专利名称：利用冷却水温变化判断高炉冷却壁工作及破损状态的方法
技术领域：
本发明属于炼铁高炉设备，尤其是高炉冷却壁监护装置制造领域。
高炉在炉壁上都设置有冷却壁结构，即将一组组具有独立进、出水口的冷却壁单元(铸铁件)环绕夹置在高炉外壁和耐火砖层中，通入冷却水对耐火砖进行必要的冷却作用。当高炉使用一段时间后，因耐火层消磨及炉内气体的腐蚀作用，冷却壁单元会发生局部破损，致使一部分冷却水流入炉内，影响生产的正常进行，也使炉壁的破损加剧。
由于冷却壁单元的隐蔽性，人们无法通过直观的检测观察到各冷却单元炉壁的破损情况。有人试图采用测量各冷却壁单元中冷却水受热后产生的热蒸汽来判断炉壁的破损状况，但是这种方法误报率高，实际使用是行不通的。
本发明的目的是设计一种利用冷却水变化判断高炉冷却壁工作及破损状态的方法，使之具有方便、有效、可靠的优点。
本发明的目的是通过如下的设计实现的。
在置于高炉壁的各冷却壁单元组上设置监测冷却水水温变化的温度传感器，各传感器将在高炉炉壁的各组冷却壁单元的温度变化信号输入控制系统。
本发明方法的理论依据是这样的设冷却壁进水的水温为T0，出水口温度为T1。在冷却壁完好的正常工作情况下，进入冷却壁的水将炉内经冷却壁传入的部分热量带走，在出口处达到T1温度，在工艺条件稳定时，各传热壁间保持一种动态平衡，T1变化幅度较小，此时有T1-T0＝a℃(a＞0)…… (1)成立；一旦冷却壁破损漏水，其炉内传人冷却壁的热量Q(可认为此时的热量Q与正常状态的热量Q相等)将分解为Q1(用于继续加热冷却壁使经过冷却壁的水升温)和Q2两部分，即 Q＝Q1+Q2……(2)Q2为渗漏的水变成蒸汽提供热量。
即 H2O(液)＝H2O(固)-Q2……(3)由于显然Q1＜Q，只有部分热量用于冷却水温升高，设此时的出口温度为T1′，则有
T1′-T0＝b(b＞0) ……(4)显然有a＞b。这就构成了本发明方法判断冷却壁破损的理论基础。发明人还注意到，由于高炉不同位置(横截面)的温度还存在差异，在炉内温度高的区域，如炉腹，所泄漏的水份还会产生如下的反应…… (5)为一吸收热量更大(显然Q3＞Q2)的吸热化学反应。即若破损发生在炉腔腹(或其以下部位)的冷却壁上，a与b间的差值会更大。
由上说明可知，采用本发明的方法，可根据炉壁内各组冷却壁单元中冷却水温的变化方便、有效地了解冷却壁的破损情况(是否破损？破损程度怎样？)。
图1表达本方法实施的基本情况。一个高炉上冷却壁可由成百上千组冷却壁单元构成，本图中仅画出了一组冷却壁单元的情形8为高炉的耐火砖层，9为高炉外壁，冷却水由下而上地进入冷却壁单元1，再经连通管4、冷却壁单元2、连通管5、冷却壁单元3通过出水口流出。采用本方法在进、出水口附近分别设置温度传感器6和7，监测进水口水温(T0)、出水口温度(T1)的变化，并将所测温度变化信号用屏蔽电缆输入到控制系统。这样，分布在炉壁各个位置的各冷却壁单元组的测温信号均被送入控制系统进行分析处理，显然，控制系统可用常规的具有存储和比较运算功能的工控计算机来实现。当某一组冷却壁单元的进、出水口水的温度差(T1-T0)出现反常的降低，即意味着该组冷却单元所在的冷却壁出现了破损。在实际使用时，若进口水温比较稳定时，也可以采用仅在每组冷却壁单元的出水口附近设置一温度传感器测出出水口温度T1的方法获得温度变化信号，来达到同样的监测目的。
本发明方法除了可作监测冷却壁的破损情况外，还可通过分布在炉壁周围的各个冷却壁单元组的温度(差)变化，了解炉内边沿煤气分布和炉内衬砖的冲刷程度，为人们研究高炉性能，了解高炉内部工作状况提供了一种简便有效的监测手段。
权利要求
1.利用冷却水变化判断高炉冷却壁工作及破损状态的方法，其特征在于，在置于高炉壁的各冷却壁单元组上设置监测冷却水水温变化的温度传感器，各传感器将在高炉炉壁的各冷却壁单元的温度变化信号输入控制系统。
2.根据权利要求1所述的利用冷却水变化判断高炉冷却壁工作及破损状态的方法，其特征在于，所述温度传感器可设置在每组冷却壁单元的出水口，实时监测出水口温度的变化，也可在每组冷却壁单元的进水口和出水口分别设置一只温度传感器，以监测冷却壁单元的进出口水温差。
3.根据权利要求1所述的利用冷却水变化判断高炉冷却壁工作及破损状态的方法，其特征在于，所述控制系统为具有数据存储比较功能的工控电子计算机。
全文摘要
本发明涉及一种利用冷却水变化判断高炉冷却壁工作及破损状态的方法,在置于高炉壁的各冷却壁单元组上设置监测冷却水水温变化的温度传感器,各传感器将在高炉炉壁的各冷却壁单元的温度变化信号输入控制系统。利用冷却壁破损造成的冷却水温变化,方便有效地了解冷却壁面及炉内工作状况。
文档编号C21B7/24GK1199098SQ97107488
公开日1998年11月18日 申请日期1997年5月12日 优先权日1997年5月12日
发明者张露 申请人:张露