高爐循環(huán)水泵站的設(shè)計(jì)優(yōu)化

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摘要： 通過(guò)在總結(jié)高爐泵站（八泵站、三泵站、七泵站）投運(yùn)的經(jīng)驗(yàn)，逐步對(duì)高爐循環(huán)水泵站的設(shè)計(jì)進(jìn)行完善和優(yōu)化的結(jié)果。下面就安全運(yùn)行方式設(shè)計(jì)、吸水池設(shè)計(jì)、泵站布局等方面的完善和優(yōu)化做簡(jiǎn)要介紹。
關(guān)鍵詞： 高爐循環(huán)水泵站 運(yùn)行方式 優(yōu)化

　　新余鋼鐵公司近幾年新建了五座高爐，配套設(shè)計(jì)投運(yùn)了4個(gè)高爐循環(huán)水泵站。與高爐建設(shè)的先后順序及名稱對(duì)應(yīng)，泵站名分別為八泵站、三泵站、七泵站、六泵站。除了三泵站對(duì)應(yīng)1#、2#爐外，其他泵站名稱均與高爐名稱對(duì)應(yīng)。這四個(gè)循環(huán)水泵站均由第一動(dòng)力廠負(fù)責(zé)管理。

　　在新建的四個(gè)高爐循環(huán)水泵站中，以最后投運(yùn)的六泵站最為完善。這主要是我廠通過(guò)在總結(jié)八泵站、三泵站、七泵站投運(yùn)的經(jīng)驗(yàn)，逐步對(duì)高爐循環(huán)水泵站的設(shè)計(jì)進(jìn)行完善和優(yōu)化的結(jié)果。下面就安全運(yùn)行方式設(shè)計(jì)、吸水池設(shè)計(jì)、泵站布局等方面的完善和優(yōu)化做簡(jiǎn)要介紹：

　　一、安全運(yùn)行方式設(shè)計(jì)

　　三、六、七、八泵站均是高爐水系統(tǒng)自循環(huán)的泵站，運(yùn)行模式相近且都相對(duì)平穩(wěn)。三、六、八泵站高壓泵、中壓泵、提升泵各三臺(tái)，七泵站高壓泵五臺(tái)、中壓泵四臺(tái)、提升泵三臺(tái)。每個(gè)泵站有柴油機(jī)應(yīng)急泵兩臺(tái)。各泵站日常運(yùn)行臺(tái)數(shù)如下表

　　
注：壓力單位 MP; 流量單位 m3/h

　　1、 供電及運(yùn)行方式

　　在七泵站的原設(shè)計(jì)中，原設(shè)計(jì)是兩路供電，一用一備，即一路電源帶泵站所有的負(fù)荷，另一路備用，在用電失電時(shí)，通過(guò)電源柜自切實(shí)現(xiàn)安全供電。

　　我廠認(rèn)為該供電方式有欠妥之處，主要原因有：在用電源失電，備用電源自投回路故障不能自投，則泵站全面失電；如電機(jī)發(fā)生故障，電機(jī)柜發(fā)生據(jù)跳，或電氣故障發(fā)生在母線上，引起在用電源跳閘失電，而備用電源自投會(huì)造成備用電源再次跳閘失電，則泵站全面失電；如泵站外部電氣故障，在用電源失電，而該電源進(jìn)線柜拒跳，造成備用電源不能自投，則泵站全面失電?！沧?；我廠中置式高壓斷路器因機(jī)械電氣等原因多次出現(xiàn)不能動(dòng)作的故障〕以上情況均嚴(yán)重影響到高爐的正常供水。我廠認(rèn)為兩路電源都應(yīng)投入且分段運(yùn)行，一路帶高壓泵組中的三臺(tái)，中壓泵組中的二臺(tái)，提升泵組中的兩臺(tái)，一路帶高壓泵組中的二臺(tái)，中壓泵組中的兩臺(tái)，提升泵組中的一臺(tái)，泵組內(nèi)的水泵間設(shè)定備自投。同一泵組內(nèi)的水泵事故跳閘，則該泵組內(nèi)備用泵自啟動(dòng)。當(dāng)一路電源失電時(shí)，備用泵或柴油機(jī)應(yīng)急泵自啟動(dòng)，然后查明原因，決定是否倒換電源。這樣高爐的正常供水不受單路失電的影響，提高了供水的安全性。

　　2、 柴油機(jī)應(yīng)急泵的運(yùn)行方式

　　在泵站的原設(shè)計(jì)中，柴油機(jī)應(yīng)急泵啟動(dòng)是在兩路電源失電的情況下自啟動(dòng)，為高爐提供保安用水。我廠認(rèn)為宜根據(jù)每路電源所帶水泵臺(tái)數(shù)決定柴油機(jī)應(yīng)急泵的啟動(dòng)方式，即對(duì)八、三、六泵站而言，高〔中〕壓柴油機(jī)應(yīng)急泵的失電自啟動(dòng)應(yīng)與帶兩臺(tái)高〔中〕壓電機(jī)泵的電源進(jìn)線柜實(shí)現(xiàn)失電連鎖啟動(dòng)，當(dāng)帶兩臺(tái)高壓電機(jī)泵的電源失電，帶一臺(tái)高壓電機(jī)泵的電源上的水泵保持運(yùn)行或者自啟動(dòng)，同時(shí)高壓柴油機(jī)泵自啟動(dòng)，高爐的高壓供水保持恒定。中壓泵組類同。同理其他泵站類同。這樣擴(kuò)大了柴油機(jī)應(yīng)急泵的使用范圍，柴油機(jī)應(yīng)急泵既可在兩路電源失電自啟動(dòng)，也可在單路電源失電自啟動(dòng)，使其由單一的應(yīng)急功能擴(kuò)大為兼具應(yīng)急和備用的功能。并且柴油機(jī)應(yīng)急泵的功能必須經(jīng)常檢驗(yàn)，單路停電的概率大，可使柴油機(jī)應(yīng)急泵的功能得到多次實(shí)踐驗(yàn)證。

