高爐循環(huán)水穩(wěn)定運(yùn)行的研究與實(shí)踐

李承蘭，董 玉，孟 勇

（河北鋼鐵集團(tuán)唐山分公司 河北 唐山 063000）

1 概述

本文論述了高爐循環(huán)水系統(tǒng)作為高爐系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，是高爐穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要保障。水系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定情況，直接關(guān)乎高爐各種參數(shù)的控制。供水系統(tǒng)普遍存在一些不可避免的問題，如：在系統(tǒng)設(shè)備切換過程中，設(shè)備切換采用先啟后停的方式就會(huì)造成系統(tǒng)壓力、流量急劇升高，有可能造成管道破裂、閥門墊片損壞的漏水事故，如果設(shè)備切換采用先停后啟的方式，由于止回閥一般都有少量回水現(xiàn)象，如果出口閥門故障打開不及時(shí)或止回閥損壞致使回水量較大會(huì)造成系統(tǒng)壓力偏低的情況，直接影響到高爐的安全，特別是容易發(fā)生高爐爐缸及風(fēng)口燒穿等重大惡性事故。高爐循環(huán)水系統(tǒng)采用一種穩(wěn)壓裝置， 能夠避免此類問題的發(fā)生。

2 研究的主要內(nèi)容

2.1 高爐風(fēng)口、渣口大中小套開路冷卻系統(tǒng)供水正常在1.7MPa，設(shè)備倒停過程中系統(tǒng)壓力不低于1.0MPa，但設(shè)備倒停過程中瞬間壓力會(huì)降至0.8MPa，如有設(shè)備故障或是誤操作壓力還要低于0.8MPa，嚴(yán)重影響高爐安全生產(chǎn)。通過對(duì)設(shè)備工藝參數(shù)進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)，并查閱相關(guān)文件，參考目前國內(nèi)一些高爐循環(huán)水穩(wěn)壓實(shí)例進(jìn)行比較進(jìn)行數(shù)理分析，采用流體理論（介質(zhì)在系統(tǒng)中阻力與流量、壓力的關(guān)系），提出每臺(tái)循環(huán)泵加裝一套系統(tǒng)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中壓力、流量穩(wěn)定及系統(tǒng)運(yùn)行中排氣、設(shè)備互相切換時(shí)參數(shù)的穩(wěn)定。

2.2 因?yàn)樵黾恿讼到y(tǒng)保護(hù)裝置，因此改變啟停泵操作，修改工藝操作規(guī)程，并完善現(xiàn)有的維護(hù)規(guī)程，加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢。

2.3 對(duì)改造前后操作過程中系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理，進(jìn)行比較，摸索調(diào)整，歸納出一套行之有效的工藝操作規(guī)程，并對(duì)崗位人員進(jìn)行集中培訓(xùn)，使之對(duì)新的操作規(guī)程、維護(hù)規(guī)程、工藝參數(shù)、工業(yè)系統(tǒng)調(diào)整等熟練掌握。

3 實(shí)施方案

3.1 系統(tǒng)方案簡(jiǎn)介

利用設(shè)備停機(jī)機(jī)會(huì)，按要求對(duì)原有裝置進(jìn)行改造、更換，旁通管道接入水泵出口管道，接入點(diǎn)選在出口各種控制閥門與水泵之間的位置。每條旁通管上都安裝一個(gè)手動(dòng)閘閥，用于控制回流水大小。旁通管上的手動(dòng)閘閥，通過控制開度，可以調(diào)整管網(wǎng)主管道的供水壓力和流量。切換水泵時(shí)，此裝置還可以實(shí)現(xiàn)平衡系統(tǒng)壓力、流量的作用，減少備用水泵的存氣量。

3.2 確立系統(tǒng)工藝改造圖1

圖1 中各部件名稱及作用：

（1）A泵出口耐震壓力表，作為A泵出口壓力的顯示。

（2）B泵出口耐震壓力表，作為B泵出口壓力的顯示。

（3）C泵出口耐震壓力表，作為C泵出口壓力的顯示。

（4）A泵出口微阻靜音止回閥，用于防止A泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)系統(tǒng)水倒流。

（5）A泵出口電動(dòng)閥門，用于控制A泵出口流量。

（6）A泵出口手動(dòng)閘閥，A泵檢修應(yīng)急閥門。

（7）A泵出口回流管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可用于調(diào)節(jié)A泵出口壓力和流量；

（8）B泵出口微阻靜音止回閥，用于防止B泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)系統(tǒng)水倒流。

（9）B泵出口電動(dòng)閥門，用于控制B泵出口流量。

（10）B泵出口手動(dòng)閘閥，B泵檢修應(yīng)急閥門。

（11）C泵出口微阻靜音止回閥，用于防止C泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)系統(tǒng)水倒流。

（12）C泵出口電動(dòng)閥門，用于控制C泵出口流量。

（13）C泵出口手動(dòng)閘閥，C泵檢修應(yīng)急閥門。

（14）C泵出口回流管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可用于調(diào)節(jié)C泵出口壓力和流量；

