CN108264907A - 一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置及其气动喷补方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置及其气动喷补方法，喷浆管穿过套管，其下端设置有凹形缺口，与托浆盘中心垂直连接，上端连接软管，通过喷浆机与压缩空气管道连接；所述套管的下端与支撑盖中心孔垂直连接，上端安装有螺帽盖，管身设置有支管和定位螺孔，支管上设置有阀门，通过软管与压缩空气管道连接。将本发明托浆盘深入到看火孔内，将支撑盖盖在看火孔上，用螺栓固定喷浆管，拧紧套管上端的螺帽盖，将喷浆机、支管上的阀门同时打开，喷浆机内的浆液在托浆盘上沉积，边沉积边喷补，按从下至上顺序进行，直至窜漏部位全部喷补完毕，关闭阀门。采用本发明可以对焦炉炉顶层窜漏部位进行高质量的修补，修补效果好。

Description

一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置及其气动喷补方法

技术领域

本发明涉及炉窑修补技术领域，尤其涉及一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置及其气动喷补方法。

背景技术

焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶、基础、烟道等组成。炭化室中煤料在隔绝空气条件下加热到1000℃左右（高温干馏），通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和炼焦化学产品。一座焦炉有几十个炭化室和燃烧室相间配置，用耐火材料(硅砖)隔开。每个燃烧室有12～32个立火道。来自蓄热室的经过预热的煤气（高热值煤气不预热）和空气在立火道底部相遇燃烧，从侧面向炭化室提供热量。炭化室、燃烧室以上的炉体称炉顶层，厚度一般在1200mm以上，具体厚度按炉体强度和降低炉顶表面温度的需要确定，由耐火砖块分层砌筑而成。炉顶区有装煤孔和上升管孔通向炭化室，用以装入煤料和导出煤料干馏时产生的荒煤气。炉顶区还设有看火孔通向每个立火道，供测温、检查火焰之用，可根据检测结果，调节温度和压力。烟道设在基础内或基础两侧，一端与烟囱连接。当焦炉在烘炉升温过程中，由于温度高低的不同，内部温度高，炭化室顶部各层耐火砖膨胀量远远大于炉顶表面砖的膨胀量，从而会使炉顶层产生水平方面裂隙和个别砖缝内灰浆脱落，与看火孔相通，造成荒煤气窜漏。在实际生产过程中，又受到装煤车行走振动以及炉温波动等长时间影响，缝隙会越来越大，窜漏现象愈加明显。 当窜漏量较少时， 燃烧造成过多的热量释放会形成局部高温， 烧坏砌筑焦炉用的耐火砖，影响炉体寿命；当窜漏量变大时除形成高温事故外，由于空气量的不变， 煤气量增多导致煤气燃烧不完全，就会出现烟囱冒黑烟现象，严重污染环境。

日常修补过程中，因炉温高，看火孔直径小等因素，导致操作人员无法对串漏部位进行近距离修补，只能采用托盘伸入看火孔进行灌浆操作，人工捣挤浆液，此种方法虽然操作简单，但是人工捣挤毕竟力量有限，浆液不能挤压到缝隙深处，修补效果不好，使用寿命短，并且操作不当有时浆液会从看火孔处溢出，干燥后堵塞立火道，影响加热。另一种先进的做法是采用陶瓷焊补，此种方法需要专业人员采用专业材料和专业设备进行，适用于有较大面积破损的情况，施工成本高、工艺复杂。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置及其气动喷补方法，可在不影响正常生产情况下对窜漏部位进行高质量的气动喷补，方便快捷、省时省力、效率高。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，包括套管、喷浆管、支撑盖、托浆盘、阀门、软管、喷浆机及压缩空气管道，其特征在于：喷浆管穿过套管，其下端设置有凹形缺口，与托浆盘中心垂直连接，上端连接软管，通过喷浆机与压缩空气管道连接；所述套管的下端与支撑盖中心孔垂直连接，上端安装有螺帽盖，管身设置有支管和定位螺孔，支管上设置有阀门，通过软管与压缩空气管道连接。

