浦钢二步COREX气化炉热电偶安装与保护

王少军 陈铸

上海宝冶集团有限公司电气设备安装分公司 201900

浦钢二步COREX气化炉热电偶安装与保护

王少军 陈铸

上海宝冶集团有限公司电气设备安装分公司 201900

在宝钢集团浦钢搬迁工程二步项目COREX炼铁工程中，为及时准确地反映气化炉的运行情况，在各调节系统中设置了大量的检测仪表。对确保安全生产、提高产品产量、节约能量、提高经济效益等十分重要,而温度自动调节系统是关键环节之一。本文就COREX气化炉热电偶安装工程从施工准备到埋设再到保护的全过程进行阐述,对热电偶意外折断的原因进行分析并提出解决办法。

热电偶;安装;保护;补救

thermocouple; install; protect; repair

1 炉体电偶安装的准备工作

1.1 施工准备

准备工作包括资料的收集、各种表格的编制、热电偶的检验、施工用材料和机具的筹备、加工件的制作、设备和材料的移交等。

1.1.1 在热电偶安装前收集与电偶安装相关的图纸资料。

1.1.2 编制设备表：依照热电偶订货图编制，内容包括电偶的型号规格、位号、主要技术参数等。

1.1.3 热电偶布置图编绘：依照仪表施工图编制，作为现场电偶埋设的主要依据，也作为隐蔽记录的一部分。

1.1.4 施工进度表编绘：依照炉窑砌筑的施工进度表编制，掌握进度要求，合理安排人员进行配合和埋设工作。

1.2 安装准备

1.2.1 热电偶到达施工现场后进行开箱检验，并在一个月内对每一根热电偶用250V摇表和数字万用表检测，发现数值异常及时要求厂家更换。

1.2.2 热电偶安装法兰、螺丝和密封垫片等与炉壳拼装专业进行移交。

1.2.3 热电偶保护管和保护罩加工制作，安装法兰内螺纹跟电偶锁紧装置外螺纹不符的，用丝锥绞螺纹。

1.2.4 对气化炉上安装好的法兰部件进行核对，安装孔进行检查。

1.2.5 根据施工内容及要求，准备施工用具和材料。

2 热电偶的安装

气化炉热电偶从炉基5.100m到炉顶36. 155m共23个层面332支。每层根数从4到29支不等，角度从0o到360o遍布。

2.1 炉基热电偶

2.1.1 炉基热电偶设置1层4支热电偶，布置如图2-1。

图2 -1

2.1.2 在炉底水冷管完成之后，沿电偶敷设的路径每隔0.5米焊接一个门形圆钢支架。

2.1.3 将电偶从法兰短管中插入炉内，穿过门形圆钢支架，在电偶上方加焊保护角钢。

2.2 炉底满铺砖及侧壁碳砖上热电偶

2.2.1 炉底区域在标高为5.640m、6. 240m、6.840m、7.440m满铺碳砖上分别设置4层共48支热电偶。热电偶在炉内的分布以标高6.840m为例，如图2-2左图。

图2 -26.840m和11.640m热电偶布置图

2.2.2 在标高为8.040m、8.640m、9. 240m、9.840m、10.440m、11.640m侧壁碳砖上分别设置了6层共118支热电偶。热电偶在炉内的分布情况以标高11.640m为例，如图2-2右图。

2.2.3 热电偶安装和耐材砌筑同步进行，依照热电偶布置，在耐火砖上画出敷设线路。炉窑在耐火砖上开深度10mm宽度14～19mm凹槽。

2.2.4 将电偶从法兰短管中插入炉内，沿凹槽到各个测量点。

2.3 壁筋和壁体热电偶：壁筋热电偶共21层102支，壁体热电偶共有9层36支。热电偶在炉内的分布以标高6.840m为例，布置和安装见图2-3。

图2 -36.840m壁体热电偶布置和安装图

2.4 炉顶热电偶共1层4支，标高：36. 155m，见图2-4。

图2 -436.155m炉顶热电偶布置和安装图

3 热电偶的保护

3.1 热电偶保护的原因：不可替换的热电偶，在整个安装工程的早期就进行安装。悬挂在炉体壁外的热电偶很容易在管道、结构等的安装中受到损伤，因此必须对预先埋设的这部分电偶进行保护。

