3號RH真空系統測試及異常處理方法

周雪方　鄭吉南　黃繼利

摘 要：本文介紹了韶鋼煉鋼廠3號RH真空泵的原理，著重介紹了3號RH真空系統的測試方法，結合日常生產中容易出現的真空系統異常，總結出真空系統常見異常的處理方法，為查找真空系統異常提供理論依據。

關鍵詞：真空泵；真空系統；異常

中圖分類號：TB753 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0043-02

1 前言

韶鋼煉鋼廠于2012年組建了一條特鋼生產線，該線配置了2條KR脫硫裝置、2座轉爐、2座雙工位LF爐、1座雙工位RH真空爐（3號RH真空爐）及1臺5機5流的大方坯連鑄機等成套設備。其中，3號RH于2012年10月建成投產，采用三車五位的布置形式，即二個真空槽處理位，三個烘烤位，年處理能力為113萬噸。

2 蒸汽噴射真空泵的原理

蒸汽噴射泵主要由噴嘴、接受室、混合室、擴壓室等幾部分組成（如圖1所示）。蒸汽噴射泵是利用流體流動時的靜壓能與動能相互轉換的氣體動力學原理來形成真空。具有一定壓力的水蒸汽通過拉瓦爾噴嘴喉口時達到聲速，到噴嘴的擴散部時，靜壓能全部轉化為動能，達到超聲速，同時噴嘴出口處形成真空，被抽氣體在壓差的作用下，被抽入吸入室，和以超聲速的蒸汽一邊混合一邊進入文丘里管，然后以亞聲速從文丘里的擴散管排出，同時混合的氣體速度逐漸降低，壓力隨之升高，而后從排出口排出。如果將幾個噴射泵串聯起來使用，泵與泵中間加入冷凝器使蒸汽冷凝，便可得到更高的真空度。整臺蒸汽噴射真空泵右若干級泵體與冷凝器兩大部分組成。

噴射泵的性能為不同級數噴射泵的性能。多級泵的每級噴射器所噴射出的混合氣體為被抽氣體與工作蒸汽的混合物，除末級排入大氣外，都被后一級抽除，這就會增加后一級的負載或使泵的工作性能變壞。因此，多級泵常在兩級噴射器間安裝中間冷凝器，使混合氣體中大部分可凝氣體冷凝。

3 真空系統測試方法

3.1 性能測試前的確認

真空泵性能測試進入各級增壓泵和噴射泵的蒸汽均由汽包通過相應的蒸汽管道供應，在各級泵的蒸汽管道上均設有氣動切斷閥，以控制該級泵的啟閉。

進入各級冷凝器的冷卻水則由水包通過相應的冷卻水管道供應，C1、C2和C3冷凝器的進水均分別由該冷凝器的上部和下部進水管供應，這些進水管上也配置有相應的氣動切斷閥控制其啟閉。真空泵工作時，相應的冷卻水控制閥打開，保證真空泵正常工作。

冷凝器在真空泵啟動與正常工作時的開、閉情況見表1。

冷凝器工作時的耗水量見表2。

每個冷凝器均設置排水出口溫度檢測，并在HMI上對溫度進行顯示及報警。

3.2 基本操作和控制要求

當脫氣開始時，首先關閉蒸汽放散閥，開噴射泵S4A和S4B，當真空度達到33KPa以下時，打開噴射泵S3A和S3B；當真空度達到8KPa以下時，關閉噴射泵S3B和S4B，打開噴射泵S2，真空度達到1KPa以下時，打開噴射泵S1，最終達到極限真空度20Pa。

當脫氣處理結束時，按照下列順序關閉真空泵：

S1→S2→S3A→S4A

當S4A關閉后，打開蒸汽放散閥。

3.3 真空測試數據

系統測試過程中，通常對系統增加負載，測試時主要載荷為三個等級，分別為700Kg、1000Kg、1500Kg，本文以負載為1000Kg時，實測數據見表3。

4 真空系統異常處理方法

在外部條件滿足的情況下，真空系統異常主要表現在真空度達不到要求或真空度反彈，出現異常情況，首先判斷影響真空度異常的部位，通過關閉真空主閥，真空泵投入使用，判斷出是閥前還是閥后影響真空效果（如真空效果好，則判斷為閥前設備泄露，若效果不好則閥后設備一定有泄露，閥前設備待進一不判斷）。