所述支撑盖的内部有挡圈；

所述软管为胶管；

所述螺帽盖由金属材料或塑料制成，螺帽盖内设置有密封圈；

所述支撑盖的边缘设置有密封圈；

所述凹形缺口为U形、方形、三角形或梯形缺口；

所述托浆盘的正反面覆盖有耐火纤维毡；

所述耐火纤维毡为石棉或硅酸铝纤维毡。

一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补方法，包括以下步骤：

1)、制作气动喷补装置：制作套管、喷浆管、封口用螺帽盖，并根据看火孔直径制作底部托浆盘和上部支撑盖；套管的下端与支撑盖中心孔垂直连接，上端连接螺帽盖，管身设置支管和定位螺孔，支管上安装有阀门；喷浆管穿过套管，其下端设置有凹形缺口，与托浆盘中心垂直连接，托浆盘正反面覆盖有耐火纤维毡，用螺栓固定；

2)、检测炉顶层窜漏部位：打开与上升管出口相连的桥管处高压氨水阀门，加大喷淋荒煤气冷却氨水，从有窜漏看火孔观察烟气消失的部位，确认窜漏的的具体炉层数；

3)、安装：将有窜漏看火孔作业面附近区域清理干净，再用高压气体对窜漏处周边进行清扫，使喷补面清洁无灰；手握喷浆管，将托浆盘深入到看火孔内，根据窜漏部位的位置调整托浆盘高度，使托浆盘位于窜漏部位以下10～15mm；将支撑盖盖在看火孔上，用螺栓旋进套管上的定位螺孔，固定喷浆管，拧紧套管上端的螺帽盖；将一软管的一端连接喷浆管的上端，另一端连接喷浆机，进一步与压缩空气管道连接；将另一软管的一端连接套管上的支管，另一端与压缩空气管道连接；

4）、喷补：

将喷浆机、支管上的阀门同时打开，喷浆机内的浆液通过软管从喷浆管的上端进入，再从喷浆管下端的凹形缺口流出，在托浆盘上沉积，同时来自支管上的压缩空气使浆液喷溅和挤压，边沉积边喷补；喷补按从下至上顺序进行，直至窜漏部位全部喷补完毕，关闭阀门，拔出喷补装置，压缩空气管道的压力为0.4~0.6MPa；

5)、检查：

观察窜漏部位是否喷补完好，如仍有烟气冒出，重复步骤4）的喷补过程。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

采用气动喷补装置及其气动喷补方法对焦炉炉顶层窜漏部位喷补，相比人工捣挤浆液，喷补压力大，浆液可以挤压到窜漏缝隙深处，对窜漏部位进行高质量的修补，修补效果好，使用寿命长，并且本装置结构简单，使用方便，省时省力，效率高。

附图说明

图1为本发明使用状态结构示意图。

图2为本发明套管的上端与螺帽盖连接状态剖视图。

图3为套管组件与喷浆管组件连接细部特征示意图。

图4为炉顶层窜漏现象示意图。

图中：1、套管，2、喷浆管，3、支撑盖，4、托浆盘，5、阀门，6、软管，7、喷浆机，8、压缩空气管道，9、螺帽盖，10、支管，11、定位螺孔，12、螺栓，13、密封圈，14、耐火纤维毡。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

参见图1、图2、图3，一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，包括套管1、喷浆管2、支撑盖3、托浆盘4、阀门5、软管6、喷浆机7及压缩空气管道8，其特征在于：喷浆管2穿过套管1，其下端设置有凹形缺口，与托浆盘4中心垂直连接，上端连接软管6，通过喷浆机7与压缩空气管道8连接；所述套管1的下端与支撑盖3中心孔垂直连接，上端安装有螺帽盖9，管身设置有支管10和定位螺孔11，支管10上设置有阀门5，通过软管6与压缩空气管道8连接。所述支撑盖3的内部有挡圈；所述软管6为胶管；所述螺帽盖9由金属材料或塑料制成，螺帽盖9内设置有密封圈13；所述凹形缺口为U形、方形、三角形或梯形缺口；所述支撑盖3的边缘设置有密封圈13；所述托浆盘4的正反面覆盖有耐火纤维毡14；所述耐火纤维毡14为石棉或硅酸铝纤维毡。

一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补方法，包括以下步骤：

1)、制作气动喷补装置：制作套管1、喷浆管2、封口用螺帽盖9，并根据看火孔直径制作底部托浆盘4和上部支撑盖3；套管1的下端与支撑盖3中心孔垂直连接，上端连接螺帽盖9，管身设置支管10和定位螺孔11，支管10上安装有阀门5；喷浆管2穿过套管1，其下端设置有凹形缺口，与托浆盘4中心垂直连接，托浆盘4正反面覆盖有耐火纤维毡14，用螺栓12固定；

