DE1508063B1

DE1508063B1 - Method and device for leak testing of evaporative cooling systems on metallurgical ovens

Info

Publication number: DE1508063B1
Application number: DE19661508063
Authority: DE
Inventors: Rohde Dr-Ing Ewald W
Original assignee: ROHDE DR ING EWALD W
Current assignee: ROHDE DR ING EWALD W
Priority date: 1966-12-05
Filing date: 1966-12-05
Publication date: 1970-09-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leck- inzwischen die zum Prüfdruck gehörige Siedetempeprüfung von Verdampfungskühlanlagen an metallur- ratur fast eingestellt hat, daß infolge des plötzlichen gischen Öfen, insbesondere an Hochöfen, die eine Wiedereinsetzens des Siedevorganges eine große Vielzahl von Kühlkästen aufweisen, von denen jeweils Menge eines Dampf-Wassergemisches ausgeworfen mehrere an ein Ausdampfgefäß angeschlossen sind 5 wird. Der große Wasserverlust, der hierdurch in und zusammen mit diesem ein Teilsystem bilden. diesem Teilsystem eintritt, könnte Verbrennungs-Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung schaden in den angeschlossenen Kühlkästen, aber zur Durchführung dieses Verfahrens. auch Störungen in den übrigen Teilsystemen durchThe invention relates to a method for leak testing, meanwhile the boiling temperature test belonging to the test pressure of evaporative cooling systems to metallur- ratur has almost stopped that as a result of the sudden gischen furnaces, especially on blast furnaces, which have a large restart of the boiling process Have a plurality of cooling boxes, each of which ejected a quantity of a steam-water mixture several are connected to an evaporation vessel 5. The great loss of water that this causes in and together with this form a sub-system. If this subsystem occurs, combustion could also The invention relates to a device damage in the connected cooling boxes, but to carry out this procedure. also cause disturbances in the other subsystems

Verdampfungskühlanlagen der eingangs erwähnten Wasserpfropfen in den Abdampfleitungen bewirken. Art haben sich in der Praxis mit gutem Erfolg ein- io Um dies zu vermeiden, ist nach einem weiteren geführt. Schwierigkeiten haben sich bisher lediglich Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung vordann ergeben, wenn das Kühlsystem während des gesehen, daß nach dem Prüfvorgang der in dem Betriebes des Ofens auf Undichtigkeiten überprüft geprüften Teilsystem herrschende Überdruck allmähwerden sollte, denn kleinere Kühlwasserverluste lieh abgebaut wird. Hierdurch wird ein allzu plötzmachen sich an dem zugehörigen Ausdampfgefäß 15 liches und allzu heftiges Wiedereinsetzen des Siedenur dann bemerkbar, wenn innerhalb des Ofens ein Vorganges vermieden.Evaporative cooling systems cause the water plugs mentioned at the beginning in the exhaust lines. Art have proven themselves with good success in practice. In order to avoid this, another one is needed guided. Difficulties have hitherto only been a feature of the method according to the invention result if the cooling system is seen during the that after the test procedure of the in the Operation of the furnace checked for leaks, the checked subsystem, the prevailing overpressure gradually become should, because smaller cooling water losses will be reduced. This makes one all too sudden at the associated evaporation vessel 15 liches and all too violent resumption of boiling only then noticeable when an operation is avoided within the furnace.

geringerer Druck wirksam ist als in dem lecken Kühl- Die Vorrichtung zur Durchführung des erimdungs-lower pressure is effective than in the leaking cooling The device for carrying out the grounding

