高炉软水密闭循环冷却系统检漏技术

高炉软水密闭循环冷却系统检漏技术

【摘要】本文对高炉软水密闭循环冷却系统的检漏技术进行的简要介绍，并分析了冷却系统管道发生破坏的原因。

【关键词】高炉软水密闭循环冷却系统；检漏；破坏原因

前言

高炉软水密闭循环冷却系统是当前国内外较为广泛使用的一种高炉冷却设备，利用软水循环进行冷却可以有效清除结垢，冷却效果良好，可以有效满足提高高炉使用寿命和冷却设备的使用寿命。然而，如果该系统出现泄漏或者由于局部过热而出现气塞现象而发现得又不够及时的时候，通常容易造成冷却设施破损程度加大，同时会影响高炉的寿命和生产能力，造成经济损失和安全隐患。因此，人们进一步研究并发展出了高炉软水密闭循环系统的检漏技术。

1 冷却系统水流特征

高炉软水密闭循环系统在结构上可以看做是将一定数量的阻损条件相同的管道并联到两个等压位之间，在正常条件下，每个管道的入口流量相同，但是一旦某个管道出现泄漏或者气塞是就会出现异常现象。当某一管道发生气塞时，该管道入口流量将会大幅减少，而且流量大小和气塞程度成正比，气塞的阻力足够大时会出现管道断水显现，即该入口的流量降为零。如果不能及时检测到这种情况并且进行处理，就会造成设备损坏，发生泄漏事故，可以说，气塞故障是设备设备出现烧坏和泄漏的根本原因。而当管道发生泄漏故障时，管道入口的流量就会大幅增加，并且出口流量大幅降低。在漏阻一定的条件下，出、入口水流量的变化也会随着泄漏点位置的改变而不同。试验结果显示，泄漏点越往下游，入口流量增加越快，而出口流量减少越慢。泄漏点位置保持不变的条件下，烧坏情况越严重，漏阻越小，出、入口水流量的减小都会更加明显，相反，漏阻越大，出、入口水流量的变化越小。另外，高炉内的压力或者是热风压力也会对泄漏事故造成很大影响。炉压减小则泄漏量增大，炉压为零时泄漏量就会出现明显增加，并且泄漏量会随着泄漏位置的下移和炉压的降低变化幅度出现增大的趋势。因此，当系统出现泄漏并且需要进行休风处理时应当关闭泄漏管道或者是降低水压，减少泄漏到高炉内的水流量，否则会造成泄漏流量大幅增加，给高炉的生产和安全性带来极大威胁。

2 检测探头和显示仪器

专用的检测探头内设有一微型铂热电阻片用来测量温度。由于理论上尚且很难做到准确确定管道中的平均流速点，但是满流的管道中流速关于管周线对称，所以采取在同一截面直径上取两个平均流速点的方法，并将毕托管改为匀速毕托管，从而得到管道内流量的理论公式。这种探头称为复合式探头，其有几个明显优点，简单、高效、稳定，有比较高的测量精度和重现性，并且抗热和抗电磁干

扰的能力很强，阻力好，环境适应性强。同时由探头检测出的信号为热电阻信号和压差信号，经过转换器转换成标准电信号后可以用显示仪显示出相关数据以表示出测定结果，这种显示仪器称为智能型数码显示流量温度仪，其显示结果一般每个三十秒进行一次循环显示。

3 便携式检漏

出于节省资金的目的，可以采用一种比较简便的测漏方法。在软水冷却系统的每根管道的入口和出口处各安装上便携式检漏仪的检测探头插入孔，在需要检漏的时候直接将探头插入插入孔，然后检测入口和出口的水流量，根据两端水流量的差值就可以确认相关的故障。经过逐段检测就可以确定管道泄漏的位置。通常情况下高炉炉身中上部的冷却壁并不容易发生破损，只是炉身下半部的冷却壁容易出现烧坏，所以仅需要对管道的入口水流量进行检测就可以找到故障管道。当管道的水流量出现明显的增加或者减少的情况就能认为是出现泄漏或者是气塞故障，需要及时进行处理。当管道的水流量与平均值相差不大时可以认为该管道运行正常，不需要再对出、入口处的水流量检测以简化操作。通常情况下大部分管道的入口水流量是基本相等，但是会有小部分管道的入口水流量稍小，这是正常情况，这是由于每根管道的阀门的开放程度是不同的。

这种便携式的检测方法简单实用，方法科学有效，能够很好地进行系统检漏的工作，是新技术开发的基础，也推动了增加高炉服役期限的技术的开发。然而，由于高炉规模比较大，冷却系统的管道数量比较多，这种便携式的检测方式就会显得效率低下，因此结合计算机技术进行大规模自动检测已经成为一种趋势。与计算机相结合既可以节省劳动力，而且自动化程度高，能够自动记录数据形成数据表、图表以及各种曲线图等，能够为更多的检测和预测方法提供可能。

4 高炉冷却壁的破损分析

通常高炉冷却壁有四种破损情况，侵蚀磨损：冷却壁被侵蚀或者镶嵌在冷却壁上的耐火材料出现侵蚀或者磨损而变薄；出、入管道剪切：由于管道和炉身之间采用刚性连接方式，因而容易在较大压力下被剪断；裂纹：冷却壁的热面出现纵横向的裂纹甚至是管道断裂；整体脱落。破损一般有以下几个方面的原因：

（1）金相组织发生改变和热应力的影响。当冷却壁长期出现热面温度高于铸铁工作温度允许范围以上时，铸铁的金相容易发生改变从而破坏铸铁的力学性能。而当铸铁两面温差较大时会在铸铁内部产生热应力，热应力超过铸铁的抗拉强度就会将受拉区拉出裂纹甚至是管道破裂而出现漏水事故。

（2）镶嵌方式不合理。通常在进行冷却壁铸造时会将耐火砖一起铸造进去，这样耐火砖和冷却中的铸铁之间会出现应力集中，因而不适宜采用一同铸造的方式，而应该先进行铸造然后再镶嵌耐火砖。

（3）管道早铸造过程中出现管壁渗碳，这是管道发生破坏的主因。渗入碳以后管道表面会生成碳化铁，熔化后和铸铁基体连在一起后使铸铁变脆，力学性

能降低，容易使管道出现裂纹和变形，从而致使管道漏水。

（4）结构安装不合理。冷却壁的进水管和出水管与炉身的连接方式均为刚性连接，将保护套与炉皮之间焊接，而在冷却壁内来铸造保护套管。如果冷却壁的伸缩变形和挠度比较大，保护套管就会被拉开，从而进水管也会从根部被拉断掉。冷却水管的断裂会导致对冷却壁的供水不足或者是断水，从而造成冷却壁烧坏。

5 结束语

综上所述，造成高炉软水密闭循环系统气塞和泄漏的原因是多种多样的，当前其检测手段已经从传统的需要大量人工进行检测的方式发展为主要依靠计算机进行智能化的检测和预测、警报等一体化的检测系统，其具体检测方法和指标也越来越多样化。

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