精煉RH系統真空度的故障分析

【摘 要】RH系統對真空度的要求非常高，能夠影響RH系統真空度的因素也非常多，結合目前煉鋼廠RH系統現狀，總結多年RH系統的實際經驗，分析影響RH系統真空度的諸多因素，根據故障現象剖析故障本質。

【關鍵詞】真空度；真空泵；檢漏；測試孔

RH系統是轉爐煉鋼工序之后用于鋼水精煉的一套真空循環脫氣裝置，通過鋼水在真空罐內真空循環，從而達到鋼水脫碳脫氣的精煉目的。真空度即真空容器內的空氣壓力，只有維持較低的恒定真空度，才能確保RH真空系統成功的冶煉鋼水。但影響真空度的因素很多，如泵工作不良，各種泄漏，蒸汽冷凝水的介質匹配效果不好等等，因此能夠迅速分析影響真空度故障的原因，是保持恒定真空度的前提條件。本鋼1#RH系統是1998年從德國西馬克引進的設備，理論最低真空度可達到60帕，本文即以本鋼1#RH系統為例對影響真空度的各項因素進行具體分析。

1.RH真空系統設備概述

真空泵： RH真空系統有5級8個泵。分別是E1、E2、E3、E4、E6，和三個預抽真空泵E4a、E5、E6a。真空泵的開啟順序是，先開啟預抽真空泵，達到一定的真空度后關閉預抽真空泵，然后依次開啟E6—E4—E3—E2—E1。

冷凝器：冷凝器共有五個，分別稱為C1、C2、C3、C4、C5。其作用是分別對真空泵噴射出的蒸汽和從真空系統抽出的氣體進行冷卻，冷卻后的水流入熱水井區域。本文主要介紹這部分內容。

真空滑閥：當鋼水到達處理位時，通過開啟真空滑閥來使閥后的真空通道與閥前的真空罐相連，從而形成一個整體的真空系統，對鋼水進行脫氣處理。當鋼水處理結束后，關閉真空滑閥使真空罐系統恢復常壓。

2.泵工作不良對真空度造成的影響

泵工作不良主要體現在三個方面：泵體傾斜，泵體損壞漏洞，泵體內部堵塞。

泵體傾斜主要體現在一些臥式泵上，立式泵一般很少出現這種情況，主要是由于安裝對中調整不當造成，也有是由于長期使用，泵體固定結構拉筋損壞，泵體震動扭曲造成。使得蒸汽噴出時造成氣流傾斜，不是沿著泵腔中心射出，造成動力減弱損耗。主要影響其故障泵體的抽氣效果，在故障泵體抽氣時真空度變化不大或有真空度上升現象出現。解決辦法是強化安裝精度標準，定期檢查泵體固定拉筋腐蝕情況，定期加固。

泵體損壞漏洞在任何泵體均能出現，主要是由于蒸汽長期沖刷腐蝕而造成泵體的局部漏洞，泄漏的部分蒸汽不能作為動力使真空度下降，而是會成為有害氣體而影響該泵的抽氣的效果，泄漏量較大時會使大量蒸汽彌漫在真空系統內不能及時冷凝下去，從而影響真空度效果。在計算機操作畫面上主要體現在其故障泵蒸汽流量增多，真空度下降緩慢或回升。解決辦法是定期檢查泵體管壁厚度，發現有壁厚漸薄現象，要制定周期及時更換泵體。

泵體內部堵塞在任何泵體均能出現，主要是由于蒸汽前端在檢修時的遺留物，或前端如閥門管道損壞造成的塊狀碎片，最后隨著蒸汽流到泵體部分，卡滯在泵體喉口，導致蒸汽噴射不順暢，從而影響真空度效果，常見的卡滯物是蒸汽管線過濾器的過濾網。在計算機操作畫面上主要體現在其故障泵蒸汽流量減少，真空度下降緩慢或回升。解決辦法是定期檢查蒸汽過濾器濾網，發現損壞及時更換。

當然真空泵也存在其它方面的因素能夠影響真空度，例如泵體在真空泵腔內過長或過短，泵體邊緣磨損等等，但這些因素一般都不會太頻繁出現，較之上述三個方面要少見得多。

3.泄漏對真空度造成的影響

泄漏是真空系統最為常見的故障，可以說真空系統大部分故障都是由于不同程度的泄漏造成的。因此查漏是每一個RH系統工作人員應該具備的基本能力，能夠迅速的查找到漏點，并能及時封堵漏點，是保證RH系統真空度穩定的必要條件。

