转炉煤气柜 T 型挡板垮塌的原因分析与处理
2015/9/23 14:28:08 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
1 概述
鄂钢公司 10 万 m3转炉煤气柜是与炼钢厂两座新建 130 t 转炉配套建设的煤气回收系统工程，负责转炉煤气的回收、加压及输送，为高速线材厂、连轧棒材厂、转炉烤包、热力锅炉等生产用户提供转炉煤气。
该工程在 2012 年 9 月 30 日升柜调试过程中，突然听到异常响声，后经进柜检查发现 T 型挡板构件发生大面积垮塌，11 根 T 型挡板支架严重弯曲变形，外层橡胶膜局部破损两处，导致气柜工程延期。
2 原因分析
10万m3转炉煤气柜 T 型挡板垮塌后，我们及时组织设计单位、施工单位和工程监理单位对事故从以下几个方面进行了原因分析。
2.1 设计缺陷分析
鄂钢 10 万 m3转炉煤气柜由中冶南方公司设计，施工图纸都经过了严格审查，其技术已很成熟，在国内成功投产的先例已有很多，不可能存在设计缺陷。
2.2 材料材质缺陷
鄂钢 10 万 m3转炉煤气柜主材均由施工单位严格按照《技术协议》要求采购，各类型材、板材均为国内知名的大企业生产，出厂合格证及材质证明书一应俱全，经甲方抽样检查，无不合格品出现。
2.3 施工缺陷
经设计单位、施工单位和工程监理单位专家联合检查 T 型挡板各构件焊接，其技术性能符合GB/T529-1999 的规定，焊缝高度和长度符合要求，安装精度的要求也在设计图纸允许的范围内。另外检查了 T 型挡板托架和 T 型挡板支架以及柜侧板和 T 型挡板支架中间结合部，没有发现异物卡塞住钢构件，排除了施工质量造成 T 型挡板垮塌的可能性。
2.4 调试操作
10 万 m3转炉煤气柜进行调试前，施工单位已经完成了柜体 4 个紧急放散管、6 个排水器、6 套调平装置、进出口煤气管道及柜体排水器和紧急放散U 型水封给水管道的安装，完成了所有柜体气密部分直接检漏的工作，并于 T 型挡板支架垮塌前一天进行了活塞升降实验，完成了活塞水平粗调整等工作，期间活塞升降速度仅 1.5 m/min，完成上述工作后，施工单位降柜让活塞着床，准备第二天升柜再将活塞水平精调整一次，从上述调试操作来看，一切按照调试方案进行，无异常情况发生。
排除了上述种种可能后，第 3 天打开气柜人孔后进去检查，发现气柜底部积水达 400 mm 左右，见图 1。
排除了上述种种可能后，第 3 天打开气柜人孔后进去检查，发现气柜底部积水达 400 mm 左右，见图 1。
从图 1 可以看出，气柜活塞环形托座已浸泡在水中，其外围已形成了环形水封，使检修风机送出的空气进不了活塞与柜底板之间的间隙，活塞便不能升顶，这样气柜内的气压只能作用在内外橡胶膜和T 型挡板之上，而且此刻因活塞不能升顶，气柜的柜容不能扩张，而检修风机仍然在工作，风机的出口流量极小但出口压力急剧升高，就使检修风机发生喘
振，此时柜内瞬时压力大于风机全压 12 kPa，远大于气柜设计压力 3 kPa，作用在 T 型挡板之上，而 T型挡板结构强度不能抵抗检修风机产生的持续压力，最终导致了 T 型挡板支架发生大面积垮塌。
综上所述，是气柜调试期间，柜底积水，活塞不能升降，气柜内部压力大于 T 型挡板抵抗力，导致了T 型挡板垮塌事故的发生。
振，此时柜内瞬时压力大于风机全压 12 kPa，远大于气柜设计压力 3 kPa，作用在 T 型挡板之上，而 T型挡板结构强度不能抵抗检修风机产生的持续压力，最终导致了 T 型挡板支架发生大面积垮塌。
3 处理措施
3.1 更换气柜所有暗杆楔式闸阀改换成明杆楔式闸阀