2)、检测炉顶层窜漏部位：打开与上升管出口相连的桥管处高压氨水阀门，加大喷淋荒煤气冷却氨水，从有窜漏看火孔观察烟气消失的部位，确认窜漏的的具体炉层数；

3)、安装：将有窜漏看火孔作业面附近区域清理干净，再用高压气体对窜漏处周边进行清扫，使喷补面清洁无灰；手握喷浆管2，将托浆盘4深入到看火孔内，根据窜漏部位的位置调整托浆盘4高度，使托浆盘4位于窜漏部位以下10～15mm；将支撑盖3盖在看火孔上，用螺栓12旋进套管1上的定位螺孔11，固定喷浆管2，拧紧套管1上端的螺帽盖9；将一软管6的一端连接喷浆管2的上端，另一端连接喷浆机7，进一步与压缩空气管道8连接；将另一软管6的一端连接套管1上的支管10，另一端与压缩空气管道8连接；

4）、喷补：

将喷浆机7、支管10上的阀门5同时打开，喷浆机7内的浆液通过软管6从喷浆管2的上端进入，再从喷浆管2下端的凹形缺口流出，在托浆盘4上沉积，同时来自支管10上的压缩空气使浆液喷溅和挤压，边沉积边喷补；喷补按从下至上顺序进行，直至窜漏部位全部喷补完毕，关闭阀门5，拔出喷补装置，压缩空气管道的压力为0.4~0.6MPa；

5)、检查：

观察窜漏部位是否喷补完好，如仍有烟气冒出，重复步骤4）的喷补过程。

如图1、图2、图3所示，套管1采用镀锌管制作，长度300mm~600mm，其上端外径加工有丝口，与之配套的螺帽盖9为盖子形，中间有喷浆管2能够穿过的中心孔，内壁有螺纹，采用铜棒、钢棒或塑料加工而成。拧紧螺帽盖9前，最好在螺帽盖9内设置有密封圈13，如橡胶密封圈，以减少压力损失。在套管1的管身焊接有支管10，安装阀门5连接软管6（优选胶管），进一步与压缩空气管道8连接。另外，在套管1的管身上还钻有孔，孔经绞丝后构成定位螺孔11，安装螺栓12后可固定喷浆管2。在套管1的下端与支撑盖3中心孔垂直焊接连接，支撑盖3采用钢板制作，比看火孔直径稍大，能罩住看火孔，里面焊有一圈比看火孔直径稍小的圆环状挡圈，挡圈卡进看火孔，能使树立的本装置稳定。为了减少支撑盖3外缘漏风，最好在支撑盖3的边缘安装密封圈13，如橡胶密封圈。喷浆管2采用外径比套管1内径稍小的镀锌管制作，以便喷浆管2穿过套管1，并留有一定的间隙，长度1600mm~2000mm，其上端平口，连接软管6（优选胶管），再连接喷浆机7，进一步与压缩空气管道8连接。在喷浆管2的下端，开有2~4个凹形缺口，便于喷浆管2内的浆液流出。凹形缺口为U形、方形、三角形或梯形缺口的一种。凹形缺口的根部与托浆盘4中心垂直焊接连接。托浆盘4采用钢板制作，比看火孔直径稍小，以便托浆盘4能垂直放进看火孔，为了避免托浆盘4钢板高温变形和托浆盘4上面的浆液流入立火道以及更好的密封，在托浆盘4的正反面覆盖有比看火孔直径大5~10mm的耐火纤维毡14，用螺栓12固定。耐火纤维毡14选用石棉或硅酸铝纤维毡。

图4显示了炉顶层窜漏现象示意图。当炉顶层有窜漏，炭化室内的荒煤气从砖层的缝隙中窜漏至看火孔，由于看火孔上有盖盖住，荒煤气通过斜道经烟道从烟囱冒出，冒出黑烟，被人们观察到。此时挨个打开看火孔盖，有黑烟冒出，说明该看火孔有窜漏。打开与上升管出口相连的桥管处高压氨水阀门，加大喷淋荒煤气冷却氨水，降低荒煤气温度，根据热胀冷缩原理，荒煤气密度加大，抽风机可以带走更多的荒煤气，从看火孔可以观察到烟气消失的部位，从而确认窜漏的的具体炉层数。

