于军 程前进  刘全兴 罗恪 韩崇 

（1.青岛特殊钢铁有限公司，2.武汉鼎业环保工程技术有限公司）

摘  要  本文介绍了青岛特钢8万m3转炉煤气柜底板泄漏煤气在线治理情况。冶金工厂煤气柜由于种种原因出现煤气泄漏的现象较为普遍，存在很大的安全隐患，应该严加防范与管控。通过采用不动火在线冷修复技术、外部精细化处理，很好地解决煤气泄漏的难题，收到良好效果。

关键词  转炉煤气柜  泄漏  不动火  冷修复  在线治理

1  引言

转炉煤气柜是钢铁企业中炼钢流程里较为重要的煤气设施。在生产过程中，转炉煤气柜用来稳定地调节管网压力，并且转炉煤气则可以作为燃料的一种用于发电、烤包等工序，有很大的经济价值。但在生产过程中煤气柜漏煤气的现象也较为普遍，存在很大的安全隐患。煤气柜又属于重大危险源，区域内为一级防火、防爆区域，因此在线不动火进行冷态修复治理煤气柜漏煤气十分必要，不停产回收煤气给企业带来很大的经济效益。

青岛特殊钢铁有限公司动力事业部8万m³转炉煤气柜自投入使用以来已经近5年时间。近一年来发现煤气柜底板与基座之间的间隙出现漏水漏煤气现象，并且有逐渐增大的迹象。漏水点主要集中在南侧5-10号立柱之间和西侧14-16号立柱之间。整圈都有出现不同程度的煤气泄漏。经现场勘察，初步判断为底板焊缝出现腐蚀漏点导致漏水漏煤气。曾采用沥青加水泥进行简单封堵的措施，但结果并不理想，不能封住水和煤气泄漏的问题。

鉴于转炉煤气柜区域属于一级防火防爆区域，有严格的防火防爆规范要求。采用钢板焊接的方式一是需要停柜并置换煤气，再进行堵漏处理；从本质上讲这种处理形式并不安全可靠，动火操作存在较大的风险。煤气柜随着季节的变换、早晚温度差异等因素的影响，基座钢板与底座混凝土之间的膨胀系数有较大的差距，不同材质的钢性连接必然会造成开裂，形成二次泄漏。目前解决底板漏水漏煤气的方法一般是采用水不动火、外部修复高科技手段进行综合治理。

2  转炉煤气柜煤气泄漏的原因

2.1  电化学腐蚀

转炉煤气柜在回收煤气过程中，随着温度从高温到低温的变化，煤气中携带的水蒸汽会冷凝成水。气柜本体基本保持在40℃左右的温度，高温加上煤气携带的酸性物质形成的酸性水聚集在煤气柜底部，发生电化学反应，形成浓差电池对底板和柜壁侧板造成不同程度的电化学腐蚀。

2.2  环境温度影响

从大型钢结构的力学角度分析，煤气柜在一年中的夏天和冬天；一天中的白天和夜晚；煤气柜的向阳面和阴面等，随环境温度变化的影响，钢结构和混凝土结构的膨胀系数不同，也会对基座和底板之间的间隙出现不同程度的收缩间隙。当底部一旦出现泄漏点，煤气和柜内积水就会通过漏点向外部渗漏，出现基座漏水漏煤气的现象，如图1和图2所示。

3  新型不动火技术的治理方法及应用

3.1  新型不动火冷态修复技术

青岛特钢煤气柜底板修复工作由武汉鼎业环保工程技术有限公司主导施工，这是一家专业从事高效流体密封的高新技术企业，在煤气管道、膨胀节等能源介质管线上的在线修复工程有较为成熟的新技术和新材料的应用。因此，由其对该煤气柜底板泄漏进行冷态修复，并制订了详细的技术和施工方案。