正是气柜柜体四个放散装置 U 型水封给排水管此前全部采用了暗杆楔式闸阀，阀门开关标识不清，使调试人员在气柜人孔封闭后，无法检查气柜是否进水，水通过放散装置 U 型水封给水管进入了气柜。
正是气柜柜体四个放散装置 U 型水封给排水管此前全部采用了暗杆楔式闸阀，阀门开关标识不清，使调试人员在气柜人孔封闭后，无法检查气柜是否进水，水通过放散装置 U 型水封给水管进入了气柜。
3.2 完善气柜调试方案
一是气柜柜体六个排水器在气柜调试时应注满水，并且排水阀门要打开，万一气柜底部进水，也可自动排出。二是在检修风机入口处，要挂 U 型压力计，以便及时观察气柜在调试时工作压力，一旦发现超出气柜设计的工作压力，就立即停检修风机。三是调试人员在升降柜位时要注意观察机械柜位计，在风机起动约 10 min 后，柜位计刻度若无变化，就要对柜内设施进行全面检查，判断无故障后再继续鼓风。
3.3 制定修复方案
3.3.1 固定好 T 型挡板支架
因 T 型挡板是环形结构，放置在 T 型挡板托架之上，总高度近 20 m，如拆除时断开 T 型挡板之间的水平支撑，会有结构应力释放，导致 T 型挡板从托架上倒下，所以我们采用 6#角钢，将 T 型挡板上部平台与气柜侧板焊接起来的办法固定好 T 型挡板支架。
因 T 型挡板是环形结构，放置在 T 型挡板托架之上，总高度近 20 m，如拆除时断开 T 型挡板之间的水平支撑，会有结构应力释放，导致 T 型挡板从托架上倒下，所以我们采用 6#角钢，将 T 型挡板上部平台与气柜侧板焊接起来的办法固定好 T 型挡板支架。
3.3.2 拆除橡胶膜
拆除橡胶膜我们考虑了两个方案，一是全部拆除外层橡胶膜，该方案工作量大，耗时太长，而且有可能更大范围损坏橡胶膜；二是采取特殊防护措施，对 T 型挡板支架变形段 B 段密封橡胶膜放 3~4 个支架的余量进行拆除，最终我们采用了后者。
3.3.3 拆除变形的 T 型挡板支架
对变形和位移较大的 T 型挡板支架全部进行拆除，共 11 组，占整个 T 型挡板支架的 1/6。
3.3.4 做好动火保护措施
3.3.4 做好动火保护措施
在已挂好只有 3 mm 橡胶膜的气柜内施工动火作业，做好动火保护措施是关键，我们主要采取了以下措施：
（1） 对气柜拆除段外层橡胶膜全部用防火布遮挡保护，防火星飞溅到外层橡胶膜上。
（2） 沿橡胶膜 A 段密封角钢上放置橡胶管，间隔 50 mm 均匀开些小孔朝防火布上淋水，保持防火布湿润。
（3） 对拆除段外层橡胶膜相对应的内层橡胶膜全部用镀锌铁皮外加一层石棉布盖住，不让火星掉进内层橡胶膜。
（4）安排专人打水，上层施工作业掉下的火星，必须立即扑灭。
（1） 对气柜拆除段外层橡胶膜全部用防火布遮挡保护，防火星飞溅到外层橡胶膜上。
（2） 沿橡胶膜 A 段密封角钢上放置橡胶管，间隔 50 mm 均匀开些小孔朝防火布上淋水，保持防火布湿润。
（3） 对拆除段外层橡胶膜相对应的内层橡胶膜全部用镀锌铁皮外加一层石棉布盖住，不让火星掉进内层橡胶膜。
（4）安排专人打水，上层施工作业掉下的火星，必须立即扑灭。
采取上述处理措施后，经调试运行、间接气密试验，现鄂钢 10 万 m3转炉煤气柜已送煤气投入运行，其活塞倾斜度、柜体升降速率、柜内 CO 检测等各项运行指标很正常。
威金斯型煤气柜在调试时，误将水放进气柜，导致 T 型挡板垮塌的事故在全国也不多见，教训深刻，制定好科学合理的调试方案并严格按照方案执行，是非常必要的
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