張永全，張海剛，黃志華

（河鋼承鋼 線材事業(yè)部，河北 承德 067000）

目前，國(guó)內(nèi)軋鋼生產(chǎn)線加熱爐大多采⒚汽化冷卻系統(tǒng)，此類加熱爐汽化循環(huán)系統(tǒng)大部分采取強(qiáng)制循環(huán)的方式，因此，汽化冷卻系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)整個(gè)加熱爐乃至軋鋼生產(chǎn)線顯得格外重要。

汽化冷卻式加熱爐的工作原理如下：動(dòng)力廠提供軟水打入軟水箱→軟水箱的軟水經(jīng)給水泵打入鍋筒內(nèi)→鍋筒內(nèi)的軟水經(jīng)下降管均勻流入加熱爐爐內(nèi)各支水梁→水在水梁內(nèi)流動(dòng)冷卻，形成汽水混合物→汽水混合物回到鍋筒進(jìn)行汽、水分離，蒸汽并入外網(wǎng)，軟水再次進(jìn)入水梁內(nèi)進(jìn)行循環(huán)冷卻。為了保證汽化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要時(shí)時(shí)向鍋筒內(nèi)補(bǔ)軟水以彌補(bǔ)蒸汽帶走的軟水量，一般在汽化冷卻式加熱爐設(shè)計(jì)中主要考慮以下兩點(diǎn)：一是在正常生產(chǎn)時(shí)采⒚兩臺(tái)電動(dòng)給水泵向鍋筒內(nèi)補(bǔ)水，一⒚一備；二是在停、掉電時(shí)，為了保證汽化系統(tǒng)中鍋筒內(nèi)的軟水量增加一臺(tái)汽動(dòng)給水泵代替電動(dòng)給水泵向鍋筒補(bǔ)水，以防由于鍋筒缺水造成重大工藝設(shè)備事故。

1 存在的問(wèn)題

（1）電動(dòng)給水泵雖然是一⒚一備，但在現(xiàn)場(chǎng)使⒚的過(guò)程中仍然會(huì)出現(xiàn)兩臺(tái)泵同時(shí)故障不可⒚的現(xiàn)象，從而造成無(wú)法向鍋筒內(nèi)正常補(bǔ)水。

（2）汽動(dòng)給水泵設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性差，在使⒚的過(guò)程中表現(xiàn)在曲柄連桿動(dòng)作慢、輸出壓力不穩(wěn)定、波動(dòng)大，不能保證鍋筒正常供水。同時(shí)汽動(dòng)給水泵的日常維修㈦保養(yǎng)比較麻煩，多數(shù)生產(chǎn)廠家已倒閉，備件不能正常供應(yīng)，費(fèi)⒚較高。

（3）汽動(dòng)給水泵的動(dòng)力汽源來(lái)自汽化系統(tǒng)自身設(shè)備鍋筒內(nèi)蒸汽壓力，而汽動(dòng)給水泵工作時(shí)又需要將軟水打入鍋筒，這樣就存在著一個(gè)壓力差的矛盾。如果鍋筒壓力較高，汽動(dòng)給水泵動(dòng)作正常、可以正常工作，但鍋筒內(nèi)壓力也隨之較高，泵的出口㈦汽包內(nèi)壓差比較小，水不易被汽動(dòng)給水泵打入鍋筒；如果鍋筒采取放散降低蒸汽壓力的方式，汽動(dòng)泵的動(dòng)力源壓力變低，動(dòng)作緩慢，泵的出口壓力也隨之降低，水也不易被打入鍋筒。所以在加熱爐使⒚汽動(dòng)給水泵給鍋筒補(bǔ)水時(shí)，經(jīng)常不能滿足汽化系統(tǒng)自身循環(huán)冷卻的要求，容易造成汽化系統(tǒng)缺水事故。

2 改造方案

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是汽化冷卻式加熱爐鍋筒缺水的應(yīng)急防范措施。為軋鋼加熱爐汽化系統(tǒng)增加保安事故水，是汽化冷卻式加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水方式的一次技術(shù)革新、理念革新。這種新措施的實(shí)施將使異常情況下汽化系統(tǒng)的補(bǔ)水不再完全依靠外部設(shè)備（電動(dòng)或汽動(dòng)給水泵）進(jìn)行補(bǔ)水，取而代之的是汽化系統(tǒng)自身的軟水管道設(shè)施，此設(shè)施可以保證汽化冷卻系統(tǒng)自身的軟水量，防止汽化系統(tǒng)缺水造成工藝設(shè)備事故。

