稀油密封曼式高炉煤气柜侧板防治研究

1、引言

在钢铁工业中，煤气柜在大型钢铁联合企业中用于调节生产过程中的煤气供需平衡、缓解热值波动、保障用能储备，提供安全保障等，并逐渐成为钢铁企业不可缺少的关键能源设备之一，为煤气合理利用发挥着重要作用[1]。曼式高炉煤气柜运行环境具有高温（50-60℃）、高压（9-10KPa）、高腐蚀（ SO₂ 含量 ⩾50mg/m³ ）特点。根据安徽某钢铁企业单座 20 万 m³ 煤气柜日常巡检及月检记录，2023-2024 年累计发生侧板漏油 21 次，因油品劣化补油 45 桶，经济损失超20 万元。本文结合设备全生命周期有效管控，构建“预防- 监测- 处置-优化”的闭环防护体系，为煤气柜安全运行提供技术支撑。

2、气柜侧板漏油成因分析

通过现场问题查证，对油品、煤气冷凝水化验分析及与外部企业经验交流，对气柜侧板漏油主要的原因归结为三点。

2.1 结构性应力导致侧板开裂。

曼型煤气柜为多边形结构，侧板通过焊接工艺连接，侧板及焊缝在日照、煤气温度影响下产生应力，当应力超过材料承受极限，会导致焊缝开裂、侧板变形，从而密封油泄漏，形成漏点。同时在挠性加固结构设计不足时，柜体变形协调能力减弱，会进一步加剧焊缝及侧板开裂的可能性。

2.2 煤气冷凝水及酸性气体腐蚀焊缝。

目前，各钢厂普遍认为氯离子对煤气管道具 有较强的腐蚀性。国内某钢厂3 号高炉于 2007 年 9 月开始使用干法除尘工艺，其煤气管道在使用 2 个月后便发生腐蚀穿孔泄漏。经割管检查，管道壁厚普遍 由 10mm 减薄为 2～3mm_⨀ 。该钢厂认为：煤气中析出的酸性水和Cl- 是导致腐蚀的主要原因[2]。本文气柜实际情况与此类似，同时气柜中煤气含微量 H₂S 、 SO₂ 等酸性气体，在气柜侧板中同冷凝水形成酸液，对金属侧板会造成一定腐蚀。

2.3 密封油性能下降

密封油在随气柜活塞长期运行过程中杂质积累（粉尘、铁锈），从而影响油，导致运动粘度改变，同时油质乳化（含水量 >0.05% ）、氧化（酸值 >0.2mg KOH/g ），润滑性下降后会磨损密封帆布及侧板。

3、侧板漏油防治

3.1 机械清理或喷砂清理

对两侧有旧胶层的气柜，先进行机械磨光机和喷砂处理两种实验，确认哪种施工方法能更快清理胶层。机械清理法为：先用铲刀等工具将找到漏点处的胶层进行铲除，铲除后遗留的胶层使用磨光机进行打磨处理，确保表面处理干净，露出金属表面光泽，并达到一定的粗糙度。喷砂清理法为：先用铲刀等工具将找到漏点处的胶层进行铲除，再用机械喷砂机对立柱漏点进行喷砂处理，将立柱表面的旧胶层等附着物完全处理干净，露出金属表面光泽，并达到一定的粗糙度。两者处理结果必须达到标准，满足堵漏施工要求。

3.2 脏污清理及漏点查找

表面清理完成以后，对处理下来的油垢、附着物等脏物进行彻底清理，对残留钢材表面的油脂，用稀释剂擦净，以免影响涂膜的附着力。在清理脏污过程中，要边清理边查漏，通过观察漏油部位找到漏点。

3.3 焊缝漏点堵漏

找到漏点后先用清洗剂将漏油点清洗干净，确保施工面完全干燥后，再取紧急堵漏剂双组分挤出，调至颜色均匀一致，用刮板将堵漏剂在焊缝裂纹处涂抹均匀，涂抹量为裂纹长度的 3-4 倍，在较大漏点处，需重复 2-3 遍。施工时注意带油紧急堵漏剂调匀后的使用操作有效时间，夏天为3-5 分钟，冬天为5-7分钟。施工下道工序前要严格控制固化时间，确保固化时间不低于10 分钟。

3.4828 高性能结构粘接剂填堵焊缝

用 528 带油紧急堵漏剂将漏点堵好后，再取 828 高性能结构粘接剂，用专用胶枪将其挤出，均匀涂抹在整条焊缝里面，将整条焊缝抹平，以起到加强作用，828 高性能结构粘接剂调匀后的使用操作有效时间为 5-7 分钟，作业时要严格控制作业时长，828 高性能结构粘接剂固化时间为 30 分钟，在进行下道工序前要确保其完全固化。取386 增韧加强剂 A、B 组分，按照1 ：4 的比例搅拌均匀，调至颜色均匀一致，搅拌完成后的操作有效时长为 30 分钟，所以搅拌完成后要尽快使用，用抹灰刀单向均匀的涂抹在 828 高性能结构粘接剂表面上，此时无需固化，再粘贴 1720 纤维布，压平后，需要等待固化 120 分钟以上，才能进行下道工序。

确保上道工序完全固化后，再涂抹一层增韧加强剂，在初凝前必须用金属灰函压平，直至肉眼观察表层光滑均匀为止。表面不允许有突起痕迹，一经产生应重新抹压平整。施工过程中，施工面应保持洁净，如有凸起物或施工滴料应去除平整。2 次涂抹的端部界面应避免对接，必须采用搭接方式。

4. 补油管系统安全提升

开发基于 PLC 的自动补油系统，具备以下功能：安装在活塞上的油槽和侧壁之间的间隙充满密封油，密封油流量的大小由滑板控制，使油压大于活塞下部贮存煤气的压力，将煤气密封在气柜内。密封油循环使用，活塞油沟中的密封油，从滑板和侧壁间隙往下流，积存在底部油沟中，然后在汇集到四个集油箱在油水分离器中进行分离。当油量达到一定量以上时，油泵自动启动，将油送入油管中密封油到达侧壁上部的预备油箱，从溢流孔沿内侧壁流到活塞油沟中，保持气柜的密封。此外在溢流孔处设置了备用油箱，在停电等紧急情况下，

可以用手动操作补充密封油。

5. 季节性安全防控措施

5.1 冬季防护方案

伴热系统：在油水分离器、补油管等部位敷设电伴热带，维持介质温度在15℃以上。

防冻检：每班检查呼吸阀、排水阀等部位，防止冰堵导致系统超压。

5.2 夏季防护方案

通风降温：在气柜顶部增设轴流风机，保持环境温度 ⩽40% 。

油品置换：夏季改用高粘度基础油（ VI>120 ），防止油膜破裂导致泄

6. 结论

通过材料创新、智能管控等技术的应用，短期内解决了气柜侧板漏油问题，为气柜安全稳定运行提供了一定的技术支撑。但气柜本体结构性应力问题没有得到实际性的解决，其在未来的研究中，值得进一步去探索，以实现曼式气柜运行问题的突破性改善。

参考文献

[1] 马志 . 煤气柜在钢铁企业中的功能探索 [J]. 冶金动力，2020, 242 (04),28-31.

[2] 陈小东、邓万里高炉干法除尘后煤气管道腐蚀情况分析及对策 [J]. 冶金能源，2011，30（06）