　　我廠近年發(fā)生過(guò)多次單路停電，并有一次全停電，無(wú)論在供電的運(yùn)行方式還是柴油機(jī)應(yīng)急泵運(yùn)行方式上都的到了很好的檢驗(yàn)，證明它們是安全可靠的。

　　二、吸水池的設(shè)計(jì)

　　 高爐循環(huán)水泵站均有熱水池和冷水池，在八、三泵站中高爐回水管通過(guò)熱水池上閥門(mén)控制回水可分別回冷、熱水池。七泵站原設(shè)計(jì)中回水從熱水池下部進(jìn)水，熱水由提升泵送冷卻塔回冷水池，熱水無(wú)法直接進(jìn)入冷水池。若發(fā)生大面積停電，外部補(bǔ)充水供給不上，高爐雖有水塔和柴油機(jī)應(yīng)急泵供水，但如果恢復(fù)供電的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則可能發(fā)生的情況是：高爐循環(huán)水泵站從冷水池送出去的水從高爐回到熱水池不斷的溢出外排，外部又無(wú)大量的補(bǔ)水，冷水池的水位急劇下降，造成最終的停泵。且在恢復(fù)供電后又不能迅速供水，因水泵此時(shí)無(wú)法排氣。我廠認(rèn)為應(yīng)在冷、熱水池間增設(shè)連通孔或連通管，且是高位連通，在全停電時(shí)，則高爐回?zé)崴氐睦鋮s水經(jīng)高位連通管或孔溢流至冷水池確保系統(tǒng)內(nèi)的水量不損失，備用泵也因水位恒定隨時(shí)可在恢復(fù)供電時(shí)具備啟動(dòng)條件。

　　冷、熱水池間的高位連通也有利于水池水位的調(diào)節(jié)。通過(guò)閥門(mén)控制可調(diào)，但太過(guò)頻繁。只要在正常的運(yùn)行工況下，水位的變動(dòng)不大，冷、熱水間的相互溢流量也不大，基本上能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡。特別是在全停電是，操作人員無(wú)需關(guān)注回水的情況。這在我廠也得到實(shí)踐的檢驗(yàn)。

　　三、設(shè)備選型

　　設(shè)備選型應(yīng)本著高效高質(zhì)易維護(hù)的要求。我廠的設(shè)備存在的情況是：全鋼結(jié)構(gòu)的冷卻塔基礎(chǔ)震動(dòng)較大；閥門(mén)的可靠性差。這些情況產(chǎn)生的后果是：冷卻塔在夏季連續(xù)運(yùn)行時(shí)故障頻繁發(fā)生導(dǎo)致停運(yùn)，造成供水溫度過(guò)高；閥門(mén)不能關(guān)死，造成主體設(shè)備檢修延遲或無(wú)法檢修。為此我廠在六泵站要求采用混凝土結(jié)構(gòu)的冷卻塔，現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)正常。

　　在六泵站中水泵出口閥采用多功能水力閥，水泵采用機(jī)械密封，現(xiàn)場(chǎng)使用情況良好。采用機(jī)械密封后無(wú)需工人更換填料，杜絕了水泵的滴水、漏水。而多功能水力閥初次調(diào)整后，無(wú)需操作，開(kāi)、停泵時(shí)均能在管道內(nèi)水壓差壓力下自動(dòng)啟閉，關(guān)閉時(shí)既防水錘又無(wú)泄漏。

　　四、泵站的布局

　　新鋼四座高爐循環(huán)水泵站的布局大致相同。均包括高壓供水泵組，中壓供水泵組，提升供水泵組，柴油機(jī)應(yīng)急泵組，冷水池，熱水池，冷卻塔等。在六泵站原設(shè)計(jì)中柴油機(jī)應(yīng)急泵組的高壓水泵和中壓水泵分開(kāi)布置。為便于柴油箱內(nèi)柴油相互備用和全停電時(shí)的應(yīng)急操作，我廠要求兩臺(tái)柴油機(jī)泵相鄰布置并得到落實(shí)。

　　高爐冷卻水是高爐的血液，一刻也不能停。在八泵站的設(shè)計(jì)中，八泵站的高壓供水、中壓供水在泵站內(nèi)是單管供水，泵站外是雙管供水，單管供水管上無(wú)連通閥。若單管供水管的主管漏水或水泵因出水閥關(guān)不死而設(shè)備又需檢修，則只能全線停水，這對(duì)高爐是不允許的。我廠要求單管改雙管供水，并在泵間的主管上增設(shè)了連通閥以利檢修。

　　以上就是我廠對(duì)高爐循環(huán)水泵站設(shè)計(jì)優(yōu)化主要內(nèi)容的總結(jié)。另外，在高爐循環(huán)水本站的設(shè)計(jì)中，提高自動(dòng)化的程度應(yīng)是一個(gè)趨向，如水壓的高、低報(bào)警；水位的高、低報(bào)警及與補(bǔ)充水閥連鎖；在線的自動(dòng)加藥系統(tǒng)；水泵、電機(jī)軸承的溫度、振動(dòng)報(bào)警。若與泵站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)合，則可收到事半功倍的效果。雖然初期投資較大，但這是我們繼續(xù)完善和優(yōu)化的方向。

　　 2006-05-10