3.2 热电偶受损的来源：热电偶受损折断的主要原因是意外地遭受大电流而熔断、受重物冲击而砸断、受人员反复折弯而扳断。发生这种情况大多是因在现场的施工人员素质不高、操作不规范、对成品保护的认识不足等。

3.2.1 大电流冲击：现场施工作业大量使用电焊机，电焊把线乱拖乱拉、把线绝缘层破损芯线外露。电焊把头硬塑料外壳缺损，有的电焊把头是自制的更无绝缘可言。以上种种情况都可能使焊机强电流接触到热电偶的不锈钢外壳，使之熔断。

3.2.2 机械外力撞击：靠近炉壳外有大量的密集冷却水管、楼层盖板及工艺设备等需要安装，因这些物件体积大、分量重及安装位置狭窄，使有些施工人员不顾及热电偶的成品保护。有的搭脚手架绑在热电偶法兰短管上，有的以热电偶作为踩踏的一个支点，有的把倒链的挂钩直接挂热电偶法兰上。还有因保管不善把施工用具、安装材料等从高空滑落，更有甚者高空抛边角料和工业垃圾等，这些行为都很容易直接损害到热电偶。

3.3 防接触大电流的措施：为避免这种情况，对外露于炉体外的电偶和补偿导线绑扎成直径约350mm圆圈，然后用宽50mm厚3mm的石棉带缠绕再用胶带裹紧，这样避免热电偶直接接触电焊把线。

3.4 防外力砸断的主要措施：为防止其他专业施工作业时可能对电偶造成的损坏，除了在热电偶上挂醒目标示、加强巡查以及对施工人员进行安全技术交底外，针对热电偶本身采用加装防护罩的方法进行防外力保护。

3.4.1 传统的方法是加装400×400×250δ=2mm镀锌分线盒，但分线盒自身固定牢固也是一个问题。在宝钢4#高炉安装工程中，采用分线盒倒扣加角钢方式如图3-1左图。这种方式纯粹从施工阶段保护热电偶来说是最好的，既牢固又方便。但因分线盒是临时性的，固定用L50*5的角钢在炉壳上要焊接和割除，难免对炉壳的整体性产生影响。

图3 -1用角钢固定和用法兰固定示意图

3.4.2 在宝钢1#、2#高炉大修工程中，分线盒依靠热电偶安装法兰来固定，如图3-1右图。安装时，分线盒预先要在底部割葫芦状圆孔和螺丝孔，葫芦上孔起到夹在法兰中间固定的作用，葫芦下孔拆除分线盒时用。但此方法在空间狭小地方安装和拆除体积较大的分线盒都很麻烦，整个大修期间有5%的热电偶无法安装或安装后无法拆除分线盒。

3.4.3 浦钢二步COREX气化炉的热电偶采取了半圆挡板加防护罩双重保护的办法，见图3-2。因为是永久性的保护装置，可以使整个热电偶使用周期内都最大限度地防止受外力冲击。

3.4.4 半圆挡板就是在安装法兰上加焊Φ =180mmδ=5mm L=150mm半圆弧钢板，防止外力直接作用于热电偶根部。防护罩是用U型卡固定法兰短管上，罩住整个热电偶的钢板罩。

3.5 一代炉龄难免有热电偶损坏，对于可替换的热电偶可以进行更换。但对于不可替换的热电偶，在折断后只有采用对接的办法进行补救。对接方法如下：

3.5.1 在热电偶断裂处割去变形部分，离端头20mm处用切管刀把电偶保护管割开，抽去套管露出偶丝。

3.5.2 去除偶丝间的绝缘材料，并用砂纸打磨干净。

3.5.3 区别偶丝正负，用焊锡焊接。拿玻璃纤维管分别套住二根偶丝，达到偶线之间的绝缘。

3.5.4 外套不锈钢对接专用套管如图3-3，在套管内用耐高温AB胶灌满，如图3-4。锁帽紧固后用防水胶带和绝缘带包裹。AB胶在2小时后凝固。

图3 -2

图3 -3热电偶外接套管示意图

图3 -4热电偶对接剖面图

结束语

COREX气化炉的热电偶在各类安装仪表中具有代表性，它的安装工艺、施工方法和采用的材料等诸多方面都有新的突破。因此对浦钢二步COREX气化炉热电偶的安装及时地进行技术总结，对以后的发展与研究具有重要意义。

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

王少军（1970-5），男，湖北人，高级工程师，研究方向：施工行业技术研究。

陈铸（1967-12），男，上海人，研究方向：施工行业技术研究。