段賢杰 宋純東

中圖分類號(hào)：R254 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）20-0377-01

引言

1 高爐冷卻壁及水溫差檢測(cè)一直是高爐生產(chǎn)上的難題，過高的冷卻壁熱負(fù)荷容易燒毀冷卻壁，局部冷卻壁熱負(fù)荷高還會(huì)造成爐況的不穩(wěn)定，崩料、滑料多，使高爐煤氣利用率降低，燃料比上升，難以取得良好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。水管通過高爐冷卻水系統(tǒng)水溫差的測(cè)量可以監(jiān)測(cè)到高爐冷卻壁的熱交換過程和高爐爐體侵蝕情況，對(duì)保證高爐安全生產(chǎn)、延長(zhǎng)高爐使用壽命有著重要指導(dǎo)意義。

2 高爐現(xiàn)狀：

新區(qū)A高爐本體的冷卻壁熱負(fù)荷計(jì)算的溫差數(shù)據(jù)是各個(gè)區(qū)的出水溫度減去總管的進(jìn)水溫度。實(shí)際上，爐底的進(jìn)水有兩根進(jìn)水，進(jìn)入爐底環(huán)管混合后分4根進(jìn)水供應(yīng)4個(gè)區(qū)的冷卻壁。在測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)，兩根進(jìn)水管子的溫差最大到4℃。因混合不均勻，導(dǎo)致1，4區(qū)冷卻壁進(jìn)水溫度偏低，2，3區(qū)供水方向的進(jìn)水溫度偏高的現(xiàn)象。而進(jìn)水總管的溫度測(cè)點(diǎn)在1，4區(qū)方向的進(jìn)水管道出口上。當(dāng)出現(xiàn)爐墻一個(gè)區(qū)熱負(fù)荷增加到30000MJ/h時(shí)，兩個(gè)進(jìn)水管道進(jìn)水溫度差別4℃，2.3區(qū)的溫差出現(xiàn)增加的假象，導(dǎo)致熱負(fù)荷的計(jì)算和判斷出現(xiàn)偏差，對(duì)爐況判斷造成假象。

綜上所述：新區(qū)高爐小套迫切需要安裝高精度的流量計(jì)進(jìn)行改造，以滿足高爐安全生產(chǎn)。

3 方案制定及優(yōu)化：

整個(gè)監(jiān)測(cè)方案包括檢測(cè)冷卻水流量及溫度數(shù)據(jù)、檢測(cè)爐襯厚度數(shù)據(jù)、根據(jù)爐墻傳熱數(shù)學(xué)模型構(gòu)建爐溫在線檢測(cè)模型，并將爐溫在線檢測(cè)模型嵌入上位機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)熱負(fù)荷數(shù)據(jù)以及爐襯厚度數(shù)據(jù)，通過爐溫在線檢測(cè)模型計(jì)算得到爐溫。利用該方法實(shí)現(xiàn)了高爐爐溫實(shí)時(shí)在線的檢測(cè)。對(duì)于提高高爐的生產(chǎn)效率，確保高爐的爐況穩(wěn)定順行，有重大意義。同時(shí)相比其他在線檢測(cè)手段更加可靠，成本低。

根據(jù)生產(chǎn)及設(shè)備現(xiàn)狀，從爐底進(jìn)水到冷卻壁進(jìn)水來看，安裝熱電偶的位置制定三種方案：

方案1：選點(diǎn)為冷卻壁4個(gè)區(qū)的進(jìn)水支管上。

優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，可隨時(shí)實(shí)施；

缺點(diǎn)：在氣溫下降時(shí)會(huì)出現(xiàn)散熱，溫度下降的問題，影響精度。

方案2：選4點(diǎn)為冷卻壁4個(gè)區(qū)的進(jìn)水總管的排污閥上，排污閥為DN50的正二通球閥，利用檢修時(shí)間，將悶板上焊接上熱電偶的安裝絲口，帶上后，旋開閥門，插入熱電偶到指定深度，旋緊背帽。將數(shù)據(jù)引導(dǎo)到計(jì)算機(jī)，作為4個(gè)區(qū)的溫度采集點(diǎn)使用。

方案3：選1點(diǎn)為冷卻壁2，3區(qū)的進(jìn)水總管的排污閥上，排污閥為DN50的正二通球閥，利用檢修時(shí)間，將悶板上焊接上熱電偶的安裝絲口，帶上后，旋開閥門，插入熱電偶到指定深度，旋緊背帽。將數(shù)據(jù)引導(dǎo)到計(jì)算機(jī)，作為2，3區(qū)的進(jìn)水溫度采集點(diǎn)使用。

