高炉循环水系统循环水泵节能改造

高炉循环水系统循环水泵节能改造

许楠

山东省日照市日照钢铁有限公司山东日照276806

摘要：高炉循环水是高炉的血液一刻也不能停，在实际运行中，一旦供水泵出现故障将直接影响高炉生产，导致高炉非计划性休风。改造后，设备运转平稳，备件、材料消耗降低，出口阀门处于全开位置，大大降低了阀门结垢及故障的检修率，年节约备件材料费用和维修费用约几万元。

关键词：高炉循环；水系统；循环水泵；节能改造

1研究背景

高炉循环水泵房为高炉冷却系统提供冷却循环用水，是保证高炉设备安全、长寿运行的关键，其用电量很大。高炉循环水是高炉的血液一刻也不能停，在实际运行中，一旦供水泵出现故障将直接影响高炉生产，导致高炉非计划性休风。针对系统出现的问题，车间采取相应的措施，取得了较好的效果并且通过技术改造，挖掘设备潜力，达到了节能降耗目的。

该泵站主要水泵有事故用柴油机主供水泵一台，软水主供水泵3台，2用1备，风口小套增压供水泵3台，1用2备，风口中套、热风阀供水泵2台，1用1备，软水补水泵3台，1用2备。其中软水主供水泵主要负责高炉炉体冷却及热风阀的冷却，共有高压供水泵三台。高压水泵型号为DFSS350-510型，额定流量为2020m3/h，额定扬程59m，配套功率500kW，日常2用1备。按照水泵额定流量2020m3/h计算，两台泵同时开启流量达4000m3/h以上，实际流量3400m3/h，完全满足系统需要流量，但在实际运行中当阀门开度达到百分之五十时电机实际电流超出额定电流高达44A，为保证安全稳定运行只能通过关闭出口阀门的方式进行控制，实际运行中出口阀门开度约30%，才能保证电流在40A以下。长期这种运行方式使水泵转子承受较大轴向力，增大了水泵震动及噪音，降低了水泵的使用寿命，造成水泵输水能力降低，而且由于电流过大给设备稳定运行带来极大隐患。另外直接导致电能的浪费。水泵是泵站中最主要的设备。水泵的选型配套、安装运行、维护管理的好坏与节约能源、降低成本、提高经济效益有着密切关系。为了使泵站正常运行，既保证生产生产的日供水量及系统压力要求，又可保证设备的安全运行，降低生产成本，决定对水泵进行技术改造。

2改造技术内容

通过对循环水泵站运行情况的研究，软水主供水泵属于实际扬程低、而所选水泵扬程偏大、水泵长期偏离高效区运行的情况。改变水泵性能有两种方式，一是改变水泵转数，这样就需要加装变频器。但是变频器价格昂贵，不容易维修，这样就会占用大量备件费用。而且一旦变频器发生故障将导致水泵停运，影响高炉生产。二是车削水泵叶轮，这是一种既简单而又经济的水泵节能措施，特别适宜于扬程变化很小，但偏离水泵额定扬程甚远的离心泵。根据水泵叶轮切削定律，当叶轮切削在很小一个范围时，水泵性能曲线会发生相应变化。其流量扬程曲线将向左移动且明显变陡，从理论上说流量减少，而扬程变化不大，符合实际改造需要。因此决定对水泵叶轮进行切削处理。在一定条件下，叶轮经过切削后，其性能参数的变化与切削后轮径存在下列关系，即水泵叶轮切削律：

Q、H、N分别为切削前叶轮直径为D时水泵流量、扬程、轴功率，Q＇H＇N＇分别为切削后叶轮直径为D＇时水泵流量、扬程、轴功率。根据水泵叶轮切削律理论,DFSS350-510型泵比转数ns=3.65n√Q/H3/4=79，最大允许切削量15%～20%之间。通过计算，循环泵站三台水泵叶轮直径由原330mm切屑至300mm,切削量为（330-300）/330×100%=9%＜15%，在允许车削范围内，因此采用车削叶轮的节能方法是适用的。

3运行情况

水泵进行改造投入运行后，出水阀门打到全开位置，运行电流33A保持在36A以内。开启1#水泵，输水量为2000m3/h，2#水泵输水量为1800m3/h。由此可见，改造后2#水泵运行电流降低，输水量减小，并且由于阀门处于全开位置，水泵噪音及震动都明显减小，设备运行状态良好。在2#水泵成功改造的基础上，对1#水泵、3#水泵进行了同样的改造。目前循环泵站3台软水主供水泵正常运行，电流在正常范围内，系统流量及压力均满足系统要求。