按步骤1）~5）所述喷补方法施工，即可对炉顶层窜漏部位进行修补作业。

实施例1：

本实施例中，套管1采用公称口径DN40的镀锌管制作，长度600mm，其上端外径加工有丝口，与之配套的螺帽盖9采用铜棒加工而成，螺帽盖9内安装有橡胶密封圈13，本装置使用前拧紧螺帽盖9。在套管1的管身焊接有公称口径DN15（外径18mm）的钢制支管10，安装阀门5后连接直径19mm的软管6（优选19mm胶管），进一步与压缩空气管道8连接。在套管1的下端与支撑盖3中心孔垂直焊接连接，支撑盖3采用4mm钢板制作，直径120mm，比看火孔直径100mm稍大，里面焊有一圈厚度2mm，直径96mm，比看火孔直径稍小的圆环状挡圈，挡圈的外缘安装有橡胶密封圈13。在套管1的管身上贯穿钻一个直径6mm的孔，6mm的孔经绞丝后构成定位螺孔11。喷浆管2采用DN25的镀锌管制作，长度2000mm，其上端平口，端口变径为外径18mm或加装外径18mm的管接头后连接直径19mm的软管6（优选19mm胶管），再连接喷浆机7，进一步与压缩空气管道8连接。在喷浆管2的下端，开有3个凹形缺口，便于喷浆管2内的浆液流出，凹形缺口优选U形缺口，U形缺口的根部与托浆盘4中心垂直焊接连接。托浆盘4采用6mm钢板制作，直径90mm，比看火孔直径100mm稍小，以便托浆盘4能方便垂直放进看火孔，为了避免托浆盘4钢板高温变形和托浆盘4上面的浆液流入立火道以及更好的密封，在托浆盘4的正反面覆盖有厚度20mm，直径106mm的耐火纤维毡14，用M6螺栓12固定。耐火纤维毡14选用石棉或硅酸铝纤维毡。现场安装：将喷浆管2从下至上穿过套管1，手持喷浆管2，将托浆盘4深入到看火孔内，根据窜漏部位的位置调整托浆盘4高度，使托浆盘4位于窜漏部位以下10～15mm，向上提一下，感觉卡住为止；将支撑盖3盖在看火孔上，用M6螺栓12旋进套管1上的定位螺孔11拧紧，固定喷浆管2，再拧紧套管1上端的螺帽盖9；将一软管6的一端连接喷浆管2的上端，另一端连接喷浆机7，进一步与压缩空气管道8连接；将另一软管6的一端连接套管1上的支管10，另一端与压缩空气管道8连接，即可对炉顶层窜漏部位进行修补作业，同时打开喷浆机7、支管10上的阀门5，利用瞬间空气形成的负压效应，喷浆机7内的浆液通过软管6从喷浆管2的上端进入，再从喷浆管2下端的凹形缺口流出，在托浆盘4上沉积，同时来自支管10上的压缩空气使浆液喷溅和挤压，边沉积边喷补；喷补按从下至上顺序进行，直至窜漏部位全部喷补完毕，关闭阀门5，迅速拔出喷补装置，压缩空气管道的压力为0.52MPa。一般从灌浆开始到结束需要 10~15 分钟。