綜合比較， 實(shí)施第3種方案目前可解決高爐本體熱負(fù)荷的計(jì)算和判斷出現(xiàn)偏差問題，同時(shí)改造費(fèi)用較低。

4 方案實(shí)施：

4.1 方案確定內(nèi)容：

在冷卻壁的進(jìn)水口和出水口分別安裝水溫及流量檢測(cè)傳感器，將水溫及流量數(shù)據(jù)傳入上位機(jī)，根據(jù)水溫差及流量計(jì)算得到冷卻壁熱負(fù)荷；

在爐墻內(nèi)埋入測(cè)桿作為傳播介質(zhì)，在測(cè)桿的冷端安裝壓電晶體探頭，利用超聲波測(cè)距法測(cè)出桿長(zhǎng)，從而計(jì)算出爐襯厚度，并將爐襯厚度數(shù)據(jù)傳入上位機(jī)；

以冷卻壁熱負(fù)荷及爐襯厚度作為已知量，建立高爐爐墻傳熱過程數(shù)學(xué)模型，計(jì)算不同爐襯厚度和熱負(fù)荷工況下的爐墻傳熱過程，提取爐襯內(nèi)部各點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)、熱負(fù)荷數(shù)據(jù)以及爐襯厚度數(shù)據(jù)；

根據(jù)得到的爐溫與熱負(fù)荷、爐襯厚度組成的多組數(shù)據(jù)，分析爐溫與熱負(fù)荷、爐襯厚度之間的關(guān)系，構(gòu)建爐溫在線檢測(cè)模型。

4.2 施工流程

前期與生產(chǎn)方確認(rèn)，達(dá)到工作條件方可作業(yè)。

4.2.1 安裝步驟如下：

1.前期準(zhǔn)備：A 電工工具 2套 B.萬用表 1塊 C.煤氣報(bào)警儀2部D.對(duì)講機(jī)2部 E.搖表 1臺(tái) F .絕緣膠布10卷 G.負(fù)荷線60米 H 鉗形電流表1臺(tái) I.安全帶4條

2.填票，三方確認(rèn)，人員將工器具材料備至現(xiàn)場(chǎng)，選取合適的法蘭和包覆墊圈及緊固件件。

3.對(duì)爐底北場(chǎng)進(jìn)水排污閥排污休風(fēng)后再次排污，將熱電偶背帽等配套絲口件焊接到悶板上；

4.降水壓后，將熱電偶插入，旋上背帽，活動(dòng)電偶后將熱電偶插到規(guī)定深度，.旋緊背帽壓緊悶板，旋開閥門；

5.在冷卻壁的進(jìn)水口和出水口分別安裝水溫及流量檢測(cè)傳感器；

6.敷設(shè)電纜，接線調(diào)試：敷設(shè)線纜前應(yīng)與點(diǎn)檢事先確認(rèn)好線纜路由走向；

7.各種設(shè)備聯(lián)線后將信號(hào)傳到中控室給數(shù)學(xué)模型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

5 安全措施

項(xiàng)目涉及到中毒和窒息、高空墜落、觸電.其他傷害等危險(xiǎn)源作業(yè)，及工藝設(shè)備安全措施

5.1 施工單位預(yù)先辦理好各類票據(jù)，三方確認(rèn)后開始施工；

5.2 施工人員勞保穿戴整齊；

5.3 施工人員攜帶好煤氣報(bào)警儀，時(shí)刻關(guān)注煤氣濃度，高于160PPM以上馬上撤離，通知生產(chǎn)方提供安全方案。

5.4 行走安全路線，上下樓梯，扶好扶手，工作現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)清理。高處作業(yè)佩戴安全帶，高掛低用使用前檢查，掛靠點(diǎn)穩(wěn)固。聯(lián)保互保到位。

5.5 做好電氣作業(yè)安全措施，停電.驗(yàn)電.掛牌.三方確認(rèn)制。使用合格工具

5.6 確認(rèn)工藝設(shè)備安全措施到位，符合作業(yè)條件，方可施工作業(yè)。

危險(xiǎn)源辨識(shí)和應(yīng)對(duì)處理措施：

6 實(shí)施效果

改造后在三個(gè)高爐上使用，從運(yùn)行狀況來看，現(xiàn)場(chǎng)使用效果較好。能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)熱負(fù)荷及水溫差超值變化，方便及時(shí)采取護(hù)爐措施，對(duì)監(jiān)理合理的高爐熱制度，預(yù)防爐缸燒穿、爆炸等重大事故，延長(zhǎng)高爐使用壽命具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]成蘭伯 高爐煉鐵工藝及計(jì)算冶金工業(yè)出版社1999：110