4.1 閥前檢查要點

4.1.1 真空槽本體泄露檢查

（1）熱彎管的孔徑，由于處理過程中的鋼水飛濺，孔徑會越來越小，這個變化逐步影響槽內的真空度，但表面上看真空度極好，但實際上槽內真空度差，因此檢查熱彎管進口的孔徑必不可少，檢查時一定要注意安全，離浸漬管垂直距離1米以外觀察，同時水冷彎頭也要定期清理，防止排氣不暢。（2）密封通道，一般情況下密封通道本體壽命在一年左右，長時間使用后，密封通道本體變形，容易將氣囊拉壞，造成真空度不好，真空度往往在0.40KPa左右徘徊，用塑料紙封堵頂槍口后，真空度基本能達到正常水平。密封通道下部大法蘭也是容易泄露的地方，為了更好的密封，在法蘭當中增加防火橡膠墊，來提高密封效果，同時，在合金伸縮接上，也增加一塊高溫石棉墊來提高真空效果。

4.1.2 合金密閉系統查漏

（1）合金密封料倉上部密封閥和下部密封閥，如果上部密封閥泄露則影響真空料斗抽真空，嚴重時造成無法加料，而且每次加料都將引起槽內真空度的反彈。如果是下部密封閥泄露，則造成上部密封閥無法打開，無法添加合金。最麻煩的是上部密封閥和下部密封閥同時泄露。所以對密封料倉上、下部密封閥要足夠重視，發現問題盡早處理，做到定期檢查、定期清理。（2）均壓管道泄露，均壓管道是用來抽合金料倉里真空的，目的是威力接近槽內真空度便于合金料倉下部密封閥的打開，均壓管的一端接在合金密封料倉的頂部，另一端接在C1冷凝器的頂部，處理過程中利用C1冷凝器負壓來抽取合金密封料倉內的真空。均壓管道泄露往往發生在管道彎頭部位。

4.1.3 排氣口泄露

（1）由于經常移槽的緣故，排氣口泄露發生率也相當高，一般情況下發生泄露要檢查一下排氣口密封圈是否完整。對這些部位要做到定期檢查、及時更換。（2）移槽定位不準，造成和排氣口錯位，所以移槽過程中一定要確認好定位準確，槽臺車處理位信號不可短接。（3）水冷彎頭或排氣口伸縮節有雜物卡在當中至使兩個面不密封，造成泄露，這種情況比較好處理，把雜物清理干凈即可。要求RH操作人員每次移槽都要清理干凈。

4.2 閥后真空異常檢查要點

（1）檢查設備各人孔，B2泵下部排水管、真空主閥等是否密封。（2）檢查各焊縫是否有泄露點，若有進行處理。（3）檢查蒸汽壓力是否在壓力范圍內（長時間未煉鋼，管道內可能有水份）。（4）檢查冷凝水溫度是否在要求范圍內（水溫高則不能完全將蒸汽消化，則冷凝器內有蒸汽，真空度不高）。（5）系統內泄（3B切斷閥、4B切斷閥泄漏，導致蒸汽在3級泵和4級泵內循環，影響真空效果。（6）大氣復壓閥泄漏（處理狀態下，用袋子套住大氣復壓閥，檢查是否泄漏）。（7）檢查C1冷凝器的擋水板是否被擊穿，C1冷凝器底部是否熔損。（8）冷凝器內的噴淋頭是否磨穿。（9）噴嘴及S1與S2泵之間是否有垃圾，及時清理。（10）真空儀表檢查、吹掃。

5 結語

（1）通過對3號RH真空泵系統測試方法的介紹，以及測試過程的相關數據的收集，為RH真空系統測試及更換蒸汽噴嘴等日常維護后的測試提供了基礎數據。（2）通過對RH真空系統在日常生產過程中常出現真空系統異常情況的分析，總結出了真空系統異常的查找方法，為處理真空系統異常提供部分理論依據。