影响RH系统蒸气喷射泵能力的因素和故障分析-冶金之家.DOC

冶金之家网站 影响RH系统蒸气喷射泵能力的因素和故障分析 李向荣1，赵庆龙2 (1.本钢炼钢厂规划改造办公室，辽宁 本溪 117000；2.本钢炼钢厂精炼车间，辽宁 本溪117000) 摘 要：简要概述了本钢炼钢厂1号RH系统的设备状况、蒸气喷射泵的工作原理，并结合现场实际情况对影响蒸气喷射泵能力的因素以及现场运行中容易出现的故障和处理方法进行了分析。根据实践经验和RH系统多年的运行情况，列出了RH真空泵的相关数据表及冷凝器的冷却数据表，列举了系统出现过的故障并说明了故障排除的方法。 关 键 词：蒸气喷射泵；拉瓦尔喷嘴；真空；RH系统；冷凝器 1 本钢RH精炼系统工艺流程及设备概述 本钢RH精炼系统的目的是去气、脱硫、脱磷、脱氧、微合金化、去除夹杂等。具体操作过程为：将真空室的插入管插入钢水内，向上升管内通入Ar气，使上升管和下降管内的钢液产生密度差，在抽真空的过程中，由于钢液的密度差，使钢液在真空室和钢水罐之间产生循环，钢液在流经真空室的过程中，钢液中的气体排出钢液，以达到脱硫、脱气、脱磷、去除夹杂的目的。 本钢1号RH系统是1998年从德国西马克引进的设备，主要设备包括真空罐、蒸气喷射泵、冷凝器、合金上料系统等，如图1所示。 RH系统的核心设备是真空泵，它的作用是对真空罐抽真空，使钢水在真空罐里循环，达到工艺要求。1号RH真空系统有6级8个泵。分别是E1、E2、E3、E4、E6和3个预抽真空泵E4a、E5、E6a。RH真空系统设计最低能达到的真空度是0.067kPa。真空泵的开启顺序是：先开启预抽真空泵，达到一定的真空度后关闭预抽真空泵，然后依次开启E6—E4—E3—E2—E1。 2 真空泵工作原理 RH系统采用蒸气喷射泵对真空罐进行抽真空，蒸气喷射泵作为RH系统的核心设备，在整个RH处理过程中起着至关重要的作用。每个蒸气喷射泵实际为一个拉瓦尔喷管，它由拉瓦尔喷嘴、混合室及扩压器3部分组成，如图2所示。 本钢1号RH系统采用8个喷射泵串联起来使用，其中3级为预抽真空，泵与泵中间有冷凝器使蒸气冷凝，目的是减少下一级泵的负荷，从而达到冶金工艺要求的真空度。主要技术数据如下。 RH一般操作时抽气能力：67Pa时，600kg/h。 顶吹氧时抽气能力：10640Pa时，4000kg/h。 蒸气压力：1.4MPa；蒸气条件：在喷嘴处最低为194℃。 3 影响真空泵能力的主要因素 1)蒸气。 蒸气压力、温度、流量以及蒸气质量对真空泵的运行都起着至关重要的作用，如果蒸气压力、温度、流量达不到设计值，势必会对抽真空能力产生影响。 此外，蒸气品质如果不好，经过一段时间，真空泵内表面及喷嘴就会被腐蚀，根据流体力学常识，喷嘴和真空泵内表面直径与泵工作能力有着直接关系。本钢炼钢厂RH系统的蒸气是通过厂区蒸气管网提供的，为保证其性能，车间采取管道保温等措施。 2)循环冷却水。 冷却水供水量不足，冷凝器会发热，气流声音变大，真空度会迅速下降，甚至蒸气会返入抽气管。本钢RH的冷却水设计流量为：使用大泵时，总计994m3/h；使用小泵时，总流量为1015m3/h。为保证真空度，冷凝水进水温度保持在25℃以下。此外，冷却水质也是对真空泵能力影响的一个不可忽视的因素，如果水质差，硬度高，会造成冷凝器积垢甚至堵塞，严重影响热交换性能，使蒸气难于冷凝，从而影响真空度。本钢炼钢厂采用的是软化水，由水厂提供并监测水质。 3)系统内的各种泄漏。 由于RH是高温、高粉尘下运行，工作环境恶劣，势必会造成真空体、顶枪、合金料仓、仪表、管道以及阀门连接处密封垫易劣化、泄漏，所以要进行定期查漏。最简单通用的方法是整个系统通入带压空气，用肥皂水涂在各处，如有泄漏，漏点会有气泡。检验是否漏气的最终要求是用0.2MPa的压缩空气对真空系统进行气密性试验24h，压力下降不超过4.8%。 4)泵本体及喷嘴的磨损。 由于真空泵内表面经常会受到高温、高压蒸气的冲击，久而久之真空泵内表面及喷嘴极易磨损，对泵体及喷嘴的性能都会有影响。所以要定期对泵体及喷嘴进行检查，必要时，使用专用仪器如超声波测厚仪检查。尤其是泵体拐角处受冲击严重处更要认真检查。此外，还要检查喷嘴是否堵塞，喷嘴是否堵塞可通过触摸泵头和冷凝器的温度来确认。 4 蒸气喷射真空泵的故障判断和诊断方法 4.1 蒸气喷射真空泵的故障判断 蒸气喷射真空泵在使用过程中有时会出现抽真空时间太长、真空度不稳定或达不到真空度要求，在这种情况下，要对故障查找原因、分析处理。根据上面所描述的影响真空泵能力的主要因素通常要进行以下的故障判断： 1)真空测量装置(包括真空表、真空计、测试罩)是否有故障或失效； 2)工作蒸气供应是否正常，包括压力、温度、干燥度、疏水情况、波动情况等，尤其要检查压力表在长时间使用后读数是否准确； 3)循环冷却水供应是否正常，包括