DE1508063C - Verfahren und Vorrichtung zur Leck prüfung von Verdampfungskuhlanlagen an metallurgischen Ofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leckprüfung von Verdampfungskühlanlagen an metallurgischen öfen, insbesondere an Hochöfen, die eine Vielzahl von Kühlkästen aufweisen, von denen jeweils mehrere an ein Ausdampfgefäß angeschlossen sind und zusammen mit diesem ein Teilsystem bilden. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Verdampfungskühlanlagen der eingangs erwähnten Art haben sich in der Praxis mit gutem Erfolg eingeführt. Schwierigkeiten haben sich bisher lediglich dann ergeben, wenn das Kühlsystem während des Betriebes des Ofens auf Undichtigkeiten überprüft werden sollte, denn kleinere Kühlwasserverluste machen sich an dem zugehörigen Ausdampfgefäß nur dann bemerkbar, wenn innerhalb des Ofens ein geringerer Druck wirksam ist als in dem lecken Kühlelemcnt. Eine weitere Schwierigkeit bei der Leckprüfung ohne Unterbrechung des Ofenbetriebes ergibt sich daraus, daß in dem Kühlsystem, insbesondere in den Kühlkästen und Steigleitungen, ständig Dampfblasen entstehen und vorhanden sind, wodurch eine einwandfreie Wasserstandsanzeige beliebiger Art wegen des sich dauernd ändernden Dampf- oder Gasanteiles im kreisenden Wasser nicht möglich ist. Die Überprüfung der Verdampfungskühlanlagen auf Dichtigkeit konnte aus diesen Gründen bisher grundsätzlich nur an öfen vorgenommen werden, die stark gedrosselt oder ganz außer Betrieb waren.

Da die Außerbetriebnahme eines Ofens unter Umständen große Kosten verursachen kann, ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Leckprüfung auch während des Betriebes des Ofens einwandfrei durchgeführt werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Leckprüfung von Verdampfungskühlanlagen an metallurgischen öfen, insbesondere an Hochöfen, die eine Vielzahl von Kühlkästen aufweisen, von denen jeweils mehrere an ein Ausdampfgefäß angeschlossen sind und zusammen mit diesem ein Teilsystem bilden, wobei sich das Verfahren dadurch kennzeichnet, daß während des Prüfvorganges in dem zu prüfenden Teilsystem durch Einleiten eines unter Druck stehenden Gases und gegebenenfalls von Kaltwasser der Druck erhöht und das Sieden des Kühlwassers unterdrückt wird.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird im Bedarfsfall in dem zu prüfenden Teilsystem der Druck soweit erhöht, daß in dem System ein höherer Druck als im voll im Betrieb befindlichen Ofen herrscht. Hierdurch kann sich ein Teil des Kühlwassers in den Ofen entleeren, so daß ein. deutlich und schnell erkennbarer Kühlwasscrverlust sichtbar wird, wenn das zu überprüfende System leck ist. Weiterhin wird durch die Druckerhöhung der Siedevorgang unterdrückt, so daß sämtliche im System vorhandenen Dampfblasen kondensieren und eine einwandfreie Wasserstandsmessung möglich ist.

Beim Unterdrücken des Siedevorganges kann aus Gründen der Betriebssicherheit gegebenenfalls zusätzlich Kaltwasser in das Teilsystem eingeleitet werden.

Nach Abschluß des Prüfvorganges gemäß der I'lfiiulung wird in dem Teilsystem der normale Betriebsdruck wieder hergestellt. Beim plötzlichen Absinken des Druckes besteht jedoch die Gefahr, und /war insbesondere dann, wenn sich in dein System inzwischen die zum Prüfdruck gehörige Siedetemperatur fast eingestellt hat, daß infolge des plötzlichen Wiedereinsetzens des Siedevorganges eine große Menge eines Dampf-Wassergemisches ausgeworfen wird. Der große Wasserverlust, der hierdurch in diesem Teilsystem eintritt, könnte Verbrennungsschäden in den angeschlossenen Kühlkästen, aber auch Störungen in den übrigen Teilsystemen durch Wasserpfropfen in den Abdampfleitungen bewirken, ίο Um dies zu vermeiden, ist nach einem weiteren, Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung vorgesehen, daß nach dem Prüfvorgang der in dem geprüften Teilsystem herrschende Überdruck allmählich abgebaut wird. Hierdurch wird ein allzu plötzliches und allzu heftiges Wiedereinsetzen des Siedevorganges vermieden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, daß in der Abdampfleitung des Ausdampfgefäßes ein Regelorgan angeordnet ist, das ein verstellbares Absperrorgan und ein Sicherheitsventil enthält, und daß an den Abdampfraum des Ausdampfgefäßes eine zur Druckgaszuführung dienende Verbindungsleitung und an die Falleitung des Teilsystems eine zur KaItwasserzuführung dienende Verbindungsleitung angeschlossen sind.

