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加熱爐汽化冷卻水管漏水分析及解決措施

文檔作者：張永全左龍文檔來源：河北鋼鐵集團		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年09月26日
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總第191期
2011年第11期
河北冶全 Fotal 191
2()1 1．Numbcr
加熱爐汽化冷卻水管漏水分析及解決措施
張永全，左龍
(河北鋼鐵集團承德公司，河北承德067002)
摘要：對承鋼棒材廠加熱爐汽化冷卻水管漏水事故進行了分析，找出l『事故發(fā)乍原因，提出了解決措施．
關鍵詞：加熱爐；汽化；冷卻水管；漏水；分析；措施
中圖分類號：TGI55．4 文獻標識碼：B 文章編號：1006—5008(201I)11—0038—03
ANALYSIS ABOUT W ATER LEAKAGE 0N
VAPORIZATION COOLING W ATER PIPE OF
HEATING FURNACE AND ITS SOLVING MEASURES
Zhang Yongquan，Zuo Long
(Chengde Iron and Steel Company，Hebei Iron and Steel Group，Chengde，Hebei，067002)
Abstract：It is analyzed the water leakage on vaporization cooling water pipe of heating furnace，found out the
reason，proposed the solving measures．
Key W ords：heating furnace；vaporization：cooling water pipe：water leakage；analysis；measures
1 前言
承鋼棒線廠一棒生產(chǎn)線加熱爐始建于2003年，
當年10月份烘爐，12月26日正式投入使用，為步
進梁、雙蓄熱、汽化冷卻式三段加熱爐。加熱能力為
冷裝150 t／h、熱裝170 t／h，有效尺寸為21．9 m x
l2．96 m，燃料為高爐煤氣，采用強制循環(huán)汽化冷卻，
加熱坯料最大尺寸為165 m x 1 65 m x 1 2 000 m。
2 加熱爐冷卻水管漏水事故發(fā)生過程
2008年9月19日承鋼一棒加熱爐按計劃進行
檢修，至10月2日點火烘爐。汽化冷卻水管布置見
圖1。
本次加熱爐主要檢修項目有：加熱爐高溫段側
爐墻的重新澆注、加熱爐端部爐墻的拆除與重新澆
注、加熱爐爐底縱水梁(定4水梁)恢復。加熱爐開
爐前進行了汽化連箱的調(diào)整處理，并對定4水梁進
行了超聲波探傷、打壓試驗等驗收。隨后進行了各
回路水量的校準，恢復損壞的渦街流量計、測溫計。
加熱爐按照耐火材料供應商提供的烘爐曲線正常升
溫，至2008年l0月4日大夜班開始裝鋼，上午準備
收稿日期：2011—07—20
作者簡介：張永全(1976一)，男，技師，1999年畢業(yè)于石家莊鐵道學
院設備工程與管理專業(yè)，現(xiàn)在河北鋼鐵集團承鋼公司棒線廠一棒工
段從事加熱爐工作，E—mail：XX～xh—zhangyq@edvt．tom．CI1
38
軋鋼時發(fā)現(xiàn)水梁漏水，進行了緊急停爐。其中， 烘
爐期問，對加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)的運行狀況進行r
跟蹤，并進行了必要的記錄。
定1 ／ 一 E 定1
動1 ／
、
動S
定2 1
動2 動5
j 1
定3
定4 定4
動3 動6
【
定5 定5
動4 動6
、 ＼
定6 定6
加熱段 均熱段
圖1 汽化冷卻水管布置
Fig．I Arrangement of vaporization cooling water pipe

