转炉一次烟气净化设备安装技术

摘要：本文以济南120t转炉高层框架设备安装为背景，讲述了转炉一次烟气净化设备安装的全过程，以及需注意的安装要点，为其它类似工程提供技术范例。

关键词：汽化冷却 烟气净化 烟道 二级文氏管

中图分类号： TU85文献标识码： A

一、前言：

转炉一次烟气净化设备主要由汽化冷却系统和烟气净化系统组成。其中汽化冷却系统负责对转炉冶炼过程中产生的高温烟气进行降温；烟气净化系统负责将通过汽化冷却系统后降温的烟气进行净化处理。

一次烟气净化设备具有体积大、重量重、安装精度高等特点。其安装需与高层框架的各层平台的安装综合考虑，否则将会给设备的安装带来极大不便。

二、汽化冷却烟道安装

汽化冷却烟道是负责回收转炉煤气的设备，他位于转炉和溢流文氏管之间，是转炉煤气到达烟气净化系统的通道。

本工程中汽化冷却烟道共由七段组成：活动烟罩、炉口固定段、可移动段、中Ⅰ段、中Ⅱ段、中Ⅲ段、末段，全长近50米，安装位置由+15.59米至+53.00米，总重101.7吨，其中最重的中Ⅱ段为21.1吨。

汽化冷却烟道每段之间的密封方式：

（1）活动烟罩与炉口固定段间采用氮气密封；

（2）可移动段与炉口固定段间采用石英砂密封；

（3）其它各段间采用石棉绳加铅油密封。

汽化冷却烟道的安装难度主要体现在吊装上，因其中只有活动烟罩、炉口固定段、可移动段位于氧枪吊可以吊到的位置，而其它四段都位于高层框架上天车无法吊到的位置，吊装只有采用卷扬机及滑轮组进行。同时，每段烟道的尺寸较大（直径2820mm，最长11m），重量较大（每段烟道重量均大于10t，最重21.1t），而且整个烟道的尺寸较大(直径2820mm,最长11m)，重量较大(每段烟道重均大于10t，最重21.1t)，而且整个烟道除了两个滑动支座,一个固定支座外,其余部分都处于悬空状态,每两段烟道的联接均需在空中进行。故吊装时，不仅难度大，而且危险性高。

汽化冷却烟道的安装的次序依次为：活动烟罩炉口固定段可移动段中Ⅰ段中Ⅱ段中Ⅲ段末段。

1、安装前的准备工作：

（1）在进行烟道的安装前，首先应在整个烟道穿越的各层平台上由测量放置相应的中心及标高控制点，以便于在每段烟道安装及与另一段烟道联接时的精度控制，同时因为整个烟道由七段组成且尺寸及重较大，若不能在每段安装时控制好它的安装精度，当整个烟道连接完毕后，则会出现与其后烟气净化系统无法连接的情况，此时若想进行调整则相当困难，故每段烟道安装时均需每层平台上放置的中心及标高控制点来对它的安装精度进行控制。

（2）因烟道绝大部分的吊装均由卷扬及滑轮进行，故在烟道进行安装前必须根据实际情况焊接好所需的吊耳以及进行卷扬机和滑轮组的定位。

（3）对设备尺寸进行相应的复核，以保证安装的顺利进行。

2、烟道的安装：

（1）活动烟罩

活动烟罩是通过四个液压缸悬挂于＋18m平台的八根提升梁上，它在转炉炼钢时置于转炉之上，在煤气回收时提起，其提升行程为600mm。

在活动烟罩安装时，因转炉尚未安装，故活动烟罩无法放置于其上，只有悬挂于八根提升梁上，先将八根四组90度分布的提升梁上绑上相应于活动烟罩重量的钢丝绳及倒链，再将活动烟罩由氧枪吊至此处，将倒链分别一其四根提升臂相连，利用倒链调整活动烟罩的水平，标高中心至设计要求。

提升液压的安装需待转炉安装完毕后，再将活动烟罩放置转炉之上，卸去悬挂用的钢丝绳及倒链，再进行液压缸支座、液压缸的安装以及液压缸与活动烟罩的联接。

（2）炉口固定段

炉口固定段是通过四根吊杆悬挂于烟道横移台车下部，它有一部分插入活动烟罩之内，活动烟罩上有相应的四个导向轮以炉口固定段的外壁为导向面进行滑动。

炉口固定段虽然是通过四根吊杆悬挂于烟道横移台车上，但在安装时是必需先安装炉口固定段，再安装烟道横移台车，因在炉口固定段安放时，需先用四个千斤顶将其四根吊挂梁支承于＋18m平台上，调整其水平、标高、中心至设计要求后，再进行烟道横移台车的安装，待烟道横移台车安装到位后，再用四根吊杆将其与炉口固定段进行连接，完毕后，拆除支承所用千斤顶。