3.2  煤气设施冷态修复材料与修复方法的应用

不动火在线冷修复技术的实际应用中，冷修复防护材料的弯曲强度、粘接强度、断裂伸长率与耐高温化学腐蚀性能可以最直接地反映出冷修复防护材料的应用效果。其中，弯曲强度与粘接强度的大小与冷修复防护材料承受气压的大小呈正相关，断裂伸长率的大小直接影响材料收缩的补偿量；耐高温化学腐蚀性能直接决定修复防护材料的气密性与使用寿命，从而决定修复防护以后煤气设施的气密性与使用寿命。冷态修复工艺示意图与施工流程图如图3和图4所示。

3.3  施工过程安全风险辨识及防控措施

在施工过程中，有效地防范煤气事故是非常重要的。

防止煤气中毒防控措施：现场配备2台正压式长管空气呼吸器；煤气防护站及加压站各派一名专职安全员全程现场监护。

防止煤气着火防控措施:施工过程虽为不动火作业。现场仍配备6个灭火器，消防水带布置到作业点。

3.4  施工管理

2020年3月30日，施工队伍完成并通过青钢公司的三级安全教育并允许进入现场。4月1日，疫情期间，双方共同克服了种种困难得以顺利开工。专管领导与工程技术人员也对此项目提出合理建议，实时了解工程项目进度以及施工工艺、技术实施情况。4月8日所有漏点作业现场封堵完成，留置排水泄压口，进行基础层处理。4月17日完成高分子材料喷涂。4月24日完成了最后一道工艺的施工，该转炉煤气柜底板漏煤气治理项目顺利完工。修复施工后的情况见图5和图6。

3.5  修复效果

经20多天的精细修复施工，现场通过肥皂水测试，已无煤气泄漏。使用CO报警仪检测无数值。采用武汉鼎业环保工程技术有限公司在线冷修复防护的组合产品，在线冷修复防护之后可以较好地耐受煤气中腐蚀性介质腐蚀而不泄漏，能够吸收补偿设备设施的承压性、气密性与补偿量。并且，经过在线冷修复防护处理以后，即使冷修复防护材料内部的基材被腐蚀产生新的漏点，冷修复防护材料依然可以保持良好的气密性与补偿量，从而大幅延长设备的使用寿命。 相比以往使用的修复防护方法，本文所用方法的在线冷修复防护方法无论在经济效益方面还是冷修复防护效果方面，均表现出明显优势，性价比较高，实用性较强，在治理冶金工业煤气管网输送系统中设施的泄漏问题方面具有发展潜力。

3.6  经济效益分析

根据转炉煤气柜煤气回收量每天回收约110万m³/d，每1m³的转炉煤气经济价值是0.15-0.18元。在不停柜在线治理的情况下，每天可节约16-19万元/d,此次预计创造直接经济价值约400万元。

4  结论

（1）转炉煤气柜在回收煤气的过程中，随着温度从高温到低温的变化，煤气中携带的水蒸汽会冷凝成水与煤气携带的酸性物质形成的酸性水聚集在煤气柜底部，发生电化学反应，导致对底板和柜壁侧板造成不同程度的腐蚀。如若不及时修复，将会对安全工作带来重大安全隐患。

（2）采用独创的高分子材质，不动火在线冷修复技术处理煤气设施是一项很好的选择。冷态修复防护材料在弯曲强度、粘接强度、断裂伸长率与耐高温化学腐蚀性能可以最直接地反映出冷修复防护材料的应用效果。弯曲强度与粘接强度的大小与冷修复防护材料承受气压的大小呈正相关显著性，断裂伸长率的大小直接影响材料收缩的补偿量；耐高温化学腐蚀性能直接决定修复防护材料的气密性与使用寿命，科学施工，效果良好。现场通过肥皂水测试，已无煤气泄漏。使用CO报警仪检测无数值。此项技术处理大型煤气设施泄漏方法可靠，经济效益明显。

5  参考文献

[1] 刘全兴，程前进， 煤气设施漏点带气堵漏方法实践，山东冶金，2009（1）：4-8

[2] 伍积明 贾彩清，干法除尘后高炉煤气腐蚀的防治， 中国炼铁网

[3] 王鹏，防风险，除隐患，遏事故，助力钢铁企业煤气安全治理，武汉鼎业环保工程技术有限公司；第十三届中国钢铁工业设备节能减排增效技术大会