（15）系統(tǒng)主管道壓力表，作為主管道壓力的顯示。

（16）B泵出口回流管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可用于調(diào)節(jié)B泵出口壓力和流量。

3.3 改變起停泵操作，修改工藝操作規(guī)程

實(shí)例1：目前A泵、B泵運(yùn)行，C泵備用，此時(shí)需要停止B泵，啟動(dòng)C泵。保證系統(tǒng)壓力不能低于1.6MPa。需要進(jìn)行如下操作

（1）打開C泵的回流水閥門（14），打開閥門后，啟動(dòng)水泵。此時(shí)水泵出口壓力（3）要比系統(tǒng)壓力（15）低。

（2）調(diào)節(jié)C泵回流閥門（14），逐漸關(guān)閉，將C泵出口壓力（3）調(diào)至1.7MPa,停止操作。

（3）打開C泵的出口電動(dòng)閥門（12）。

（4）C泵電動(dòng)閥門打開后，逐漸打開B泵的回流水閥門（16），同時(shí)關(guān)閉C泵的回流閥門（14），此操作緩慢進(jìn)行，注意觀察主管道壓力（15）、流量變化，隨著主管道壓力（15）流量變化（控制主管道壓力1.6 MPa≤P≤1.7MPa，），適量調(diào)整B泵和C泵的回流閥門（16、14）。調(diào)節(jié)至C泵回流水閥門全部關(guān)閉，B泵回流水閥門適度打開，停止調(diào)節(jié)。

（5）調(diào)節(jié)完成后，關(guān)閉B泵的出口電動(dòng)閥門（9），停止B泵，關(guān)閉回流閥門（16）操作完成。

在整個(gè)操作規(guī)程中，系統(tǒng)主管道壓力（15）的波動(dòng)在16.3MPa～17.3MPa之間波動(dòng)，波動(dòng)范圍能夠控制在10%。系統(tǒng)操作穩(wěn)定可靠。三臺(tái)泵中的任何兩臺(tái)之間的倒停，可以此類推。

實(shí)例2：目前A泵、B泵運(yùn)行，C泵備用，此時(shí)系統(tǒng)壓力1.7 MPa，我們需要對(duì)系統(tǒng)主管道壓力進(jìn)行降壓降至1.6MPa。但不能停泵，此時(shí)我們可以進(jìn)行如下操作：緩慢打開運(yùn)行泵的回流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥——A泵回流管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（7）或B泵回流管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（16），觀察主管道壓力（15）降至1.6 MPa，停止水泵回流管閥門的操作，系統(tǒng)調(diào)壓結(jié)束。

此種調(diào)壓方式方便、快捷、穩(wěn)定，避免了傳統(tǒng)利用出口閥門調(diào)節(jié)造成泵出口憋壓的現(xiàn)象。

實(shí)例3：目前A泵、B泵運(yùn)行，C泵檢修，檢修完畢進(jìn)行試車?？蛇M(jìn)行如下操作：確認(rèn)C泵出口電動(dòng)閥（12）處于關(guān)閉狀態(tài)，全部打開回流閥門（14），按下啟泵按鈕，確認(rèn)檢修質(zhì)量，確認(rèn)后停C泵，關(guān)閉回流閥門（14）。避免了檢修質(zhì)量不合格造成試泵過程中對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。

4 效果驗(yàn)證

4.1 實(shí)施前后系統(tǒng)壓力

高爐風(fēng)口小套供水正常在1.7MPa。設(shè)備倒停過程中系統(tǒng)壓力不低于1.0MPa。實(shí)施前設(shè)備倒停過程中瞬間壓力會(huì)降至0.8MPa，如有設(shè)備故障或是誤操作壓力還要低于0.8MPa，供水系統(tǒng)壓力波動(dòng)一般都在20～55%之間，很難控制。實(shí)施后通過此保護(hù)裝置的使用，可穩(wěn)定供水系統(tǒng)壓力和流量、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)倒停泵壓力和流量的波動(dòng)近乎消除，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力波動(dòng)控制在10%以內(nèi)。

4.2 實(shí)施前后設(shè)備事故

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)2010年，循環(huán)水系統(tǒng)發(fā)生設(shè)備故障3次，造成事故2次，2011年發(fā)生設(shè)備故障2次，實(shí)施后2012年沒有發(fā)生過設(shè)備故障和事故。

5 結(jié)論

5.1 實(shí)現(xiàn)高爐風(fēng)口供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，降低系統(tǒng)設(shè)備倒停過程中的系統(tǒng)壓力波動(dòng)。倒停設(shè)備時(shí)系統(tǒng)壓力波動(dòng)在10%以內(nèi)（原系統(tǒng)壓力波動(dòng)在20%～50%）

5.2 系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)時(shí)方便、快捷、穩(wěn)定。避免了傳統(tǒng)利用出口閥門調(diào)節(jié)造成泵出口憋壓的現(xiàn)象。

5.3 檢修完畢可隨時(shí)進(jìn)行試車驗(yàn)收。避免了檢修質(zhì)量不合格造成試泵過程中對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響且年增總效益1700萬元。