（3）可移动段

可移动段通过四个支座及一个斜撑固定于烟道横移台车上，其下部与炉口固定段之间采用嵌入式结构，并通过石英砂密封，上部与中Ⅰ段通过一个可由四个气缸控制伸缩的非金属补使器相连，可移动段可随烟道横移台车一块进行南北向的移动。当可移动段移开后，修炉塔方可进行就位，对转炉内部进行检修及砌筑。

可移动段上还有氧枪及副枪的插入口，故在安装可移动段时，不仅需注意控制可移动段本身的安装精度，还需控制氧枪及副枪插入口的安装精度，以免给以后的安装带来不便。

（4）中Ⅰ、中Ⅱ段

中Ⅰ、中Ⅱ段烟道是通过四个滑动支座及四个固定支座固定于钢结构平台上的。因它们在支承钢结构平台安装完毕后不便于安装就位，故需先进行这两段烟道的安装，再进行支承钢结构平台的安装。

首先用一台卷扬机及两套滑轮组将中Ⅰ段，烟道通过两个吊点吊起，调整其倾斜座、中心标高至设计要求，待支承中Ⅰ段的钢结构平台安装完毕后，安装支承所用的两个滑动支座，并将中Ⅰ段与其下非金属补使器相连。再用另一台卷扬机及另外两套滑轮组将中Ⅱ段烟道吊起，调整其倾斜度，中心标高至设计要求，待支承中Ⅱ段的两个钢结构平台安装完毕后安装支承所用两个滑动支座及四个固定支座，并将中Ⅱ段与其下的中Ⅰ段相连。完毕后，则可拆除相应的钢丝绳及滑轮组。

（5）中Ⅲ、末段

中Ⅲ及末段是烟道部分的最后两段，是汽化冷却烟道与烟气净化设备的衔接部分，它们通过六个弹簧吊架悬挂于钢结构平台上，末段烟道与烟气净化系统中一级文氏管的水夹套相连。

在安装时，分别将这两段烟道安装到位后即可进行相应的联接，联接完毕后，可进行弹簧架的安装，安装弹簧吊架时，需按图纸要求，对弹簧进行预压紧。

三、烟气净化系统安装

1、设备系统简介

烟气净化系统是负责对烟道中过来的转炉煤气进行净化及进一步冷却的一套设备，它位于末端烟道和一次风机之间。

烟气净化系统由溢流文氏管、重力脱水器、二级文氏管、90°弯头脱水器、复挡式旋风脱水器以及室外一次除尘管道六个部分组成。其净化过程为：由汽化冷却系统过来的900℃烟气经过溢流文氏管后，烟气冷却到约72℃，经过重力脱水器烟气得到初步净化，饱和后的烟气经过二级文氏管、90°弯头脱水器、复挡式旋风脱水器后被进一步净化，净化后的烟气经过室外一次除尘管道进入鼓风机，经高空发散塔燃烧发散或经水封阀后送转炉煤气柜。

2、设备安装特点及综述

因整个烟气净化系统中的设备均可视为单体设备先进行安装，再进行设备之间管道的连接，同时烟气净化系统中的设备体积较大，重量较重，而且都位于高层框架上天车无法吊到位置，不便于在厂房封顶后进行安装，因此所有的烟气净化系统的设备均使用3000吨米塔吊在厂房结构未封顶前进行安装。

烟气净化系统中每个设备之间均有管道连接，管道在设备安装完毕后再进行现场预制和安装，因此对于每个单台设备来讲，其安装要求精度要求不需过高。这对设备安装是有利的，因为此部分设备通常制作精度不会太高，影响到安装所可以达到的精度不会太高，也不需太高。整个烟气净化系统中的设备均可视为单体设备先进行安装，安装时达到规范所要求的进度要求便可（中心：±10mm、标高：±10mm、垂直度：1/1000mm），再进行设备之间管道的连接。

