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bet36:0304钢厂高炉纯水Ⅰ系统优化设备工程管理

作者:bet36体育网站已浏览: 111次 日期:2020-03-10

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某高炉钢厂纯水Ⅰ系统柴油机泵原设计参数为2160立方米/小时,但实际运行参数为2600立方米/小时左右,bet36体育网站致使柴油机在运行中超负荷,超过了实际功率,造成运行时柴油机本体温度过高,涡轮增压器及排气系统温度达到700℃以上,大大超过了532℃的康明斯发动机要求,随之冷却水系统温度过高,日常柴油机进行维护运行时,运转不到半小时,就故障报警,被迫停机。现场调研工况调查某高炉纯水Ⅰ系统属闭路循环冷却系统,其供水先冷却炉缸侧壁,再冷却炉身中上部冷却壁,然后回水场。其原设计供水流量为4320m3/h,但长期以来实际用水流量为5200m3/h左右,超出设计流量900m3/h左右。某高炉纯水Ⅰ系统水泵配置情况为3台马达泵(2用1备),以及1套柴油机泵组,马达泵和柴油机泵的性能参数相同,柴油机泵组是当二次失电后为能保证高炉炉缸冷却而设置的紧急事故设备。

平时为2台马达泵工作,当柴油泵定期运转时,为1台马达泵加1台柴油泵工作。目前柴油机运转频度为每个月运转3次,每次1小时。2012年实际供水量维持在91.2—99.2m3/min,即5472m3/h—5952m3/h,供水压力基本在0.75MPa左右,进水压力在0.16MPa左右(进水压力低于0.15MPa即低压报警)。后对工况进行调整,2013年4月至今,目前实际供水量维持在87m3/min,即5200m3/h。而该系统设计水量仅为72m3/min即4320m3/h,实际供水流量为设计流量的122%,水泵进口压力0.17MPa,接近低压报警值(0.15MPa)。由于设备选型阶段对马达供水泵的功率按照提高一档配置(配用800KW的马达),因此马达泵电机未出现过载现象,但柴油泵配置的柴油机已经明显过载,原柴油机(QSK23—G2,656kW,1500rpm)使用在新工况点时功率偏小,无法带动水泵正常使用,强行使用会导致柴油机负荷超载,柴油机长时间超载使用会导致柴油机损坏。主要表现为带负荷试运转和模拟事故供水状态下冷却水温上升达到跳机温度,涡轮增压器及进排气管温升严重超标(现700℃,标准530℃)。目前当柴油泵定期运转(每月3次,每次1小时)时,柴油机均处于超负荷的状态下,该情况日趋严重,已对柴油机带来隐患,万一遇到停电情况下柴油机损坏无法正常运行,将对宝钢高炉炉缸系统的安全带来重大影响,为此必须对柴油机应急设备进行优化。

用水量提升其主要客观原因调查

1.炉缸侧壁冷却设备组合结构的差异决定了冷却强度要求的不同

某高炉的炉缸侧壁冷却设备结构分布与其他三座高炉对比,存在一种明显差异,即铜冷却壁和铸铁冷却壁组合结构的不同。其他三座高炉的炉缸侧壁基本以铸铁冷却壁组合结构的形式,而某高炉炉缸侧壁却是以铜冷却壁为主、铸铁冷却壁为辅的混合结构的形式。因为铜冷却壁的导热性能好,所以铜冷却壁用的越多,其导出炉缸侧壁的热量就越大,本质上对炉缸侧壁的安全长寿是有利的,但这必须是建立与之相匹配的充足冷却水量基础上的,否则,导热性再好,冷却强度不足,反而会导致水温差上升和炉缸热负荷居高不下,对炉缸侧壁冷却的安全长寿反而不利。所以,像某高炉这种以铜冷却壁为主的炉缸结构,对冷却强度的要求比铸铁冷却壁结构的要高,即要求的冷却水量要大。而从原先设计水量的使用情况看,满足不了要求。

2.炉缸铜冷却壁内部冷却水道特殊结构决定了流速的要求不同

某高炉炉缸铜冷却壁内部冷却水道结构呈结构,其实际内部当量通径为62mm,而炉缸铸铁冷却壁内部冷却水道是圆形结构,其内部通径为56mm。按照纯水Ⅰ系统原总设计流量4320m3/h计算,通过炉缸铸铁冷却壁内部冷却水道的流速是2.03m/s,达到了设计要求,而通过炉缸铜冷却壁内部冷却水道的流速却只有1.64m/s,与设计要求流速2.03m/s相差甚多,没有达到设计要求。水流速度的高低代表了其带走热量的快慢能力,也决定了通过冷却设备冷却水流量的大小,对高炉炉缸侧壁的安全长寿维护至关重要。而某高炉炉缸侧壁冷却本身以铜冷却壁组合结构为主,所以4320m3/h的设计水量满足不了当前某高炉炉缸侧壁的冷却要求。按目前实际用水量5200m3/h的水平计算,通过炉缸铜冷却壁内部冷却水道的流速接近2.00m/s,才基本满足设计流速的要求。因此某高炉长期以来,纯水Ⅰ系统实际供水量需求基本都控制在5200m3/h左右的水平。

3.炉缸侧壁温度高和炉缸热负荷高决定了冷却强度必须要提高

某高炉炉缸侧壁温度总体都比较高,而且每年都有几次不同程度的反复,而且某高炉的炉缸热负荷也是四座高炉中相对最高的,为了确保炉缸侧壁的安全,在这种状态下,炉缸冷却强度只能要求提高,所以这也是提升纯水Ⅰ系统供水流量的一个主要原因。基于上述主要原因,所以当前某高炉纯水Ⅰ系统的实际用水量5200m3/h,是正常生产中长期需要保持炉缸冷却水量。

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