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刘潮 施雪松 (江苏沙钢集团有限公司) 摘 要：高炉冷却系统是保证安全运行的基础，冷却系统突发故障事件将迫使高炉紧急停炉检修。如何保证停炉期间的安全并快速排除故障具备生产条件，是从业人员研究的重要课题。基于此，本文综合分析了沙钢5800m³高炉2020年12月2日因高压配电室发生一起高压柜短路事故。该事故造成高炉停电、小套烧穿事故，致使焦炭喷出造成炉体备件损坏，非计划休风共计4302min，损失产量约4.8万吨，后经全力抢修恢复生产。同时，本文主要介绍了抢修过程，较为全面的分析了系统本身存在不足，并给出了所采取的整改措施，以供业内参考探讨。 关键词：高炉停电烧穿抢修 0前言 沙钢5800m³高炉，采用软水联合密闭循环冷却工艺。冷却水在泵房加压至炉基，分两路，一路供冷却壁，一路供炉底，两者在冷却壁回水环管处汇合后一部分直接至脱气罐；一部风直接回泵房，经中压泵加压后供中套、直吹管、热风阀冷却使用，之后回至炉顶汇合部分冷却壁回水，再经脱气罐脱气、膨胀罐稳压后，回水泵房，经板换冷却、循环泵加压再次供至炉基循环使用。高炉共40个风口，风口小套单独使用一套软水密闭循环系统。小套与冷却壁系统各自有应急柴油机泵。冷却壁共16段，炉缸二段及铁口区域使用铸铜冷却壁，炉腹炉腰及炉身下部共5段使用轧制铜板钻孔冷却壁，其余为铸铁冷却壁。1 事故过程 5800m³高炉于2020年12月2日凌晨2:34跳电，车间所有供水泵随即停止运转。冷却水停止循环后，根据连锁设置冷却壁备用柴油机启动，小套备用柴油机泵因当天拆除预备送外检修，无法投入使用，造成小套停水。跳电发生突然，操作画面断电无法操作，工长室一边确认情况一边通知减风，约8min后，风机供电系统也跳电，同时车间所有电源断电，现场漆黑一片。断电断风后冷却壁系统由柴油机泵带动备用泵运转，以维持冷却壁、炉底、中套、热风阀、吹管系统的基本循环。但由于小套水无法循环，断水数分钟后11号风口有零星火星喷出，出现风口烧穿，随即扩大至焦炭大量喷出，因前方铁口除尘罩阻挡，造成大量炽热焦炭堆积在风口前，烧坏11#中、小套金属软管，期间出现多次小爆震。大量焦炭喷出后造成上方电缆桥架着火，火势沿着电缆桥架逐层向上变大，火势蔓延之处设备损坏严重。经极力抢修，至4:45恢复供电，优先对各循环水泵、现场照明恢复。送电前现场明火基本扑灭。由于本体电缆紧贴炉壳铺设，现场过火造成冷却壁多层排气阀漏水，部分中小套进水支管阀门，部分流量计，不同程度漏水，同时因监控点线路烧损，冷却壁受损情况不明，系统无法补水。现场受控后，清除焦炭，组织人员进行抢修。跳电前后相关数据如图1所示。从图中可知，风量由8600m³/h下降至7500m³/h，冷却壁液位因温度上升而升高，风压由470kPa降至390kPa，小套液位因温度上升升高，后漏水下降。
2 抢修过程 2.1 水系统运转维持 现场冷却壁排气阀漏水点较多，液位已降至膨胀罐以下，且跳电后无法对系统进行及时补水，虽启动柴油机泵，但为水汽混合状态下进行强制循环。对风口仔细查验，现场除11#风口堆积大量焦炭，其余中小套、中大套之间未发现水迹，基本可排除冷却壁严重损坏的可能，小套也整体基本完好。送电后启动循环泵并全力开启补水泵，同时打开膨胀罐罐顶阀门，对系统边补水边排气，使系统保持一定水位，期间漏水较大（如图2）补水泵一直开启，维持动态平衡状态。对11#烧出中、小套支管单独闭死，其余正常供水。因线路损毁，膨胀罐液位画面无法监控，为保证系统有充足水量循环，故调整补水流量一直往系统内补水，力求维持动态平衡。随着漏点逐渐处理后，补水量远大于漏水量，关闭膨胀罐泄压点，根据系统压力变化间断补水，对系统憋压到一定压力后边检漏边处理。