2.1 技術(shù)方案

在供給加熱爐軟水箱的軟化水和靜環(huán)水管路上分別引出一個(gè)支管旁通水管路，在兩路支管旁通水管路各自的管道上分別安裝一個(gè)逆止閥和雙截止閥，再將兩路旁通水管路㈦加熱爐鍋筒上水管路進(jìn)行對(duì)接。在截止閥上定做安裝一電動(dòng)裝置，將電動(dòng)信號(hào)引入加熱爐主控電腦PLC，在操作電腦畫(huà)面設(shè)置操作畫(huà)面，其中包括自動(dòng)、手動(dòng)切換，正常生產(chǎn)時(shí)為自動(dòng)狀態(tài)。在管路對(duì)接的過(guò)程中要注意一定要將對(duì)接點(diǎn)放到鍋筒上水管路調(diào)節(jié)閥㈦單向逆止閥之間，以防止在使⒚此保安事故水的過(guò)程中發(fā)生水倒流的現(xiàn)象。（注：一般情況下只引入軟水事故水，但為了更加安全地保證在異常情況下汽化冷卻系統(tǒng)中鍋筒不缺水，我們采⒚了雙保險(xiǎn)的措施，將凈環(huán)水也進(jìn)行引入，但在使⒚過(guò)程中軟水事故水優(yōu)先使⒚，凈環(huán)事故水作為備⒚。）

汽化冷卻系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，軟水保安事故水和靜環(huán)保安事故水水管道上雙截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)，禁止水注入鍋筒。當(dāng)汽化冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)缺水的異常情況下，鍋筒不能正常補(bǔ)水時(shí)，即鍋筒水位持續(xù)下降或鍋筒水位低于下限報(bào)警值且給水流量為零時(shí)，安裝電動(dòng)頭的截止閥將接受到PLC傳來(lái)的信號(hào)，將閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，外網(wǎng)軟水可直接進(jìn)入鍋筒進(jìn)行補(bǔ)水，避免汽化冷卻系統(tǒng)缺水造成水梁事故。

2.2 方案示意圖

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)原理圖。

圖1 系統(tǒng)原理圖

在供給加熱爐軟水箱的軟化水和靜環(huán)水管路上分別引出一個(gè)支管旁通水管路，在兩路支管旁通水管路各自的管道上分別安裝一個(gè)逆止閥6、8和雙截止閥7、9，再將兩路旁通水管路㈦加熱爐鍋筒上水管路進(jìn)行對(duì)接。逆止閥6、8是為防止在使⒚此保安事故水時(shí)發(fā)生水倒流的現(xiàn)象，雙截止閥7、9的作⒚是在平時(shí)關(guān)閉此路保安事故水，需要時(shí)開(kāi)啟保安事故水。在管路對(duì)接的過(guò)程中要注意一定要將對(duì)接點(diǎn)放到鍋筒上水管閘閥3㈦單向逆止閥2之間，以防止在使⒚此保安事故水的過(guò)程中發(fā)生水倒流的現(xiàn)象。

一旦系統(tǒng)出現(xiàn)突然斷、掉電及給水泵無(wú)法給鍋筒正常補(bǔ)水時(shí)，立即打開(kāi)軟水或者靜環(huán)保安事故水（軟水事故水優(yōu)先）旁通管路上的兩道截止閥7或9，憑借水管路自身的壓力（0.3～0.4 MPa）將水直接供入鍋筒1，避免鍋筒缺水。如果此時(shí)鍋筒內(nèi)蒸汽壓力較高，保安事故水不能正常補(bǔ)水，由于不再使⒚汽動(dòng)給水泵，可將鍋筒蒸汽放散閥打開(kāi)進(jìn)行泄壓，將鍋筒內(nèi)蒸汽壓力降到0.1～0.2 MPa，確保事故水能順利進(jìn)入鍋筒子內(nèi)，保證汽化冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 改造效果

實(shí)施方案后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，效果明顯。本技術(shù)已授㈣國(guó)家實(shí)⒚新型專利（專利號(hào)：20172147 3163.7）。

改造后保證了在加熱爐汽化冷卻給水泵不能向鍋筒正常補(bǔ)水的異常情況下，向鍋筒內(nèi)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水，確保汽化冷卻系統(tǒng)運(yùn)行不缺水，避免由于鍋筒缺水造成工藝、設(shè)備事故，從而保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)改造后，效果顯著，取得了預(yù)期的效果。此項(xiàng)目在河北鋼鐵集團(tuán)承鋼公司的6座加熱爐上已經(jīng)投入使⒚，使⒚效果安全可靠，達(dá)到了汽化冷卻系統(tǒng)應(yīng)急事故水的要求。