Mit Hilfe des Regelorgans kann vor der Einleitung des zur Drückerhöhung dienenden Druckgases das Ausdampfgefäß abgesperrt werden. Dadurch, daß das Regelorgan ein verstellbares Absperrorgan enthält, kann nach dem Prüfvorgang der Druck in dem Teilsystem allmählich abgebaut werden. Um die Gefahr zu vermeiden, daß in dem abgesperrten Teilsystem ein unzulässig hoher Druck entsteht, enthält das Regelorgan ein Sicherheitsventil. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Sicherheitsventil zwecks Überwachung des Druckanstieges frei ausbläst.

Um nach dem Erreichen des Prüfdruckes in dem zu überprüfenden Teilsystem eventuell eintretende Kühlwasserverluste beobachten zu können, ist weiterhin vorgesehen, daß an jeden Kühlkastenstrang ein Wasserstandsanzeiger anschließbar ist, der dampfseitig mit dem Ausdampfgefäß verbunden ist.

Um bei eventuell eintretenden Kühlwasserverlusten feststellen zu können, in welcher Höhe sich der defekte Kühlkasten befindet, sind der Abdampfraum des Ausdampfgefäßes und das untere Ende der Fallleitung unter Zwischenschaltung von Absperrorganen durch einen Wasserstandsanzeiger, z. B. einen Transparentschlauch, verbunden, der sich über die Gesamthohe des Kühlkastenstranges erstreckt. Falls mit Hilfe des zuerst genannten Wasserstandsanzeigers festgestellt worden ist, daß Kühlwasserverluste eintreten, wird dieser Transparentschlauch durch Betätigen der Zwischengeschäften Absperrorgane an das untere Ende der Falleitung und den Abdampfraum des Ausdampfgefäßes angeschlossen. Der Wasserstand in dem Transparentschlauch spielt sich dann bei gleichzeitiger Druckgaseinspeisung auf die Höhe ein, in der sich der defekte Kühlkasten befindet. Das Druckgas drückt clas oberhalb des Lecks in den Verbindungslcitungen vorhandene Wasser durch dieses Leck in den Ofen, so daß in dem Leitungssystem der Wasserspiegel bis zum Leck absinkt.
Hine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden an - Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In der Zeichnung sind schematisch drei Teil-

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 Ausdampfgüfäße 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.

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.

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.

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 Kühlkasten 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.

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.

Durch die Druckerhöhung ist in leicht verständlicher Weise eine schnelle Überprüfung der an das betreffende Ausdampfgefäß 1 angeschlossenen Kühlelemente 4 durchführbar.

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 Kühlkästen nicht völlig leerlaufen können und das verbleibende Kühlwasser bis zur Wiederinbetriebnahme des Teilsystems durch Verdampfen für eine ausreichende Kühlung dieser Kühlkasten sorgt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Leckprüfung von Verdampfungskühlanlagen an metallurgischen öfen, insbesondere an Hochöfen, die eine Vielzahl von Kühlkasten aufweisen, von denen jeweils mehrere an ein Ausdampfgefäß angeschlossen sind und zusammen mit diesem ein Teilsystem bilden, dadurch gekennzeichnet, daß während des Prüfvorganges in dem zu prüfenden Teilsystem durch Einleiten eines unter Druck stehenden Gases und gegebenenfalls von Kaltwasser der Druck erhöht und das Sieden des Kühlwassers unterdrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Prüfvorgang der in dem geprüften Teilsystem herrschende Überdruck allmählich abgebaut wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abdampfleitung (10) des Ausdampfgefäßes (1) ein Regelorgan (13) angeordnet ist, das ein verstellbares Absperrorgan und ein Sicherheitsventil enthält, und daß an den Abdampfraum des Ausdampfgefäßes (1) eine zur Druckgaszuführung dienende Verbindungsleitung (14) und an die Falleitiingc:: (2) des Teilsystems eine zur Kaltwasserzuführung dienende Verbindungsleitung (17) angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jeden Kühlkiistenstnmg ein Wasserstandsanzeiger (12) anschließbar ist, der

dampfseitig mit dem Ausdampfgefäß (1) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdampfraum des Ausdampfgefäßes (1) und das untere Ende der Falleitung (2) unter Zwischenschaltung von Absperrorganen durch einen Wasserstandsanzeiger, beispielsweise einen Transparentschlauch (15), verbunden ist, der sich über die Gesamthöhe des Kühlkastenstranges erstreckt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen