供稿|陳先利， 李增生， 劉國(guó)軍， 陳虎，史劍 / CHEN Xian-li， LI Zeng-sheng， LIU Guo-jun， CHEN Hu， SHI Jian

高爐水冷傳動(dòng)齒輪箱是高爐正常布料與生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司煉鐵廠2#高爐爐頂布料齒輪箱(以下簡(jiǎn)稱(chēng)齒輪箱)水冷管系自2011年3月份以來(lái)出現(xiàn)內(nèi)部漏水現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為：齒輪箱調(diào)壓水箱液位異常下降，下降速度為80 cm/h(設(shè)備正常時(shí)調(diào)壓水箱液位下降速度僅為1 cm/h)，補(bǔ)水周期為10 min(正常補(bǔ)水周期長(zhǎng)達(dá)4 h)，造成水力資源嚴(yán)重浪費(fèi)并加重了崗位工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為高爐爐頂設(shè)備安全運(yùn)行埋下隱患，嚴(yán)重時(shí)危及高爐正常生產(chǎn)。

圖1 改造前齒輪箱水冷系統(tǒng)

齒輪箱水冷原理

齒輪箱水冷系統(tǒng)的作用是降低齒輪箱體內(nèi)部設(shè)備環(huán)境溫度，保證箱體內(nèi)部設(shè)備始終在小于70 ℃的工作環(huán)境下工作，其水冷原理如下圖1(攻關(guān)改造前)所示。調(diào)壓水箱中的水經(jīng)水冷泵抽出經(jīng)過(guò)過(guò)濾器對(duì)水中雜物進(jìn)行過(guò)濾后進(jìn)入換熱器，進(jìn)行降溫后由冷卻水管進(jìn)入齒輪箱上水槽，上水槽中的冷卻水經(jīng)過(guò)水冷板后吸熱，水溫上升，經(jīng)過(guò)下水槽流出齒輪箱，最后經(jīng)回水管道流入調(diào)壓水箱中。水箱當(dāng)中的水再次被水冷泵抽出進(jìn)入水冷管系，如此反復(fù)循環(huán)從而保證齒輪箱內(nèi)部設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。

故障分析

根據(jù)上述圖1水冷原理，造成齒輪箱調(diào)壓水箱液位下降原因分析如下。

(1) 齒輪箱水冷管系調(diào)壓水箱下部?jī)蓚€(gè)排污閥A和B，該閥如果關(guān)閉不嚴(yán)時(shí)可直接導(dǎo)致水箱液位下降。另外，過(guò)濾器底部排污閥C若關(guān)閉不嚴(yán)時(shí)，會(huì)造成調(diào)壓水箱水流量Q進(jìn)＜Q出，同樣會(huì)造成調(diào)壓水箱液位下降。

(2) 齒輪箱本體與調(diào)壓水箱之間的均壓管道如果發(fā)生堵塞，會(huì)影響齒輪箱冷卻回水管回水不暢造成齒輪箱下水槽中的水沿水槽內(nèi)沿溢入高爐，同樣引起調(diào)壓水箱水流量Q進(jìn)＜Q出，造成水箱液位下降。

(3) 齒輪箱上、下水槽堵塞對(duì)調(diào)壓水箱液位下降造成的影響。根據(jù)水冷原理圖和上、下水槽結(jié)構(gòu)圖可知，上水槽發(fā)生堵塞后，造成水槽排水不暢引起液位升高后通過(guò)水槽內(nèi)沿溢入高爐內(nèi)部，造成調(diào)壓水箱液位下降。同理，下水槽若發(fā)生堵塞后，同樣會(huì)造成水槽排水不暢引起水槽液位升高后通過(guò)水槽內(nèi)沿溢入高爐內(nèi)部，造成調(diào)壓水箱液位下降。

