王少軍 陳鑄

上海寶冶集團(tuán)有限公司電氣設(shè)備安裝分公司 201900

浦鋼二步COREX氣化爐熱電偶安裝與保護(hù)

王少軍 陳鑄

上海寶冶集團(tuán)有限公司電氣設(shè)備安裝分公司 201900

在寶鋼集團(tuán)浦鋼搬遷工程二步項(xiàng)目COREX煉鐵工程中，為及時(shí)準(zhǔn)確地反映氣化爐的運(yùn)行情況，在各調(diào)節(jié)系統(tǒng)中設(shè)置了大量的檢測儀表。對確保安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)品產(chǎn)量、節(jié)約能量、提高經(jīng)濟(jì)效益等十分重要,而溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文就COREX氣化爐熱電偶安裝工程從施工準(zhǔn)備到埋設(shè)再到保護(hù)的全過程進(jìn)行闡述,對熱電偶意外折斷的原因進(jìn)行分析并提出解決辦法。

熱電偶;安裝;保護(hù);補(bǔ)救

thermocouple; install; protect; repair

1 爐體電偶安裝的準(zhǔn)備工作

1.1 施工準(zhǔn)備

準(zhǔn)備工作包括資料的收集、各種表格的編制、熱電偶的檢驗(yàn)、施工用材料和機(jī)具的籌備、加工件的制作、設(shè)備和材料的移交等。

1.1.1 在熱電偶安裝前收集與電偶安裝相關(guān)的圖紙資料。

1.1.2 編制設(shè)備表：依照熱電偶訂貨圖編制，內(nèi)容包括電偶的型號(hào)規(guī)格、位號(hào)、主要技術(shù)參數(shù)等。

1.1.3 熱電偶布置圖編繪：依照儀表施工圖編制，作為現(xiàn)場電偶埋設(shè)的主要依據(jù)，也作為隱蔽記錄的一部分。

1.1.4 施工進(jìn)度表編繪：依照爐窯砌筑的施工進(jìn)度表編制，掌握進(jìn)度要求，合理安排人員進(jìn)行配合和埋設(shè)工作。

1.2 安裝準(zhǔn)備

1.2.1 熱電偶到達(dá)施工現(xiàn)場后進(jìn)行開箱檢驗(yàn)，并在一個(gè)月內(nèi)對每一根熱電偶用250V搖表和數(shù)字萬用表檢測，發(fā)現(xiàn)數(shù)值異常及時(shí)要求廠家更換。

1.2.2 熱電偶安裝法蘭、螺絲和密封墊片等與爐殼拼裝專業(yè)進(jìn)行移交。

1.2.3 熱電偶保護(hù)管和保護(hù)罩加工制作，安裝法蘭內(nèi)螺紋跟電偶鎖緊裝置外螺紋不符的，用絲錐絞螺紋。

1.2.4 對氣化爐上安裝好的法蘭部件進(jìn)行核對，安裝孔進(jìn)行檢查。

1.2.5 根據(jù)施工內(nèi)容及要求，準(zhǔn)備施工用具和材料。

2 熱電偶的安裝

氣化爐熱電偶從爐基5.100m到爐頂36. 155m共23個(gè)層面332支。每層根數(shù)從4到29支不等，角度從0o到360o遍布。

2.1 爐基熱電偶

2.1.1 爐基熱電偶設(shè)置1層4支熱電偶，布置如圖2-1。

圖2 -1

2.1.2 在爐底水冷管完成之后，沿電偶敷設(shè)的路徑每隔0.5米焊接一個(gè)門形圓鋼支架。

2.1.3 將電偶從法蘭短管中插入爐內(nèi)，穿過門形圓鋼支架，在電偶上方加焊保護(hù)角鋼。

2.2 爐底滿鋪磚及側(cè)壁碳磚上熱電偶

2.2.1 爐底區(qū)域在標(biāo)高為5.640m、6. 240m、6.840m、7.440m滿鋪碳磚上分別設(shè)置4層共48支熱電偶。熱電偶在爐內(nèi)的分布以標(biāo)高6.840m為例，如圖2-2左圖。

