张 达，黄智坚
（广东韶钢工程技术有限公司，广东 韶关 512123 ）
摘要： 韶钢8号高炉设计容积3200m3 ，其冷却壁冷却水系统分为2个密闭系统，冷却壁在长期高压、高温环境下易产生变形和管头拉裂进而导致时有漏水的情况发生。通过采用仪表自动监控系统增加8号高炉S4段以上冷却壁检漏系统，以应对铸铁冷却壁可能发生的穿漏问题，使其能够被及时、准确地发现，为8号高炉安全、稳定生产提供必要的监控手段。
关键词：高炉；冷却壁；检漏；自动监测
0 引言
广东韶钢 8 号高炉于 2009 年10月份投产，设计炉龄15 年，截至目前，该高炉已使用 9年时间，进入高炉中期，炉内砖衬侵蚀加剧，已有部分设备老化、失效。冷却壁在长期高压、高温环境下易产生变形和管头拉裂而导致时有漏水的情况发生。高炉冷却壁一旦发生泄漏而不能及时发现及处理，将对高炉产生较大影响，引起消耗增加或导致炉凉和缸冻结事故，给安全、稳定生产带来极大的隐患。目前 8＃ 高炉炉身上部铸铁冷却壁现使用的水温差监测系统方案过于单一，只反映部分区域冷却壁的水温差值，只能进行横向、纵向比较区间的水温差值，横、纵向比较只能作为参考，利用价值有限，难以为操炉提供指导；由于炉内不同区域温度场各不相同且时有变化，水温差随此变化，如果冷却壁发生冷却水泄漏或冷却壁进水支管发生异物堵塞，仅靠水温差数据难以准确发现问题，只有靠人工对每串冷却壁水管逐一进行排查，无法快速准确地发现问题并及时解决问题。目前监测系统无流量数据，不能准确反映该区域热负荷，无法满足高炉关于重点监测炉身冷却壁的技术要求，故通过在8号高炉炉身 S4段及以上增设检漏系统项目相应的自动化检测仪表及控制系统，实现实时监测 8 号高炉炉身 S4 段及以上冷却壁冷却水运行状态，全面提高查漏准确率，为 8 号高炉生产的稳定顺行提供有力保障。
1 项目实施内容及目标
（1）在现有的水温差监测系统中加入流量系统，进行配套使用，补充水温差监测系统的单一性。 8号高炉炉身S4 段及以上冷却壁冷却水管的漏水量达到 0.3t／h 时，检漏系统自动发出泄漏报警。确保监测系统的准确性和监测效果的可靠性。
（2）在高炉炉身 S4 段以上部冷却壁进、出水处二合一管安装弯管流量计共计176台；炉缸供水高压水管加装电磁流量计（共计9 台）；加上炉身中部铜冷却壁检漏监测系统，这样就可以对全高炉的重点部位进行有效的监测，在8号高炉炉身S4段及以上冷却壁冷却水管出现漏水后，现场查漏准确率大于98％ ，实现全高炉冷却水的大系统监控，实现全高炉检漏在线监测。
（3）8 号高炉炉身中、上部，采用镶砖冷却壁，材质为球墨铸铁；顶部炉喉钢砖分两段，下段为水冷。软水 Ⅱ 系统的其中一路为冷却炉缸冷却壁和炉身铸铁冷却壁，从H －1 段进入、 H－6 段排出后进入环管，然后再从炉身铸铁冷却壁 S－4 段进入，从炉喉水冷壁排出。该路水量约为2300m3 ／h 。 8号高炉炉身冷却壁为分段上下串联式供水。流量计的安装需以每一串为单位进行进水量和出水量的在线监控。 S4 段共有 44块冷却壁，每块冷却壁进水管由两根总管分成4 根支管供水。拟把进水流量计安装在进水的两根总管上，每块冷却壁安装两台进水流量计。S4 段总共需安装 88台流量计。
随着炉型下大上小的逐渐变化， S5 段为 44 块冷却壁（无出水口）， S6 段为40 块冷却壁（有 8 个对应的出水口），在 S6段需安装8 台出水流量计。 R2 段为 36 块冷却壁（有 8 个对应的出水口），同样需安装 8 台出水流量计。其他串联冷却壁出水都经炉喉钢砖下段排出，此段共需安装 72台出水流量计。具体见表1。
2 监测系统结构
整个监测系统采用三级网络通信结构，这样可有效地避免单台仪表故障引起的通信线路故障。为增强系统的抗干扰能力，所有仪表采集数据采用数字信号传输。第一级网络，现场仪表通过仪表通信电缆接至集线箱。作用是将现场的仪表信号传递至集线箱内的通信模块。
第二级网络，集线箱内的通信模块通过现场总线连接至总线适配箱。总线适配箱内的总线适配器采集下端集线箱内的仪表信号，并将数据上传至计算机。
第三级网络，总线适配箱通过485通信总线连接至工控机的RS485通信口。计算机监测软件采集下端总线适配器传递上来的仪表数据，存储、画面显示并做相应的数据分析和处理。
监测系统网络架构图见图 1 。
目前，检漏系统与炉体热负荷系统（水温差）无线监测系统集中在一套工控机内运行，数据采集及运行效率受限，计划利用此次增加 S4＼LH1 检漏系统时，将检漏系统和高炉热负荷监测系统按功能分为两个系统并列运行，并升级原有的软件系统。完善炉体热负荷系统监测方案，把炉身上部 6 层冷却壁流量值纳入炉身监测系统（包括水温差与热流强度）形成完善的监测方案。
现场仪表选型原则：采用性能稳定、质量可靠、维护方便的产品，且尽可能与现有现场仪表相匹配。
仪表接地：在操作室设置仪表与控制系统共用的接地系统，要求接地电阻小于1Ω 。
仪表电源：仪表用电源从就近配电室取电，要求220V 、50Hz ，设立单独的开关。
3 系统应用效果
3.1 经济效益
8号高炉炉身S4段及以上冷却壁增设检漏系统项目固定资产静态投资 401． 23 万元，固定资产折旧按均值法分10年计算，残值率取5％ ，则固定资产年折旧为38．12万元。该项目通过实施后，可以实现实时监测8号高炉炉身 S4 段及以上冷却壁冷却水运行状态，全面提高查漏准确率，为8号高炉生产的稳定顺行提供有力保障。其经济效益仅在减少冷却壁漏水而造成的经济损失，无法定量计算。为了及时发现高炉冷却壁是否泄漏并处理，确保安全稳定生产［1］。
3.2 检漏系统上线前后查水工作对比
8号高炉冷却水系统为软水密闭循环系统，冷却壁管路中间没有设置用来查水的排气口，因此，一旦存在冷却壁漏水，检查和确诊的难度非常大，需要消耗大量人力、时间等。安装检漏系统后能较大限度解决这些问题，如表 2所示。
4 结论
本项目的改造，在提升技术水平，提高系统可靠性、稳定性的同时，降低了设备的故障率。在具体设计时力争做到检测仪表合理布局，备品备件通用性，也可降低使用维修的费用和能源介质的损失。也符合《中华人民共和国节约能源法》中有关国家鼓励发展技术成熟、效益显著有通用节能技术的要求，按相关节能技术规定采用合理节能的先进工艺和设备，有效降低能耗，其节能措施合理，可取得一定的节能效果。
参考文献
［1］李鹏，毕学工，周进东，等 ． 低成本高效益高炉专家系统开发的理念与实践［J］ ．中国冶金，2015 ，25（ 7 ）： 10 －16．