組織更為有利。活塞傾斜度是稀油柜運(yùn)行的重要參數(shù)，關(guān)系到稀油柜的檢修周期和運(yùn)行質(zhì)量。在稀油柜運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)活塞傾斜度逐漸升高，現(xiàn)場可聽到稀油柜內(nèi)發(fā)出異常聲音，活塞上部存在大量積油，對稀油柜的安全運(yùn)行有較大影響。通過分析活塞上部積油的危害、產(chǎn)生、途徑，探討解決方式，以實(shí)現(xiàn)稀油柜的安全長周期運(yùn)行。

2 概 況

30萬m3稀油密封圓形高爐煤氣柜的基本結(jié)構(gòu)由鋼制的平面柜底、鋼制薄板圓筒形柜體、32 根H型鋼立柱、鋼制柜頂、鋼制通風(fēng)氣樓以及位于柜體內(nèi)部有內(nèi)部密封作用的鋼制活塞組成。鋼制活塞的環(huán)形周邊油溝內(nèi)布置有密封裝置，密封件采用橡膠帶，通過杠桿配重機(jī)構(gòu)加背壓力使其與圓筒形柜體緊密貼合，用以減少密封油的泄漏量［1］。密封油在活塞油溝中通過柜體側(cè)板與密封橡膠帶之間的間隙沿側(cè)板內(nèi)壁流下，進(jìn)入稀油柜的柜底油槽中，見圖1。底部油槽的密封油通過油水分離后，用油泵將密封油打入稀油柜上部，經(jīng)溢流孔進(jìn)入稀油柜沿內(nèi)壁流入活塞油溝，完成稀油柜密封油的循環(huán)使用。

3 問題及分析

稀油柜在運(yùn)行中，活塞傾斜度是一個重要的運(yùn)行參數(shù)，對稀油柜的安全運(yùn)行至關(guān)重要。安鋼動力廠30萬m3高爐煤氣柜在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)活塞傾斜度有超標(biāo)現(xiàn)象，并且活塞傾斜度呈逐漸增大趨勢，現(xiàn)場可聽到稀油柜內(nèi)發(fā)出異常聲音，活塞上部存在大量積油，影響稀油柜的安全長周期運(yùn)行。

圖1 稀油柜密封油流程

3.1 積油的危害

新建或大修后的稀油柜，經(jīng)調(diào)節(jié)后活塞傾斜度常趨于水平狀態(tài)。由于稀油柜活塞為拱形，當(dāng)活塞上部存在積油后，積油必定沿著活塞外側(cè)向較低的部位流動，造成活塞傾斜增大。隨著時間的延長，大量積油流向活塞低處加劇了活塞傾斜度的惡化，活塞傾斜加大后引起更多的積油流向活塞低處。同時由于光照原因，活塞傾斜度在每日不同時段有一定的變化，兩者間彼此相互影響，造成了稀油柜活塞傾斜度超標(biāo)運(yùn)行，且活塞傾斜度呈逐漸增大趨勢，活塞傾斜致使活塞上、下部導(dǎo)輪非正常接觸立柱運(yùn)行，現(xiàn)場聽到的異常聲音即來源于導(dǎo)輪接觸立柱后的非正常運(yùn)行。活塞傾斜度超標(biāo)運(yùn)行對密封機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輪、防回轉(zhuǎn)裝置等設(shè)備的使用壽命有較大影響，嚴(yán)重時可導(dǎo)致稀油柜設(shè)備損毀。

3.2 積油的產(chǎn)生

1）密封油在油水分離后由油泵打入稀油柜上部，油泵流量需≤26 L/min。當(dāng)密封油流量較大時，流速過快易造成溢流孔處密封油噴涌，部分密封油進(jìn)入活塞上部。

2）每套油水分離器與稀油柜頂部的溢流孔配套設(shè)置，二者一一對應(yīng)，溢流孔為長條形鋸齒狀的開孔，開孔底部呈水平狀態(tài)，經(jīng)油泵打至柜頂?shù)拿芊庥驮谝缌骺滋幘鶆虻匮貎?nèi)壁流入活塞油溝；若溢流孔底部開孔的水平度稍差，密封油溢流時分布不均，造成此處的密封油噴涌，部分密封油進(jìn)入活塞上部。

3）活塞上部位于溢流孔下方的對應(yīng)位置設(shè)有濺油收集板，用于回收噴濺的密封油。設(shè)備大型化后，尤其是30 萬m3的大型稀油柜，活塞行程為97.16 m，在稀油柜低柜位運(yùn)行時，濺油收集板因面積較小無法實(shí)現(xiàn)其功能，部分密封油滴落在走臺和活塞上部。

4）走臺設(shè)置在活塞油溝內(nèi)側(cè)，用于密封系統(tǒng)、防回轉(zhuǎn)裝置、導(dǎo)輪等設(shè)備的檢修通道，其上為平面，如圖1所示。密封油滴落在走臺上，積存一定量后部分密封油流向活塞油溝，部分流向活塞上部。

3.3 流通途徑

循環(huán)系統(tǒng)的部分密封油脫離運(yùn)行軌跡，噴濺或飄落至走臺、活塞上部，積累到一定量后開始流動。走臺上部的積油部分流入活塞油溝，部分流入活塞上部，當(dāng)活塞不在水平狀態(tài)時，更多的積油流入活塞上部，如圖2所示?；钊摻Y(jié)構(gòu)的立柱下部隔板上留有隔板孔洞，活塞上部積油可自由流動，活塞出現(xiàn)輕微傾斜后，積油通過隔板孔洞向活塞低處流動，加劇了活塞傾斜，影響稀油柜安全運(yùn)行。

圖2 活塞密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4 改善措施

稀油柜活塞上部積油以及積油的流動加劇了活塞傾斜，可通過采取堵和疏的方式消除積油的不利因素。

1）稀油柜設(shè)計(jì)、制造時，活塞走臺具有坡度，利于濺落在走臺上的密封油流入活塞油溝。

2）在現(xiàn)有稀油柜活塞走臺內(nèi)側(cè)增加擋油板，引導(dǎo)積存在走臺上的積油流入活塞油溝。

3）封堵隔板孔洞，杜絕已經(jīng)進(jìn)入活塞上部的積油流動，消除因活塞積油流動加劇活塞傾斜度的惡化影響。

4）調(diào)節(jié)密封油循環(huán)系統(tǒng)的油泵流量≤26 L/min，保持密封油循環(huán)系統(tǒng)的油泵均衡運(yùn)行，避免雙泵同時運(yùn)行。

5）增加濺油收集板的寬度，收集溢流孔噴濺的密封油，減少密封油飄落活塞上部。

5 結(jié) 語

通過分析了稀油柜活塞上部積油的危害、產(chǎn)生、途徑，運(yùn)用堵和疏的方式消除了不利因素，引導(dǎo)濺落的密封油進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，阻礙或杜絕活塞上部積油的流動，保持稀油柜活塞趨于水平狀態(tài)下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)稀油柜的安全長周期運(yùn)行，對稀油柜的設(shè)計(jì)、改造及運(yùn)行有一定的借鑒作用。