element. Eine weitere Schwierigkeit bei der Leck- gemäßen Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, daß prüfung ohne Unterbrechung des Ofenbetriebes ergibt in der Abdampf leitung des Ausdampfgefäßes ein sich daraus, daß in dem Kühlsystem, insbesondere 20 Regelorgan angeordnet ist, das ein verstellbares in den Kühlkästen und Steigleitungen, ständig Dampf- Absperrorgan und ein Sicherheitsventil enthält, und blasen entstehen und vorhanden sind, wodurch eine daß an den Abdampl'raum des Ausdampfgefäßes eine einwandfreie Wasserstandsanzeige beliebiger Art zur Druckgaszuführung dienende Verbindungsleitung wegen des sich dauernd ändernden Dampf- oder und an die Falleifung des Teilsystems eine zur KaIt-Gasanieiles im kreisenden Wasser nicht möglich ist. 23 vvasserzuführung dienende Verbindungsleitung an-Die Überprüfung der Verdampfungskühlanlagen auf geschlossen sind.element. Another difficulty with the leaky method is characterized in that Testing without interruption of the furnace operation results in the exhaust line of the evaporation vessel from the fact that in the cooling system, in particular 20 control element is arranged, which is an adjustable in the cooling boxes and risers, constantly containing steam shut-off device and a safety valve, and bubbles arise and are present, whereby a that to the Abdampl'raum of the evaporation vessel a Flawless water level indicator of any type for the supply of pressurized gas because of the constantly changing steam or and to the case fusing of the subsystem one to the KaIt-Gasanieiles is not possible in the circulating water. 23 connecting pipe serving water supply to-die Check that the evaporative cooling systems are closed.

Dichtigkeit konnte aus diesen Gründen bisher grund- Mit Hilfe des Regelorgans kann vor der EinleitungFor these reasons, tightness has so far been fundamentally possible

sätzlich nur an Öfen vorgenommen werden, die stark des zur Druckerhöhung dienenden Druckgases das gedrosselt oder ganz außer Betrieb waren. Ausdampfgefäß abgesperrt werden. Dadurch, daßcan only be carried out on furnaces that use a large amount of the pressurized gas used to increase the pressure were throttled or completely out of order. The evaporation vessel must be shut off. As a result of that

Da die Außerbetriebnahme eines Ofens unter Um- 30 das Regelorgan ein verstellbares Absperrorgan entständen große Kosten verursachen kann, ist es Auf- hält, kann nach dem Prüfvorgang der Druck in dem gäbe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vor- Teilsystem allmählich abgebaut werden. Um die richtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Leckprüfung Gefahr zu vermeiden, daß in dem abgesperrten Teilauch während des Betriebes des Ofens einwandfrei system ein unzulässig hoher Druck entsteht, enthält durchgeführt werden kann. 35 das Regelorgan ein Sicherheitsventil. Es kann vorteil-Since taking a furnace out of operation would result in an adjustable shut-off device Can cause great costs, it is delayed, after the test process the pressure in the can If the invention, a method and a pre-subsystem would be gradually dismantled. To the to create direction, with the help of which the leak test to avoid the risk of being in the locked part an impermissibly high pressure arises during the operation of the furnace can be carried out. 35 the control element is a safety valve. It can be beneficial

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur haft sein, wenn das Sicherheitsventil zwecks Über-Leckprüfung von Verdampfungskühlanlagen an wachung des Druckanstieges frei ausbläst,
metallurgischen Öfen, insbesondere an Hochöfen, die Um nach dem Erreichen des Prüfdruckes in demThe subject of the invention is a method to be liable if the safety valve blows out freely for the purpose of checking for leaks in evaporative cooling systems to monitor the pressure increase,
metallurgical furnaces, in particular on blast furnaces, which after reaching the test pressure in the

eine Vielzahl von Kühlkästen aufweisen, von denen zu überprüfenden Teilsystem eventuell eintretende jeweils mehrere an ein Ausdampfgefäß angeschlossen 40 Kühlwasserverluste beobachten zu können, ist weitersind und zusammen mit diesem ein Teilsystem hin vorgesehen, daß an jeden Kühlkastenstrang ein bilden, wobei sich das Verfahren dadurch kennzeich- Wasserstandsanzeiger anschließbar ist, der dampfnet, daß während des Prüfvorganges in dem zu seitig mit dem Ausdampfgefäß verbunden ist.
prüfenden Teilsystem durch Einleiten eines unter Um bei eventuell eintretenden Kühlwasserverlustenhave a large number of cooling boxes, of which the subsystem to be checked may possibly occur several each connected to an evaporation vessel to be able to observe cooling water losses, is furthermore and, together with this, a subsystem is provided that forms one on each cooling box line, the method being characterized by this- Water level indicator can be connected, which steams that is connected to the side with the evaporation vessel during the test process.
subsystem to be tested by introducing an under Um in the event of any cooling water losses