4实施效果

按照现场实测数据，改造后提升泵运行电流由原控制的40A降低为36A。年节电量：2台

×√3×I×U×0.85×24小时

×360天=2×√3×（40-36）

×10×0.85×24×360=100万kWh。

改造后，设备运转平稳，备件、材料消耗降低，出口阀门处于全开位置，大大降低了阀门结垢及故障的检修率，年节约备件材料费用和维修费用约几万元。该项目投资少，改造简单，具有显著的经济效益。并且由于降低了设备故障率，保证了高炉的正常运行和稳定高产。

5低、高压净环水循环系统

5.1低压净环水循环

热电偶和液压站等部位的水，没有与热介质进行热量转换，对水并没有进行混合，水质没有发生很大的变化，所以，可把回水接到高压净环水管道。热风炉的各个高温管道需要水进行冷却时，把热电偶的来水阀关闭，用胶管把水接到需要冷却的部位，使排水回收仍然排回到热电偶水槽中，采用顺序冷却的方法，热电偶冷却水利用高差，排到高压管道内，从而避免了净环水循环系统的水量增加，而其他一些设备供水量减少，不能达到所要求的冷却能力。助燃风机等设备，备用冷却水机组停机时关闭，在机组启动的时候开启阀门供水，从而避免了水资源的浪费。因为位置的关系，回收难度很大，增加冷却塔不经济时，要关小水量，保障冷却水最大量为原则，利用季节的变化来调节水的流量从而减少节能减排。设置专人负责，加强水的管理，避免造成水的浪费。监督岗位员工对各个水箱和水池点进行检测，从而达到水资源节约。

5.2高压净环水循环

高压净环水系统主要是供给风口小套部位，排水主要是自清洗过滤器。自清洗过滤器组件在运行中的问题及其策略。（1）与差压计连接的设备出现故障时，差压计会发出错误的指令，反冲洗就会连续进行。差压计的高压水端来自浊水端，颗粒等杂质没有进行过滤，容易在管道、阀门内部和阀门后的连接内聚集，再加上连接管比较细，大的颗粒直接导致管径横断而变小，小颗粒等杂质就会沉降，最终导致管道堵塞。在低压端发生这样堵塞的几率比较小，差压计读数往往是低压端的水压，这时压力就远远大于反冲机构启动的压力。反冲洗一直进行，排除污水不停止。电动机长时间工作导致温度过高而把电机烧毁。在这样的情况下，首先要检查过滤器进出口的压力表，示数是不是与差压计的相符合，如果不符合，则要拆卸下软接头，逐步检查阀门，就可以检查出事故原因。（2）当差压计损坏时，造成示数显示异常，其表现为示数是一个较大的数值，一直超差。在这样的情况下，观察它的示数是不是归零，不归零说明差压计损坏了，这时就要进行修复或者更换备件。排污不能停止的其他原因：滤管堵塞严重、差压计设定值太小、排污阀门不严等。造成这样的现象，其解决方法是：清洗或者更换滤管、增大偏压计的设定值和更换阀门。

6结语

通过对高炉水系统节能技术的探究等得到如下的结论。第一，对各个排水点进行细致的管理，安排专门的负责人，并且加以综合利用，加强岗位各个点的检查，明确职责，在保证冷却效果的同时，节约能量的消耗，这样做就可以长期积累效益，非常的可观。第二，在每年低温季节的时候，要对换热设备进行细致的清洗，从而达到节约能耗的目的。第三，对相关设备进行分析，采取不同的措施，在保障生产持续进行和高产稳定的同时，达到最大的经济效益。第四，每年春季5月份左右，气温不高，蒸发式空冷器风机的上方不生成蒸汽，工作环境适合检修工作。利用这段时间，对设备进行检查，从而可以避免高温季节无法停机不能检修设备、导致循环水的温度居高不下，造成不必要的麻烦和问题。

参考文献:

[1]雷纬晖.高炉循环水系统循环水泵节能改造[J].中国新技术新产品,2014,(17):51.

[2]任远芳,刘济涛.高炉水系统节水节能技术初探[J].河北企业,2013,(12):103.