2.2 漏水阀门处理 炉体较多排气阀因过火造成阀芯受损漏水严重，由上至下逐层、逐个共更换400余只，部分蛇形管集水管流量计法兰处漏水，因在主、干管上无法停水更换，适当降低系统压力后，在线进行堵漏。风口多个三通阀漏水，逐个停水更换。2.3 熔损大中套处理 11#大中套因焦炭大量喷出且堆焊较多，造成大、中、小套严重熔损。中、小套更换新备件，大套上部五分之二熔损缺失，因与炉壳焊接，且无现存备件，现场修复及其困难。经论证根据现场测绘缺口尺寸，进行下料填补。填补板提前根据图纸折出弧度，贴附在中套本体上，风口清理干净，对中套与贴附板同时预装，预安装到位后临时固定好贴附板，拆除中套，用存留下的贴附板对大套缺口进行补焊，对接触面打磨修复。补焊中途用彩钢瓦进行临时防护，防止有水溅入。2.4 其他损坏部件 本次事故中同时造成了炉顶打水装置，部分电缆、炉顶液压站不同程度的受损，都同步进行了恢复。3 事故分析及整改措施 3.1 事故原因分析 （1）由于泵房高压柜封堵不够专业，老鼠从开关柜底部顶开阻火包后进入高压柜引起短路。Ⅱ段供电发生对地后，弧光产生金属蒸汽，又造成母联断路器上Ⅰ段触头之间发生相间短路，最终两路进线跳电，导致整个高炉风口灌渣、停产，使事态进一步扩大。（3）原始设计与现有生产节奏、人员配备不匹配，未充分考虑到各种极端异常状态下的事故用水及事故用电安全可靠性。（4）高炉从电气室到炉身、炉顶区域电缆紧贴着炉体敷设，一但风口平台等高温区域出现故障会直接影响到电缆主桥架的安全运行。3.2 整改措施 （1）水处理小套系统出水管与中套系统出水管增加旁通管，在失电情况下，无论小套系统或中套系统中任一系统有水泵恢复供水，均可为另一系统供水。（2）水处理PLC自启联锁程序取点进一步完善。各车间电水泵与电水泵之间做好事故跳闸联锁，电水泵与柴油机水泵之间也做好事故跳闸联锁，分第一选择投入和第二选择投入方式，减少操作工的应急操作。（3）水处理系统补水水泵现有三台，增加一台小型柴油机补水泵，在厂用电全部缺失的情况下，可以为系统补水，保证系统供水量正常。（4）水处理供水泵组从现在的小套水泵一用二备，改造成三台电水泵二用一备，另加一台应急柴油机水泵的运行方式（5）做好高炉紧急停水应急处理规程增补、修改、完善。按断水部位进行区分，并制定对应应急处置预案。组织工长及以上工艺人员、领导再次学习高炉断风断水应急处置规程、重点应急设备操作规程，并考试，确保遇到情况后准确应对，压降损失。4 生产恢复 事故发生前高炉长期稳定顺行，各项技经指标良好，产量发挥较好。事故发生后经多方努力及时复产，避免了长期停炉炉缸冻结。送风后按长期休风应对，补足炉内热量，采取调整布料角度、堵、缩部分风口等措施，恢复炉况顺利，两天后风口全部送风，炉况基本恢复事故前状态，技经指标也已恢复至事故前状态，事故前后（2020.11.21~2021.12.20）技经指标如表1所示。
注：12.3~12.4为停产抢修期间. 5 结语 （1）水系统对安全至关重要，不仅要维护好日常运行，还要对应急设备做好维护，同时维护期间要有切实的替换措施。除循环泵外，补水泵也应增加柴油机备用泵。（2）软水密闭循环系统在突然停水状态下可在短时间内应对停水，优于开路系统，（19年12月5#1080m³高炉工业开路冷却，因总管膨胀节崩开断水，造成20个风口全部烧穿），及时休风可减少风口烧穿个数，避免事态扩大。（3）炉体电缆桥架排布要合理，远离高炉本体设备，避免高温状态下电缆受损。（4）应急演练定期进行，要做到全员参与紧急停水应急处理规程增补、修改、完善，并制定对应应急处置预案，岗位人员要熟知。高炉水系统正常运行是高炉安全生产的最基本保证，安全等级应提至最高档，为确保安全应有多道应急措施，确保万无一失。平时加强应急预案演练，提高岗位人员的应对能力也至关重要，关键时刻可有效避免次生事故的扩大。6 参考文献 [1] 张寿荣, 于仲洁等. 武钢高炉长寿技术[M].北京:冶金工业出版社.2009. [2] 顾琰, 项旭江等.沙钢5800m³高炉铜冷却壁漏水原因及修复[J]. 炼铁,2017,36(2):28-30. [3] 潘钊彬. 高炉软水冷却系统设计若干问题探讨[J]. 炼铁,2018,37(4):31-34. 来源：《炼铁交流》杂志2021年第五期
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