本发明喷补浆液按水玻璃：高温硅火泥：水＝3：1：2～3配制，搅拌均匀后经过孔径为0.5mm 的筛子过筛后，灌入喷浆机7使用。

实施例2：

本实施例中，套管1采用公称口径DN50的镀锌管制作，长度400mm，其上端外径加工有丝口，与之配套的螺帽盖9采用钢棒加工而成，螺帽盖9内安装有橡胶密封圈13，本装置使用前拧紧螺帽盖9。在套管1的管身焊接有公称口径DN15的钢制支管10，安装阀门5后连接直径19mm的软管6（优选19mm胶管），进一步与压缩空气管道8连接。在套管1的下端与支撑盖3中心孔垂直焊接连接，支撑盖3采用3mm钢板制作，直径120mm，里面焊有一圈厚度3mm，直径97mm的圆环状挡圈，挡圈的外缘安装有橡胶密封圈13。在套管1的管身上贯穿钻一个直径6mm的孔，6mm的孔经绞丝后构成定位螺孔11。喷浆管2采用DN32的镀锌管制作，长度1600mm，其上端平口，端口变径或加装管接头后连接直径19mm的软管6（优选19mm胶管），再连接喷浆机7，进一步与压缩空气管道8连接。在喷浆管2的下端，开有2个凹形缺口，便于喷浆管2内的浆液流出，凹形缺口为梯形缺口，凹形缺口的根部与托浆盘4中心垂直焊接连接。托浆盘4采用8mm钢板制作，直径90mm，以便托浆盘4能方便垂直放进看火孔，为了避免托浆盘4钢板高温变形和托浆盘4上面的浆液流入立火道以及更好的密封，在托浆盘4的正反面覆盖有厚度10mm，直径108mm的耐火纤维毡14，用M6螺栓12固定。耐火纤维毡14选用石棉或硅酸铝纤维毡。现场安装：将喷浆管2从下至上穿过套管1，手持喷浆管2，将托浆盘4深入到看火孔内，根据窜漏部位的位置调整托浆盘4高度，使托浆盘4位于窜漏部位以下10～15mm，向上提一下，感觉卡住为止；将支撑盖3盖在看火孔上，用M6螺栓12旋进套管1上的定位螺孔11拧紧，固定喷浆管2，再拧紧套管1上端的螺帽盖9；将一软管6的一端连接喷浆管2的上端，另一端连接喷浆机7，进一步与压缩空气管道8连接；将另一软管6的一端连接套管1上的支管10，另一端与压缩空气管道8连接，即可对炉顶层窜漏部位进行修补作业。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，包括套管、喷浆管、支撑盖、托浆盘、阀门、软管、喷浆机及压缩空气管道，其特征在于：喷浆管穿过套管，其下端设置有凹形缺口，与托浆盘中心垂直连接，上端连接软管，通过喷浆机与压缩空气管道连接；所述套管的下端与支撑盖中心孔垂直连接，上端安装有螺帽盖，管身设置有支管和定位螺孔，支管上设置有阀门，通过软管与压缩空气管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，其特征在于：所述支撑盖的内部有挡圈。

3.根据权利要求1所述的一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，其特征在于：所述软管为胶管。

4.根据权利要求1所述的一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，其特征在于：所述螺帽盖由金属材料或塑料制成，螺帽盖内设置有密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，其特征在于：所述支撑盖的边缘设置有密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，其特征在于：所述凹形缺口为U形、方形、三角形或梯形缺口。

7.根据权利要求1所述的一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，其特征在于：所述托浆盘的正反面覆盖有耐火纤维毡。

8.根据权利要求7所述的一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补装置，其特征在于：所述耐火纤维毡为石棉或硅酸铝纤维毡。

9.一种焦炉炉顶层窜漏气动喷补方法，包括以下步骤：

1)、制作气动喷补装置：制作套管、喷浆管、封口用螺帽盖，并根据看火孔直径制作底部托浆盘和上部支撑盖；套管的下端与支撑盖中心孔垂直连接，上端连接螺帽盖，管身设置支管和定位螺孔，支管上安装有阀门；喷浆管穿过套管，其下端设置有凹形缺口，与托浆盘中心垂直连接，托浆盘正反面覆盖有耐火纤维毡，用螺栓固定；

2)、检测炉顶层窜漏部位：打开与上升管出口相连的桥管处高压氨水阀门，加大喷淋荒煤气冷却氨水，从有窜漏看火孔观察烟气消失的部位，确认窜漏的的具体炉层数；

3)、安装：将有窜漏看火孔作业面附近区域清理干净，再用高压气体对窜漏处周边进行清扫，使喷补面清洁无灰；手握喷浆管，将托浆盘深入到看火孔内，根据窜漏部位的位置调整托浆盘高度，使托浆盘位于窜漏部位以下10～15mm；将支撑盖盖在看火孔上，用螺栓旋进套管上的定位螺孔，固定喷浆管，拧紧套管上端的螺帽盖；将一软管的一端连接喷浆管的上端，另一端连接喷浆机，进一步与压缩空气管道连接；将另一软管的一端连接套管上的支管，另一端与压缩空气管道连接；

4）、喷补：

将喷浆机、支管上的阀门同时打开，喷浆机内的浆液通过软管从喷浆管的上端进入，再从喷浆管下端的凹形缺口流出，在托浆盘上沉积，同时来自支管上的压缩空气使浆液喷溅和挤压，边沉积边喷补；喷补按从下至上顺序进行，直至窜漏部位全部喷补完毕，关闭阀门，拔出喷补装置，压缩空气管道的压力为0.4~0.6MPa；

5)、检查：

观察窜漏部位是否喷补完好，如仍有烟气冒出，重复步骤4）的喷补过程。