總第1 91期
(2)2007年9月份加熱爐停爐檢修，主要是定4
水梁的恢復和爐底汽化連箱的找正，開爐后剛開始軋
鋼出現(xiàn)了水梁倒塌和漏水事故，具體情況見圖9、10
圖9 2007年9月份定4水梁倒塌
Fig．9 Status of collapsed solid 4# water beam in September．2007
圖10 2007年9月動4水梁桶水情況
Fig 1 0 W ater leakage of moving 4#water beam in September．2007
3 事故原因分析
由于一棒加熱爐連續(xù)3次出現(xiàn)同類故障，針對
發(fā)生事故現(xiàn)象進行分析，發(fā)現(xiàn)有以下共同特點：事故
均發(fā)生在加熱爐停爐后開爐過程中，而在正常生產(chǎn)
過程中未出現(xiàn)此類事故。漏水事故發(fā)生在加熱段動
梁上，而且發(fā)生區(qū)域在雙立柱管附近。到目前為止，
加熱段動梁的動4、動1、動3均已發(fā)生漏水事故，只
有動2尚完好。
(1)2006年事故原因為水梁材質(zhì)缺陷，并將此
支梁已拆除。
(2)2007年事故原因為材質(zhì)的鑄造缺陷造成漏
水，而定4水梁倒塌的原因是調(diào)節(jié)閥“掉蛋”，缺水
后倒塌。
(3)2008年事故前烘爐過程中記錄的原始數(shù)
據(jù)，包括循環(huán)泵出口總管水量、各個回路水量以及在
烘爐前用手持式流量計標定在線流量計的數(shù)據(jù)，均
未發(fā)現(xiàn)問題。
2008年事故出現(xiàn)在加熱段動1、動3處的漏點
不同于上兩次，上兩次是孔洞，而這次是環(huán)向裂縫．、
從破壞水梁的表象看，出現(xiàn)環(huán)向裂縫的地方在加熱
段動l錨同鉤處、動3耐熱處，這兩個地方都進行過
40
焊接作業(yè)，存在應力集中，是最薄弱的地方。
4 受力分析
(1)立柱管、縱梁、錨固鉤、耐熱滑塊焊接點受
力分析。承鋼加熱爐總長21．4 m，其中加熱段的縱
梁(動)13．698 m(冷態(tài)，13．725 m 熱態(tài))+縱梁
(定)13．388 m(冷態(tài)，13．415 ITI熱態(tài))，有雙管 柱
1根，單管立柱4根；均熱段的縱梁(動)8．097 m(冷
態(tài)，8．24 m熱態(tài))+縱梁(定)8．097 m(冷態(tài))，有雙
管立柱1根，單管立柱4根。設計時，為了保證l卜常
工作時立柱管能夠垂直承受力，安裝時在整個縱梁
處附加了一個預拉力(拉應力)，其中，靠近中部受
拉應力最大。這個應力隨縱梁加長而增大，陔加熱
爐的加熱段比均熱段的應力要大。
加熱爐內(nèi)縱梁錨固鉤、耐熱滑塊、立柱管梁錨【古I
鉤都進行過焊接作業(yè)，存在應力集中，也是最薄弱的
地方。耐熱滑塊與縱梁焊接在一起，耐熱滑塊的線
膨脹系數(shù)比縱梁小得多；縱梁錨固鉤與縱梁、立柱管
焊接在一起，加熱爐的每次提溫、降溫，耐熱滑塊根
部都要承受一次交變應力，易形成疲勞破壞。
(2)承鋼加熱爐分析。步進式加熱爐的主杜
管、縱梁、錨固鉤、耐熱滑塊焊接點處均存在應力，承
鋼一棒加熱爐與國內(nèi)一般加熱爐的不同之處在于：
一般的加熱爐每年停爐2次(指由正常生產(chǎn)降釗室
溫)，主要T作足更換蓄熱小球或蜂窩體、清理氰化
鐵皮以及其它維護；大修周期為5～8年，也就是停
爐10—24次。承鋼一棒生產(chǎn)線由于外部條件所限，
停爐較頻繁。當加熱爐停爐超過一定的頻率后，這
個交變應力沿縱梁長度方向產(chǎn)生環(huán)向裂紋。這些裂
紋隱患在各個縱梁以裂紋趨勢、或顯性裂紋存在，在
最惡劣的部位出現(xiàn)開裂。
綜七所述，由于動梁的工作環(huán)境條件比定梁差，
加熱段的工作環(huán)境條件比均熱段差，據(jù)此分析就與
這3次損壞的水梁部位相吻合。
5 措施
(1)加強對加熱段動2的重點監(jiān)控，這是最大
的事故隱患點(動1、動3、動4已更換為新梁)，將對
