設置高位水箱保護異常停電時中頻爐線圈

李倩　張延新

摘 要：停電后中頻爐感應線圈降溫水停止流動，溫度升高會造成感應線圈的損壞。本文探討了設置高位水箱作為線圈應急降溫措施的原理、工藝設備構成及水箱位置、容積等相關參數的確定。設置高位水箱作為應急降溫設備是安全生產、設備保護的有力保證。

關鍵詞：中頻爐;電極;高位水箱

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.008

1 前言

中頻爐操作簡單方便，是一種用于鑄造鍛造及熱加工的設備。其中中頻電源、感應線圈、水電纜等都需要用水進行冷卻，因此冷卻水對于爐子設備至關重要。中頻電爐的冷卻水泵站要配兩臺規格相同的主水泵，并且必須配有應急冷卻水系統。當電網供電中斷造成主水泵不能工作時，應急冷卻水系統可為爐體提供冷卻，避免爐體損壞。

2 中頻爐冷卻水系統簡介

中頻爐不同冷卻部位對冷卻水的具體要求如下：

（1）感應線圈、電容器組冷卻水系統。水壓應保持在0.15～0.20MPa，水溫應保持在進水溫度為 20～35℃，出水溫度低于55℃。（2） 可控硅變頻器的冷卻系統。水壓應穩定地保持在0.15MPa，水質應進行軟化處理。（3） 其他部位冷卻水系統。中頻發電機、三倍頻變頻器及其他配套的開關柜等冷卻水系統，要求與感應線圈相同。

為了保證中頻感應爐設備的使用安全，水路應設置水壓報警裝置和停水警示器，以防止因水壓不足或斷水所造成的設備事故發生。

3 高位水箱運行原理及容積、位置等的確定

（1）運行原理。異常停電后，爐壁外側盤繞的感應線圈受壁溫炙烤，線圈降溫夾層內的水會很快超過55℃，對線圈造成損壞。其他需要降溫的設備由于停止通電，影響較小。將水箱設置在高處，水箱底部設置出水管與感應線圈降溫進水管連接，管道上設置手動切斷閥及轉子流量計。切斷閥用于正常工況時切斷水箱出水，轉子流量計用于使用水箱時觀察水流情況。水箱上部設置進水管與感應線圈出水管連接，管道上設置切斷閥用于正常工況時切斷水流。

（2）水箱容積計算。若停電時爐內金屬已熔化，則可以將其傾倒出爐，此種情況爐壁溫度可在1～2個小時內降至55℃以下。最不利的情況是溫度接近熔化溫度，金屬未全熔，不能出爐，此時壁溫則需要5～6個小時才能降至55℃以下，水箱容積應按最不利工況考慮。

中頻爐線圈盤繞在爐壁，此種形式屬于對流與輻射聯合傳熱。以2t中頻爐為例，傳熱量約100000Kcal/h，考慮到停電后，爐內液處于自然冷卻過程，無外界熱量加入，在降溫至55℃時間段內冷卻水系統撤熱量按40000Kcal/h計算，6個小時總熱量為240000 Kcal。水的比熱容為1 Kcal/（kg.℃），水箱冷水溫度按25℃考慮，則冷卻水溫升30℃，則所需水量為8m?，水箱容積按8.5m?設計。

（3）水箱高度。線圈夾層內的水受熱比重降低，水在中頻爐與水箱間靠密度壓差自然循環。為增加流速提高換熱速率，可盡量利用現有建筑高度將水箱置于高建筑房頂，以不小于10米為宜。

4 水箱使用安全注意事項

由于高溫金屬熔液遇水會產生爆炸事故，因此，水箱與中頻爐連接管道的室內部分應盡可能的減少閥門、管件，與循環泵管道可采用焊接連接。水箱、室外管道及附件應作保溫處理，以防冬季上凍無法運行。

5 冷卻水系統的應急處理

（1）停電應急處理：電爐控制室的配電總柜中雙電源開關應保持在自切換檔位，當主電源與安保電源同時停電，必須馬上通知值班電工，并且準備啟動應急冷卻系統。

（2）冷卻水溫度過高應急處理：感應線圈冷卻水水管有異物堵塞，造成水的流量減小，這時需要先停電，再用壓縮空氣吹掃水管，去除異物，水泵停運時間最好不要超過8min;線圈冷卻水水道有水垢，造成水的流量減小，必須每隔一至兩年把線圈水道上明顯的水垢提前進行酸洗;感應線圈水管突然漏水，這種漏水大多是因感應線圈與水冷磁軛或周圍固定支架之間絕緣擊穿所致，當發現此事故時，應立即停電，加強擊穿處的絕緣處理，并用環氧樹脂或其他絕緣膠類把漏水處表面封住，降低電壓使用，把這爐鐵水化好、倒完后再進行爐子修理。

6 結論

設置高位水箱后，作為應急降溫措施，可一勞永逸的解決突發停電時設備降溫問題，也可以作為循環水系統臨時維修停用時的備用系統。水箱系統維護簡便、安全可靠，是應急冷卻措施中的選項之一。

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作者簡介：李倩（1984-），女，山東淄博人，本科，工程師，主要從事化工工藝設計。