圖2 -26.840m和11.640m熱電偶布置圖

2.2.2 在標(biāo)高為8.040m、8.640m、9. 240m、9.840m、10.440m、11.640m側(cè)壁碳磚上分別設(shè)置了6層共118支熱電偶。熱電偶在爐內(nèi)的分布情況以標(biāo)高11.640m為例，如圖2-2右圖。

2.2.3 熱電偶安裝和耐材砌筑同步進(jìn)行，依照熱電偶布置，在耐火磚上畫出敷設(shè)線路。爐窯在耐火磚上開深度10mm寬度14～19mm凹槽。

2.2.4 將電偶從法蘭短管中插入爐內(nèi)，沿凹槽到各個(gè)測量點(diǎn)。

2.3 壁筋和壁體熱電偶：壁筋熱電偶共21層102支，壁體熱電偶共有9層36支。熱電偶在爐內(nèi)的分布以標(biāo)高6.840m為例，布置和安裝見圖2-3。

圖2 -36.840m壁體熱電偶布置和安裝圖

2.4 爐頂熱電偶共1層4支，標(biāo)高：36. 155m，見圖2-4。

圖2 -436.155m爐頂熱電偶布置和安裝圖

3 熱電偶的保護(hù)

3.1 熱電偶保護(hù)的原因：不可替換的熱電偶，在整個(gè)安裝工程的早期就進(jìn)行安裝。懸掛在爐體壁外的熱電偶很容易在管道、結(jié)構(gòu)等的安裝中受到損傷，因此必須對預(yù)先埋設(shè)的這部分電偶進(jìn)行保護(hù)。

3.2 熱電偶受損的來源：熱電偶受損折斷的主要原因是意外地遭受大電流而熔斷、受重物沖擊而砸斷、受人員反復(fù)折彎而扳斷。發(fā)生這種情況大多是因在現(xiàn)場的施工人員素質(zhì)不高、操作不規(guī)范、對成品保護(hù)的認(rèn)識(shí)不足等。

3.2.1 大電流沖擊：現(xiàn)場施工作業(yè)大量使用電焊機(jī)，電焊把線亂拖亂拉、把線絕緣層破損芯線外露。電焊把頭硬塑料外殼缺損，有的電焊把頭是自制的更無絕緣可言。以上種種情況都可能使焊機(jī)強(qiáng)電流接觸到熱電偶的不銹鋼外殼，使之熔斷。

3.2.2 機(jī)械外力撞擊：靠近爐殼外有大量的密集冷卻水管、樓層蓋板及工藝設(shè)備等需要安裝，因這些物件體積大、分量重及安裝位置狹窄，使有些施工人員不顧及熱電偶的成品保護(hù)。有的搭腳手架綁在熱電偶法蘭短管上，有的以熱電偶作為踩踏的一個(gè)支點(diǎn)，有的把倒鏈的掛鉤直接掛熱電偶法蘭上。還有因保管不善把施工用具、安裝材料等從高空滑落，更有甚者高空拋邊角料和工業(yè)垃圾等，這些行為都很容易直接損害到熱電偶。

3.3 防接觸大電流的措施：為避免這種情況，對外露于爐體外的電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線綁扎成直徑約350mm圓圈，然后用寬50mm厚3mm的石棉帶纏繞再用膠帶裹緊，這樣避免熱電偶直接接觸電焊把線。

3.4 防外力砸斷的主要措施：為防止其他專業(yè)施工作業(yè)時(shí)可能對電偶造成的損壞，除了在熱電偶上掛醒目標(biāo)示、加強(qiáng)巡查以及對施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底外，針對熱電偶本身采用加裝防護(hù)罩的方法進(jìn)行防外力保護(hù)。

