浦鋼二步COREX氣化爐熱電偶安裝與保護

王少軍 陳鑄

上海寶冶集團有限公司電氣設備安裝分公司 201900

浦鋼二步COREX氣化爐熱電偶安裝與保護

王少軍 陳鑄

上海寶冶集團有限公司電氣設備安裝分公司 201900

在寶鋼集團浦鋼搬遷工程二步項目COREX煉鐵工程中，為及時準確地反映氣化爐的運行情況，在各調節系統中設置了大量的檢測儀表。對確保安全生產、提高產品產量、節約能量、提高經濟效益等十分重要,而溫度自動調節系統是關鍵環節之一。本文就COREX氣化爐熱電偶安裝工程從施工準備到埋設再到保護的全過程進行闡述,對熱電偶意外折斷的原因進行分析并提出解決辦法。

熱電偶;安裝;保護;補救

thermocouple; install; protect; repair

1 爐體電偶安裝的準備工作

1.1 施工準備

準備工作包括資料的收集、各種表格的編制、熱電偶的檢驗、施工用材料和機具的籌備、加工件的制作、設備和材料的移交等。

1.1.1 在熱電偶安裝前收集與電偶安裝相關的圖紙資料。

1.1.2 編制設備表：依照熱電偶訂貨圖編制，內容包括電偶的型號規格、位號、主要技術參數等。

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

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

1.2 安裝準備

1.2.1 熱電偶到達施工現場后進行開箱檢驗，并在一個月內對每一根熱電偶用250V搖表和數字萬用表檢測，發現數值異常及時要求廠家更換。

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進行移交。

1.2.3 熱電偶保護管和保護罩加工制作，安裝法蘭內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行核對，安裝孔進行檢查。

1.2.5 根據施工內容及要求，準備施工用具和材料。

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個層面332支。每層根數從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，沿電偶敷設的路徑每隔0.5米焊接一個門形圓鋼支架。

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

2.2 爐底滿鋪磚及側壁碳磚上熱電偶

2.2.1 爐底區域在標高為5.640m、6. 240m、6.840m、7.440m滿鋪碳磚上分別設置4層共48支熱電偶。熱電偶在爐內的分布以標高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 在標高為8.040m、8.640m、9. 240m、9.840m、10.440m、11.640m側壁碳磚上分別設置了6層共118支熱電偶。熱電偶在爐內的分布情況以標高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行，依照熱電偶布置，在耐火磚上畫出敷設線路。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，沿凹槽到各個測量點。

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。熱電偶在爐內的分布以標高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

3.1 熱電偶保護的原因：不可替換的熱電偶，在整個安裝工程的早期就進行安裝。懸掛在爐體壁外的熱電偶很容易在管道、結構等的安裝中受到損傷，因此必須對預先埋設的這部分電偶進行保護。

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、受人員反復折彎而扳斷。發生這種情況大多是因在現場的施工人員素質不高、操作不規范、對成品保護的認識不足等。

3.2.1 大電流沖擊：現場施工作業大量使用電焊機，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強電流接觸到熱電偶的不銹鋼外殼，使之熔斷。

3.2.2 機械外力撞擊：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。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支點，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償導線綁扎成直徑約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：為防止其他專業施工作業時可能對電偶造成的損壞，除了在熱電偶上掛醒目標示、加強巡查以及對施工人員進行安全技術交底外，針對熱電偶本身采用加裝防護罩的方法進行防外力保護。

3.4.1 傳統的方法是加裝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熱電偶來說是最好的，既牢固又方便。但因分線盒是臨時性的，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，分線盒預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罩雙重保護的辦法，見圖3-2。因為是永久性的保護裝置，可以使整個熱電偶使用周期內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。防護罩是用U型卡固定法蘭短管上，罩住整個熱電偶的鋼板罩。

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行補救。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 區別偶絲正負，用焊錫焊接。拿玻璃纖維管分別套住二根偶絲，達到偶線之間的絕緣。

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地進行技術總結，對以后的發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，高級工程師，研究方向：施工行業技術研究。

陳鑄（1967-12），男，上海人，研究方向：施工行業技術研究。