(4) 齒輪箱內(nèi)部水冷板(共8塊)管路內(nèi)壁若發(fā)生結(jié)垢或堵塞后，同樣會(huì)造成上水槽排水不暢引起水槽液位升高后通過(guò)水槽內(nèi)沿溢入高爐內(nèi)部，同樣會(huì)造成調(diào)壓水箱液位下降。

故障排查及解決方案

故障排查

根據(jù)以上可能原因逐步進(jìn)行排查。

(1) 經(jīng)檢查，齒輪箱水冷管系調(diào)壓水箱底部?jī)蓚€(gè)排污閥A和B以及過(guò)濾器底部排污閥C在關(guān)閉狀態(tài)下排水管道均未見(jiàn)漏水現(xiàn)象，說(shuō)明上述3個(gè)排污閥關(guān)閉性能良好。故調(diào)壓水箱和過(guò)濾器底部3個(gè)排污閥對(duì)造成調(diào)壓水箱液位下降的影響排除。

(2) 檢查及分析判斷齒輪箱本體與調(diào)壓水箱之間均壓管道發(fā)現(xiàn)管道輕微堵塞，利用水力沖洗(檢修時(shí))和振打(生產(chǎn)時(shí))相結(jié)合的方式進(jìn)行了疏通。

(3) 清洗齒輪箱上、下水槽，發(fā)現(xiàn)上水槽內(nèi)存留由水和荒煤氣混合形成的塊狀水垢較多，現(xiàn)場(chǎng)制作特種工具取出并沖洗。具體水垢照片見(jiàn)圖2。

圖2 上水槽水垢實(shí)物照片

(4) 水冷板酸洗。利用高爐定修機(jī)會(huì)對(duì)齒輪箱內(nèi)部8塊水冷板單獨(dú)進(jìn)行酸循環(huán)清洗，酸洗原理見(jiàn)下圖3。酸洗液配比為：10%氨基磺酸和2%鹽酸。

圖3 水冷板酸洗原理圖

設(shè)備改造

在對(duì)下水槽打蓋清理的基礎(chǔ)上，為防止日后生產(chǎn)過(guò)程中再次形成的大塊水垢脫落后堵塞下水槽和4個(gè)排水管道引起的下水槽爐內(nèi)漏水，利用高爐定修機(jī)會(huì)，分別在齒輪箱下水槽4個(gè)排水管道彎頭處各增裝1套反吹DN25球閥及短節(jié)(如圖4中的13和14)。高爐在正常生產(chǎn)時(shí)，若下水槽發(fā)生大塊水垢脫落堵塞引起水槽爐內(nèi)漏水現(xiàn)象時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)在高爐不休風(fēng)的情況下利用現(xiàn)場(chǎng)高壓氮?dú)鈱?duì)下水槽4個(gè)排水管反吹擊碎內(nèi)部水垢，從而消除齒輪箱下水槽爐內(nèi)漏水隱患。

圖4 改造后齒輪箱水冷系統(tǒng)

運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

通過(guò)采取以上措施，效果立竿見(jiàn)影，調(diào)壓水箱補(bǔ)水周期由處理前10 min提高到原設(shè)計(jì)240 min以上，且至今兩年以來(lái)運(yùn)行一直比較穩(wěn)定。

日節(jié)約工業(yè)凈化水量：3456 m3，折合費(fèi)用：1.38萬(wàn)元，年節(jié)約工業(yè)凈化水費(fèi)用：504.57萬(wàn)元；

大幅降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度；

促進(jìn)高爐爐況順行，降低生鐵成本。(隱形費(fèi)用，無(wú)法具體算出)

結(jié)束語(yǔ)

設(shè)備的養(yǎng)護(hù)如同現(xiàn)實(shí)生活中人服用保健品一樣，注重設(shè)備的日常保養(yǎng)工作，在高爐布料齒輪箱水冷管系運(yùn)行正常的情況下，做好定期對(duì)水冷管系酸洗除垢工作，為高爐設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供可靠的保障。