烟气净化系统安装的难度不在于精度要求高，而在于安装吊装难度大。因为烟气净化系统中设备的共同特点是体积大，重量重，而且都位于高层框架的各层平台上，平台较大而其间的层高较小，且没有天车可进行吊装作业，若在厂房结构平台封顶后再进行设备的安装非常困难，因此一般烟气净化系统设备的安装均与其所在的高层框架各层平台的安装同时进行。安装使用结构安装的塔吊或坦克吊进行，每安装完毕一层平台就需进行此层平台设备的安装工作。如条件限制，结构安装和设备安装不能同时进行，则应该考虑在结构上给设备安装预留足够的吊装空间，并应尽可能将设备吊装到便于安装的位置，待可进行设备安装的时候，再用卷扬机及滑轮组对设备进行安装就位。

烟气净化系统设备一般位于平台的中央部位，吊装时吊车的回转半径一般会较大，而且设备本身重量较重，为避免设备起吊后才发现无法吊装到位的情况发生，应在吊装前详细计算好吊车的站车位置、杆长、回转半径以及所应选用的吊绳及吊具，在安装时应按照预先计划好的方案进行，并做到施工前对班组交底清晰，施工时班组指挥明确，有条不紊，这样才能安全顺利的进行设备的安装工作。设备安装到位后，若需进行临时支撑的，则应支撑牢固，并进行点焊，以保证不会发生偏移。

3、设备安装方案：

烟气净化系统的安装次序依次为：重力脱水器溢流文氏管弯头脱水器二级文氏管复挡式旋风脱水器室外一次除尘管道。因本系统大部分设备均为整体设备，安装过程简单，只需控制好吊装过程即可，故只对安装过程较复杂的二级文氏管及室外一次除尘管道安装进行叙述。

4、二级文氏管的安装：

二级文氏管为环缝式可调喉口文氏管，在烟气净化系统中起精除尘及调节转炉炉口微压差的功能。二级文氏管提升机构安装于二级文氏管顶部，通过液压缸提升二级文氏管喉口处的重砣，使喉口处的开度达到预设要求，以最终保证二级文氏管喉口进出压差达到设定值要求及控制转炉炉口微压差的目的。其中重砣为钢板焊接件，为防止生锈及出于耐磨的考虑，外表采用金属陶瓷镀，镀层厚0.5mm。

将重砣用柔软的布料包裹紧密后，将其吊至33.75m平台上，通过调整使重砣的中心线基本与二级文氏管应处的中心线在一条直线上，用临时支撑对其进行固定。再将二级文氏管的下段吊至39.45m平台，基本调整到位（标高、中心、垂直度）后，用临时支撑对其进行固定。在吊装过程中不可使二级文氏管与以临时固定的重砣发生碰撞。然后将二级文氏管上段吊至与下段接合，用螺栓将两段的法兰进行连接，加以密封，使整个二级文氏管连成一个整体。

调整整个二级文氏管，使其在标高达到要求的同时满足密封装置法兰口、连接法兰口、喉口、底部连接法兰口的中心处于一条设计要求的铅垂线上，以这条铅垂线为基准，将中间导向支架的翼板与二级文氏管的内壁点焊，并将导向套用螺栓与翼板相连接。将整个二级文氏管用临时支撑与四周的钢平台点焊牢固。

将轴（一）和轴（二）用螺栓连成一个整体，在这个过程中应保证它们连接后的直线度，将这根轴穿入中间导向套后再将密封装置初装到位。用3t倒链将轴悬挂起，使其通过密封装置和中间导向套时保持自由状态。将重砣竖直提起，与已其上端的轴相连接，把重砣提至设计中要求的最高位置，将下导向支架的翼板按照与二级文氏管的内壁点焊，并将导向套用螺栓与翼板相连接。

将重砣上的保护布拆下，检砣与喉口内侧的间隙是否均匀，调整轴与重砣连接处，使当轴居中、垂直的同时，重砣与喉口的间隙保持均匀。装上将重砣下端的导轴，在重砣的自由状态下调整下导向套的位置，使最终达到轴的居中、垂直；

将重砣放下600mm再提起，重复几次，检查有无卡阻现象，若没有，则再将重砣提至设计所需的最高位置，检查轴的中心、垂直度、重砣喉口内侧的间隙是否达到设计要求。

若以上检查都达到要求后，拔紧所有的连接螺栓，焊死所有需焊死的地方。待冷却后再进行最后一次检查，完毕后则完成了二级文氏管的安装工作。