Druck stehenden Gases und gegebenenfalls von 45 feststellen zu können, in welcher Höhe sich der Kaltwasser der Druck erhöht und das Sieden des defekte Kühlkasten befindet, sind der Abdampfraum Kühlwassers unterdrückt wird. des Ausdampfgefäßes und das untere Ende der FaIl-Standing gas and possibly of 45 to be able to determine the level of the Cold water increases the pressure and the boiling of the defective cooling box is located, the exhaust steam space Cooling water is suppressed. of the evaporation vessel and the lower end of the

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird leitung unter Zwischenschaltung von Absperrorganen im Bedarfsfall in dem zu prüfenden Teilsystem der durch einen Wasserstandsanzeiger, z. B. einen TransDruck soweit erhöht, daß in dem System ein höherer 50 parentschlauch, verbunden, der sich über die Gesamt-Druck als im voll im Betrieb befindlichen Ofen höhe des Kühlkastenstranges erstreckt. Falls mit herrscht. Hierdurch kann sich ein Teil des Kühl- Hilfe des zuerst genannten Wasserstandsanzeigers v/assers in den Ofen entleeren, so daß ein deutlich festgestellt worden ist, daß Kühlwasserverluste ein- und schnell erkennbarer Kühlwasserverlust sichtbar treten, wird dieser Transparentschlauch durch Bewird, wenn das zu überprüfende System leck ist. 55 tätigen der zwischengeschalteten Absperrorgane an Weiterhin v/ird durch die Druckerhöhung der Siede- das untere Ende der Falleitung und den Abdampfvorgang unterdrückt, so daß sämtliche im System raum des Ausdampfgefäßes angeschlossen. Der Wasvorhandenen Dampfblasen kondensieren und eine serstand in dem Transparentschlauch spielt sich dann einwandfreie Wasserstandsmessung möglich ist. bei gleichzeitiger Druckgaseinspeisung auf die HöheThe method according to the invention is conduction with the interposition of shut-off devices if necessary in the subsystem to be tested by a water level indicator, z. B. a TransDruck increased so far that in the system a higher 50 parent hose, connected, which is above the total pressure extends than in the fully operational furnace height of the cooling box strand. If with prevails. This can be a part of the cooling aid of the first mentioned water level indicator Empty v / ater into the furnace so that it has been clearly established that cooling water losses and quickly recognizable loss of cooling water become visible, this transparent hose is if the system to be checked is leaking. 55 make the intermediate shut-off devices Furthermore, the lower end of the downpipe and the evaporation process are caused by the increase in pressure suppressed, so that all connected in the system space of the evaporation vessel. The what is available Steam bubbles condense and a stand in the transparent tube then plays perfect water level measurement is possible. with simultaneous pressurized gas feed to the height

Beim Unterdrücken des Siedevorganges kann aus 60 ein, in der sich der defekte Kühlkasten befindet. Das Gründen der Betriebssicherheit gegebenenfalls zu- Druckgas drückt das oberhalb des Lecks in den Versätzlich Kaltwasser in das Teilsystem eingeleitet bindungsleitungen vorhandene Wasser durch dieses werden. Leck in den Ofen, so daß in dem Leitungssystem derIf the boiling process is suppressed, from 60 a, in which the defective cooling box is located. That For reasons of operational safety, if necessary, pressurized gas pushes above the leak into the offset Cold water introduced into the subsystem connecting pipes existing water through this will. Leak into the furnace, so that the

