燒結混合機熱水系統穩定性改造

魏建立，徐洪源

（山鋼股份萊蕪分公司 型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

1 前 言

燒結生產中配加生石灰能夠有效強化生產，由于其消化放熱以及膠體顆粒的形成，能夠有效提高混合料料溫和強化混合料制粒效果，而且能夠提高混合料濕容量，強化混合料熱穩定性，對降低固體燃耗具有明顯的作用。為進一步強化生石灰的作用，生石灰采用熱水消化，不但能進一步提高混合料的料溫，還能大大提高生石灰的活性度，降低生石灰消化所用時間，強化燒結料混勻造球效果。萊鋼型鋼2×265 m2燒結混合機系統2013年開始采用熱水進行消化，采取一混完全加水方式。1#、2#混合機系統分別設有熱水池，每套熱水池設2臺水泵，1用1備，由1臺熱水泵直接供應熱水，工藝要求熱水溫度在80℃以上。在生產過程中，由于熱水池加汽方式、水泵結構及控制方式等原因，導致系統換熱效率低，水池墻體裂紋脫落，水泵系統故障頻繁，導致系統維護量大，生產時造成系統斷水，水泵系統故障時難以發現以及發現后現場處理所需時間較長，導致跑干料現象，嚴重制約正常生產。

2 影響系統穩定性原因分析

以山鋼股份萊蕪分公司型鋼煉鐵廠1#265 m2燒結機熱水系統為例，由于配料室生石灰進行加水消化對配料室現場環境及區域設備穩定性影響較大，2009年后配料室不再對生石灰進行加水消化。改為在一次混合機內進行完全加水消化處理，并于2014年增設熱水池，采用熱水進行加濕消化提溫。

2.1 水池墻體開裂原因分析

水池換熱系統設計為1根蒸汽主管道由水池頂部開孔引入水池底部后，再在水池底部水平方向鋪設5根分管，并在分管道上開孔，蒸汽由孔內噴出與水接觸，達到換熱目的，水池深度5 m，噴汽管道支架固定在水池底部。管道布局如圖1所示。

圖1 原蒸汽管道布局

蒸汽分管道固定在水池底部，由于水池內部較深，蒸汽由底部噴出時，管道內外壓差較大，導致蒸汽噴出時出現間隙噴吹現象。管道震動較大，由于管道固定在水池內部墻體上，管道震動導致水池本體及地面震動，進而引發墻體開裂漏水現象。

2.2 水泵系統分析

原系統水泵為IS100-85-200型，揚程50 m，流量100 m3/h，設計為臥式泵，電機與水泵通過梅花墊聯軸器聯接，水泵密封方式為盤根密封。在運行過程中，由于熱水溫度較高，系統震動大等原因，水泵密封失效漏水嚴重，聯軸器梅花墊磨損，接手損壞頻繁，導致現場積水嚴重，水泵系統故障頻繁造成生產用水中斷。水泵系統故障，用水中斷后，崗位難以發現，發現后現場處理時間滯后。

3 提高系統穩定性整改措施

3.1 噴汽管道優化

為避免蒸汽管道震動引發墻體震動開裂，將原管道固定方式進行整改。

1）將底部管道焊接固定件拆除，在水池內焊接框型噴管，噴管內側均勻開口處理，蒸汽管道懸空，距離水池底部500 mm。

2）在底部管道原固定底座上加設耐熱橡膠彈簧，在耐熱橡膠彈簧位置處管道下方焊接限位鋼管，鋼管長度為彈簧高度的2/3，鋼管外徑小于彈簧內徑，使鋼管位于彈簧內側，彈簧與蒸汽管道接觸但不固定，管道受力下沉時可起到一定的緩沖作用。

3）在水池頂部四周加設4根吊掛，吊掛底部焊接在水池內部下方的蒸汽管道上，頂部焊接一定重量的鋼板用于固定吊掛，鋼板平鋪在水池頂部水泥地面上。為減小鋼板與地面沖擊力，在鋼板與地面間加設廢舊皮帶起緩沖作用。管道系統布局見圖2。

圖2 改造后的蒸汽管道系統布局

圖3 水泵系統原理及布局設計

采取上述懸掛式加熱蒸汽管道的設計措施后，噴氣換熱時系統震動減小，對水池本體沖擊力大幅降低，有效避免了由于加汽時管道內外壓差影響導致的水池墻體震動較大及墻體裂紋漏水現象。

3.2 水泵改型更換

經過分析研究，為有效減少故障點，將原臥式水泵系統改型更換為立式水泵，水泵密封方式采用機械密封，去除梅花墊聯軸器，電機與水泵通過轉軸直接聯接，水泵型號采用KQL100/235-30/2型，供水能力93.5 m3/h。

3.3 故障狀態備用泵自啟動技術應用

為避免單臺水泵出現電機燒損、聯軸器故障、軸承故障等問題，造成水壓降低甚至斷水現象，結合現場實際，同時為降低改造費用，將1#泵設為主泵，2#為備用泵。利用原出水總管上安裝的壓力傳感器，將管網壓力信號作為控制信號。當壓力傳感器檢測到水壓低于設定值時，輸出控制信號控制2#備用泵開啟運行，確保系統供水量穩定，系統原理及布局見圖3。

工作過程：1）正常情況下，開啟主泵正常運行，待水泵運行平穩、水壓正常后，將備用泵控制系統中電源開關QS2合上，系統得電后進入備用狀態。2）如因系統原因，如電機燒損、其他電器異常、聯軸器故障、軸承故障等造成主泵輸出水壓低于設定值時，壓力傳感器輸出控制信號使中間繼電器KA吸合，中間繼電器KA吸合使接觸器KM2得電吸合后，備用泵開啟運行。本系統中，在主泵系統故障，備用泵開啟后，為便于及時告知崗位人員，在壓力傳感器上加裝低壓報警設施，便于及時提醒崗位人員現場檢查處理。3）系統中，備用泵可單獨使用，也可作為備用泵，但在不運行且不作為備用時，需將電源開關QS2斷開，避免因管道內水壓異常時自行啟動。

4 實施效果

經上述整改后，經過1 a多的使用，系統故障明顯降低，從未發生因水泵系統原因造成供水中斷，影響正常生產的問題，運行使用效果良好。蒸汽換熱系統優化，水泵改型更換，水泵故障狀態備用泵自啟動等技術的實施，解決了系統換熱效率低，水池墻體墻皮頻繁裂紋脫落，水泵系統故障頻繁的問題，確保了系統穩定運行，有效解決了原系統維護量大、故障率高、故障后造成系統斷水影響正常生產的問題。