3.1常見的泄漏點

常見的泄漏點大多都出現在人孔和較容易發生結構腐蝕的地方，泄漏點的大小和形狀各不相同，在法蘭密封處，基本都是長條狀，漏量較小，如果是結構腐蝕就可能出現較大的泄漏點，有些泄漏點是比較容易查到的，而有些泄漏點就不容易查找到。泄漏是影響真空度的主要原因之一，因此查找并修復泄漏點，才能保證真空系統的真空度得到穩定。一般情況RH系統泄漏量要求在30—50kg/h。

3.2檢漏方法

按基本原理分類，檢漏方法可分為兩種，即真空檢漏法和充壓檢漏法。

3.2.1真空檢漏法

將真空系統抽到一定的真空狀態，停止真空泵，并關閉所有閥門，使其處于封閉狀態，這樣由于內外氣壓不同，存在壓差，外面高里面低，如在封閉區域內存在泄漏點，那么空氣就會從外面通過泄漏點進入真空系統，從而查找到泄漏點。這種方法在真空系統中比較常用，因為形成一定的真空狀態比較容易，而且查找時也比較方便。

3.2.2充壓檢漏法

就是與真空檢漏法相反，先封閉真空系統然后往里面沖入氣體，使內部氣壓高于外部大氣壓，這樣如果封閉區域存在泄漏點，則內部的氣體就會從泄漏點流出真空系統，從而查找到泄漏點。這種方法不是很常用，但如果沖入氣體為蒸汽或肉眼可以看到的氣體，則檢漏的結果會很明顯，泄漏點會一目了然，但操作技巧要求較高，檢漏能耗成本比較高，而且也存在一定的危險性，一般情況不建議采用。

4.介質因素造成的影響

4.1蒸汽溫度和壓力造成的影響

蒸汽對RH系統真空度的影響也是很明顯的，一般情況蒸汽的壓力要在1.5MPa左右，溫度在215℃左右。如果蒸汽壓力較低，真空泵噴射效果會減弱，不能快速抽到預定真空度，當壓力低到一定程度時，其蒸汽就不能起到動力的作用，而是變成了一種內部泄漏，進而影響真空度效果，不但不能使真空度下降，反而會使真空度一直上升。相反壓力過高也不好，壓力太高，噴射出的蒸汽量將會加大，這樣會加大冷凝器的負擔，一旦超出冷凝器的冷凝能力，就會有一部分蒸汽不能冷凝下去，存留彌漫在真空系統中，影響真空度效果。蒸汽溫度過高同樣也會加大冷凝器的負擔，溫度高到一定程度時，就會有一部分蒸汽不能冷凝下去，而影響真空度。溫度低會使真空泵噴射效果減弱，而影響真空度。蒸汽是真空泵的動力源，其參數只有滿足要求，才能實現正常的工作。

4.2 冷凝水溫度和壓力造成的影響

冷凝水的溫度和壓力也會影響真空度，一般情況下冷凝水的溫度要小于30℃，壓力要在0.3MPa以上。溫度過高和壓力過低都會降低冷凝效果，使蒸汽不能快速冷凝下去，但達到一定程度后，就會有一部分蒸汽不能被冷凝下去，存留彌漫在真空系統中，影響真空度效果。

5.結論

（1）RH系統工藝生產對真空度的要求非常高，因此保持恒定的真空度是非常必要的。影響真空度的因素有很多，常見的有三方面：泵工作不良，泄漏，介質匹配不好。

（2）泄漏是最為常見的影響真空度的因素之一，真空系統的泄漏量一般不應大于50Kg/h。

（3）蒸汽和冷凝水的介質匹配對于保持恒定真空度也很重要，一般情況蒸汽的壓力應在1.5MPa左右，溫度在215℃左右。冷凝水的壓力在0.3MPa以上，溫度在30℃以下。

【參考文獻】

[1]蔡增基.流體力學.

[2]劉玉岱.真空測量與檢漏，遼寧大學出版社，2003.

[3]王小東.大型真空系統監測與故障診斷，遼寧大學出版社，2003.