Nach Abschluß des Prüfvorganges gemäß der Wasserspiegel bis zum Leck absinkt.
Erfindung wird in dem Teilsystem der normale 65 Eine beispielsweise Ausfiihrungsform einer VorBetriebsdruck wieder hergestellt. Beim plötzlichen richtung gemäß der Erfindung wird im folgenden an Absinken des Druckes besteht jedoch die Gefahr, und Hand der Zeichnungen näher erläutert,
zwar insbesondere dann, wenn sich in dem System In der Zeichnung sind schematisch drei Teil-After completing the test, the water level drops to the point of leakage.
In the invention, the normal 65 An example embodiment of a pre-operating pressure is restored in the subsystem. In the case of a sudden direction according to the invention, however, there is a risk in the following of a drop in pressure, and hand of the drawings explained in more detail,
in particular if there are three parts of the system in the drawing

systeme mit Ausdampfgefäßen, einer Abdampfringleitung und den zugehörigen wasserführenden Ringleitungen dargestellt. Die Ausdampfgefäße 1 sind in bekannter Weise durch Falleitungen 2 und Steigleitungen 3 mit den Kühlelementen 4 verbunden. Die Falleitungen 2 sind ferner über Absperrorgane 8 mit einer kommunizierenden Ringleitung 6 verbunden, durch welche der gemeinsame Wasserstand der Ausdampfgefäße 1 aufrechterhalten und über die Steuerflasche 7 in bekannter Weise nachgespeist wird. Eine weitere Ringleitung 9 ist vorhanden, aus welcher erfindungsgemäß Kaltwasser in das zu prüfende Teilsystem über Verbindungsleitungen 17 beispielsweise am oberen Ende der Falleitung 2' und 2" eingespeist wird, nachdem diese Falleitungen 2' und 2" vom Ausdampfgefäß 1 und der Ringleitung 6 durch Betätigen der Absperrorgane 8 abgetrennt sind. Das Ausdampfgefäß 1 ist mit einem Wasserstandsanzeiger 12 versehen, der während des normalen Ofenbetriebes dampf- und wasserseitig mit dem Ausdampfgefäß 1 in Verbindung steht. Der Wasserstandsanzeiger 12 kann durch ein Absperrorgan beim Auskühlen wasserseitig von dem Ausdampfgefäß 1 getrennt werden und erfindungsgemäß an die Fallleitungen 2' bzw. 2" angeschlossen werden, während er dampfseitig mit dem Ausdampfgefäß 1 verbunden bleibt. Dies beschleunigt die Lecksuche erheblich, insbesondere wenn kleinste Leckagen gesucht werden müssen, da sich die bei Wasserverlust absinkende Oberfläche wesentlich verkleinert.Systems with evaporation vessels, an evaporation ring line and the associated water-carrying ring lines are shown. The evaporation vessels 1 are connected to the cooling elements 4 in a known manner by downpipes 2 and risers 3. The downpipes 2 are also connected via shut-off devices 8 to a communicating ring line 6, through which the common water level of the evaporation vessels 1 is maintained and replenished via the control bottle 7 in a known manner. Another ring line 9 is available from which cold water is fed into the subsystem to be tested via connecting lines 17, for example at the upper end of the downpipes 2 'and 2 " , after these downpipes 2' and 2" are actuated from the evaporation vessel 1 and the ring line 6 the shut-off devices 8 are separated. The evaporation vessel 1 is provided with a water level indicator 12 which is connected to the evaporation vessel 1 on the steam and water sides during normal furnace operation. The water level indicator 12 can be separated from the evaporation vessel 1 on the water side by a shut-off element when it cools and, according to the invention, connected to the downpipes 2 'or 2 " , while it remains connected to the evaporation vessel 1 on the steam side must be looked for, since the surface that sinks when water is lost is significantly reduced.

Die Abdampfringleitung 11 ist über Abdampfleitungen 10 an die Ausdampfgefäße 1 angeschlossen Erfindungsgemäß wird in die Abdampfleitung 10 je ein Regelorgan 13 eingefügt, welches beispielsweise aus einer Absperrklappe besteht, die im Beipaß durch ein Sicherheitsventil umgangen wird, das in die Atmosphäre ausbläst. Diese Regelorgane 13 sind mit Betätigungselementen so ausgerüstet, daß die Absperrklappe ohne Zeitverlust geschlossen werden kann, während das Öffnen der Absperrklappe nur sehr langsam oder schrittweise durchzuführen ist.The evaporation ring line 11 is connected to the evaporation vessels 1 via evaporation lines 10 According to the invention, a regulating member 13 is inserted into the exhaust line 10, which for example consists of a butterfly valve that is bypassed in the bypass by a safety valve that is inserted into the Atmosphere. These control elements 13 are equipped with actuators so that the butterfly valve can be closed without loss of time, while only opening the butterfly valve performed very slowly or gradually.

Jedes Ausdampfgefäß ist ferner im Dampfteil mit einem Absperrorgan und einer Kupplung zum Anschluß einer Verbindungsleitung 14 versehen, durch welche ein Druckgas, beispielsweise Druckluft, eingeleitet werden kann. Die Verbindungsleitung 14 kann mit einem als Wasserstandsanzeiger wirksamen Transparentschlauch verbunden werden. Letzterer wird wasserseitig über eine Kupplung 16 und ein weiteres Absperrorgan an das untere Ende der zu prüfenden Falleitung angeschlossen.Each evaporation vessel is also in the steam part with a shut-off device and a coupling for connection a connecting line 14, through which a compressed gas, for example compressed air, is introduced can be. The connecting line 14 can act as a water level indicator with a Be connected to the transparent tube. The latter is on the water side via a coupling 16 and a Another shut-off device connected to the lower end of the downpipe to be tested.

Wird beispielsweise in dem dargestellten Teilsystem, d. h. in den durch die Falleitungen 2' bzw. 2" verbundenen Kühlkastensträngen ein Leck vermutet, so werden die Falleitungen 2' und 2" mit den angeschlossenen Kühlkästen 4 zunächst, soweit nötig, durch Kaltwasserzuspeisung aus der Ringleitung 9 ausgekühlt. Die Unterschreitung des Siedepunktes wird durch Einführen von Druckluft in den Abdampfraum, d. h. durch Druckanstieg im Teilsystem erreicht, nachdem das Regelorgan 13 geschlossen wurde. Hierbei sind die betreffenden Falleitungen 2' und 2" von der Ringleitung 6 vorher durch Betätigen der Absperrorgane 8 und von der Ringleitung 9 durch Absperren der Verbindungsleitung 17 abgetrennt. If, for example, a leak is suspected in the subsystem shown, ie in the cooling box strings connected by the downpipes 2 'or 2 " , the downpipes 2' and 2" with the connected cooling boxes 4 are initially, if necessary, fed with cold water from the ring line 9 cooled down. The dropping below the boiling point is achieved by introducing compressed air into the exhaust steam space, ie by increasing the pressure in the subsystem after the control element 13 has been closed. Here, the downpipes 2 'and 2 "in question are separated from the ring line 6 beforehand by actuating the shut-off devices 8 and from the ring line 9 by shutting off the connecting line 17.

Das Zurückfallen des Wasserstandes auf das niedrigere Niveau ohne Dampfblasen ist am Wasserstandsanzeiger 12 leicht erkennbar. Vermutet man nun ein Leck, so trennt man das Ausdampfgefäß 1 wasserseitig durch Schließen der Hähne 5 von den Falleitungen 2' und 2" ab und verbindet diese wasserseitig mit dem Wasserstandsanzeiger 12. Eventuelle Leckverluste sind in diesem Wasserstandsanzeiger dann sofort erkennbar. Erhöht sich während der Prüfung der Druck im Abdampfraum über einen einstellbaren höchstzulässigen Prüfdruck, so entweicht über das Sicherheitsventil ein Teil des Abdampfes bzw. der Druckluft zur Abdampfringleitung oder in die Atmosphäre.The fall of the water level to the lower level without steam bubbles is indicated on the water level indicator 12 easily recognizable. If you now suspect a leak, separate the evaporation vessel 1 on the water side by closing the taps 5 from the downpipes 2 'and 2 "and connects them on the water side with the water level indicator 12. Possible leakage losses are in this water level indicator then immediately recognizable. If during the test the pressure in the exhaust steam chamber increases by more than one adjustable maximum permissible test pressure, part of the exhaust steam escapes via the safety valve or the compressed air to the evaporation ring line or into the atmosphere.

Durch die Druckerhöhung ist in leicht verständlicher Weise eine schnelle Überprüfung der an das betreffende Ausdampfgefäß 1 angeschlossenen Kühlelemente 4 durchführbar.The increase in pressure makes it easy to understand how to quickly check the relevant evaporation vessel 1 connected cooling elements 4 feasible.

Sobald über den Wasserstandsanzeiger 12 ein Leck in dem betreffenden Teilsystem ermittelt ist, wird der Transparentschlauch 15 an das betreffende Teilsystem dampfseitig an das Ausdampfgefäß 1 und wasserseitig an das untere Ende der Falleitung 2' bzw. der Falleitung 2" angeschlossen. Der Wasserstand in dem Transparentschlauch spielt sich dann auf die Höhe des undichten Kühlkastens ein, da sich das Wasser, das sich in den Verbindungsrohrleitungen oberhalb des defekten Kühlkastens befindet, in den Ofen entleert. Dabei ist durch geeignete Bauweise der Kühlkasten sicherzustellen, daß die oberhalb des defekten Kühlkastens befindlichen Kühlkasten nicht völlig leerlaufen können und das verbleibende Kühlwasser bis zur Wiederinbetriebnahme des Teilsystems durch Verdampfen für eine ausreichende Kühlung dieser Kühlkästen sorgt.As soon as a leak is detected in the relevant subsystem via the water level indicator 12, the transparent hose 15 is connected to the relevant subsystem on the steam side to the evaporation vessel 1 and on the water side to the lower end of the downpipe 2 'or the downpipe 2 " . The water level in the transparent hose then plays a role in the level of the leaking cooling box, since the water in the connecting pipes above the defective cooling box is emptied into the furnace can run completely empty and the remaining cooling water ensures sufficient cooling of these cooling boxes by evaporation until the subsystem is restarted.

Claims

Patent claims:

1. Procedure for leak testing of evaporative cooling systems in metallurgical furnaces, in particular on blast furnaces which have a large number of cooling boxes, several of which are in each case are connected to an evaporation vessel and together with this form a subsystem, characterized in that during the Test process in the subsystem to be tested by introducing a pressurized gas and if necessary, the pressure is increased by cold water and the boiling of the cooling water is suppressed will.

2. The method according to claim 1, characterized in that after the testing process in the overpressure prevailing in the subsystem under test is gradually reduced.

3. Device for performing the method according to claims 1 and 2, characterized in that that in the exhaust line (10) of the evaporation vessel (1) a control element (13) is arranged is, which contains an adjustable shut-off valve and a safety valve, and that to the exhaust steam chamber of the evaporation vessel (1) a connecting line (14) serving to supply compressed gas and to the downcomers (2) of the subsystem a connecting line (17) serving to supply cold water are connected.

4. Apparatus according to claim 4, characterized in that one of each cooling box strand Water level indicator (12) can be connected, the

is connected on the steam side to the evaporation vessel (1).

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that the exhaust steam space of the evaporation vessel (1) and the lower end of the downpipe (2) with the interposition of Shut-off devices by a water level indicator, for example a transparent hose (15), which extends over the total height of the cooling box strand.

1 sheet of drawings