其適時進行更換。
(2)加強對加熱段定1、定2、定3、定6的重點
監(jiān)控，這是第二個事故隱患點。
(3)加強對均熱段各梁的監(jiān)控，這是第。t個事
故隱患點。
(4)在以后的加熱爐運行中，若由于其它條件
生產(chǎn)長時問中斷，加熱爐最好在700～800℃ 保溫，
并且把爐內(nèi)的鋼清理十凈。 (下轉第1 8頁)
總第191期HEBEI YEJ1N
高爐容積／m 2 500
噴吹站與高爐的距離／m 250
噴煤能力／(t／h) 54
風口／個 28
工藝特點 嗡 罐并聯(lián)’輸煤總
輸煤管數(shù)量／條 2
輸煤管直徑／ram 80
輸煤管補氣系統(tǒng)／套 2
各風口煤粉均勻化措施 篡 囂 柑煤粉分
2 000
l60
45
26
流態(tài)化上出料，煤粉濃相輸送；3罐串聯(lián)，多支管輸送
26
I8
26
輸煤管直徑相同；輸煤管補氣調(diào)控；無煤粉分配器；
輸煤管當量長度相等
5 結語
大高爐噴煤濃相輸送工藝設計為3罐并聯(lián)，流
態(tài)化上出料，輸煤總管加爐前濃相煤粉分配器，煤粉
濃相輸送。該工藝的系統(tǒng)穩(wěn)定性高，固氣比可達75
(上接第37頁)
3．6 雙機熱備系統(tǒng)工作原理
(1)啟動主服務器和備份服務器，將備份服務
器中Sqlserver服務停止，然后啟動熱備系統(tǒng)。
(2)熱備系統(tǒng)啟動后，按用戶設置的周期進行數(shù)
據(jù)庫備份，通常10 min。系統(tǒng)將備份文件存入z盤。
備份文件名按某天序號存儲，如201012010001，同時
還可設置工作繁忙時間段和該時間段的備份周期。
(3)熱備系統(tǒng)按用戶設置的周期進行主服務器
偵測，一旦發(fā)現(xiàn)主服務器故障，熱備系統(tǒng)將啟動備份
服務器Sqlserver服務，按照備份文件最大序號的文
件進行數(shù)據(jù)庫還原，完成數(shù)據(jù)一致性操作。
(上接第4O頁】
(5)在以后的加熱爐檢修中，盡可能不停汽化
冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水，并提高循環(huán)水的溫度，以減輕溫
度應力。
(6)在加熱爐大修時，將加熱段的水梁耐熱滑
塊改成卡騎式(現(xiàn)在為焊接式)。
(7)系統(tǒng)對加熱爐進行評價，消除事故隱患。
(8)對損壞水梁的材料進行分析，找出發(fā)生事
故點的鋼管內(nèi)部和未損壞部位的內(nèi)部質(zhì)量狀況，以
18
kg粉／kg氣以上；輸送能力大，達到150～800 kg／
(cm ·h)；工藝控制范圍廣，在噴煤量大于180 kg
粉／t Fe、小于95 粉／t Fe，均可以實現(xiàn)煤粉濃相輸
送。
(4)通過數(shù)秒的還原后，備份服務器代替主服
務器工作，整個過程無需人工干預。
(5)將出現(xiàn)問題的主服務器修復后啟動，作為
備份服務器運行。
4 結語
根據(jù)唐鋼公司的現(xiàn)場情況設計的雙機熱備系
統(tǒng)，在不更改硬件設施、改造控制系統(tǒng)的前提下，設
計了數(shù)據(jù)中心服務器雙機熱備系統(tǒng)。針對重要時段
(如生產(chǎn)做計劃的時段)，采用更密集的備份方案、
更短的備份周期，大大降低了服務器的故障時間，服
務器的平穩(wěn)運行為企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定提供l『強有
力的支持。
備進一步分析驗證。
6 結語
通過采取上述措施，承鋼公司一棒加熱爐分別
于2009年4月、2010年4月進行了停爐檢修，檢修
期均為l0天，對均熱段兩爐墻進行了修復，同時對
動2水梁進行了預防性的更換。在檢修結束后，該
加熱爐未出現(xiàn)汽化系統(tǒng)水梁漏水事故。

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