3.4.1 傳統(tǒng)的方法是加裝400×400×250δ=2mm鍍鋅分線盒，但分線盒自身固定牢固也是一個(gè)問題。在寶鋼4#高爐安裝工程中，采用分線盒倒扣加角鋼方式如圖3-1左圖。這種方式純粹從施工階段保護(hù)熱電偶來說是最好的，既牢固又方便。但因分線盒是臨時(shí)性的，固定用L50*5的角鋼在爐殼上要焊接和割除，難免對爐殼的整體性產(chǎn)生影響。

圖3 -1用角鋼固定和用法蘭固定示意圖

3.4.2 在寶鋼1#、2#高爐大修工程中，分線盒依靠熱電偶安裝法蘭來固定，如圖3-1右圖。安裝時(shí)，分線盒預(yù)先要在底部割葫蘆狀圓孔和螺絲孔，葫蘆上孔起到夾在法蘭中間固定的作用，葫蘆下孔拆除分線盒時(shí)用。但此方法在空間狹小地方安裝和拆除體積較大的分線盒都很麻煩，整個(gè)大修期間有5%的熱電偶無法安裝或安裝后無法拆除分線盒。

3.4.3 浦鋼二步COREX氣化爐的熱電偶采取了半圓擋板加防護(hù)罩雙重保護(hù)的辦法，見圖3-2。因?yàn)槭怯谰眯缘谋Ｗo(hù)裝置，可以使整個(gè)熱電偶使用周期內(nèi)都最大限度地防止受外力沖擊。

3.4.4 半圓擋板就是在安裝法蘭上加焊Φ =180mmδ=5mm L=150mm半圓弧鋼板，防止外力直接作用于熱電偶根部。防護(hù)罩是用U型卡固定法蘭短管上，罩住整個(gè)熱電偶的鋼板罩。

3.5 一代爐齡難免有熱電偶損壞，對于可替換的熱電偶可以進(jìn)行更換。但對于不可替換的熱電偶，在折斷后只有采用對接的辦法進(jìn)行補(bǔ)救。對接方法如下：

3.5.1 在熱電偶斷裂處割去變形部分，離端頭20mm處用切管刀把電偶保護(hù)管割開，抽去套管露出偶絲。

3.5.2 去除偶絲間的絕緣材料，并用砂紙打磨干凈。

3.5.3 區(qū)別偶絲正負(fù)，用焊錫焊接。拿玻璃纖維管分別套住二根偶絲，達(dá)到偶線之間的絕緣。

3.5.4 外套不銹鋼對接專用套管如圖3-3，在套管內(nèi)用耐高溫AB膠灌滿，如圖3-4。鎖帽緊固后用防水膠帶和絕緣帶包裹。AB膠在2小時(shí)后凝固。

圖3 -2

圖3 -3熱電偶外接套管示意圖

圖3 -4熱電偶對接剖面圖

結(jié)束語

COREX氣化爐的熱電偶在各類安裝儀表中具有代表性，它的安裝工藝、施工方法和采用的材料等諸多方面都有新的突破。因此對浦鋼二步COREX氣化爐熱電偶的安裝及時(shí)地進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，對以后的發(fā)展與研究具有重要意義。

To timely and accurately reflect the gasifier operation in every regulation system in step 2of PuGang relocation project in baosteel group for COREX ironmaking project,so set up a lot of detection in instrumentation, which is very important to ensure the safety in production, improve product quality, energy saving and increase economic benefits etc, at the same time automatic temperature control system is one of the key links.This paper is talking about installation of thermocouple for COREX from construction preparing to bury.Through the analysis of the causes of thermocouple accident broken. We put forward the corresponding solutions for it.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.068

王少軍（1970-5），男，湖北人，高級(jí)工程師，研究方向：施工行業(yè)技術(shù)研究。

陳鑄（1967-12），男，上海人，研究方向：施工行業(yè)技術(shù)研究。