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宝钢4~#RH高效水环泵-蒸汽喷射真空泵系统的应用实践
作者:管理员    发布于:2018-01-26 09:01:55    文字:【】【】【

  宝钢一炼钢区域原有1RH和2RH共2套RH精炼装置,随着4号高炉的投产,一炼钢每年目标钢产量将达到800万吨以上,同时随着宽厚板及1800冷轧的投产,一炼钢RH精炼处理的品种钢比例将进一步提高,一炼钢RH精炼处理能力将很难满足生产及市场要求,在此背景上,宝钢在一炼钢新增了一套4RH真空脱气炉外精炼装置。

  4RH采用了自主集成的方式,设备上以国产为主,引进国外少量关键设备和配套件,使这套真空脱气设备达到并具备国际先进的高效能精炼技术的水平,其中真空泵系统的能力达到67Pa时1500kg/h的抽气量,是目前国内钢厂中具有大抽气能力的真空脱气装置。

  在此套真空泵系统中,采用了水环泵一水蒸汽真空泵的泵组形式,由于使用了水环泵,所以在实际的运行中可大大减少水蒸汽的耗量,产生节能的效果。

  水环真空泵的工作原理阐述如下在泵体中装有适量的水作为工作液,当叶轮按图中顺时针方向旋转时,水被叶轮向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面怡好与叶轮轮毂相切,水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。

  此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0为起点,那幺叶轮在旋转前180时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。

  水环泵的特点是结构简单,制造精度要求不高,容易加工。操作简单,维修方便。另外泵腔内没有金属摩擦表面,无须对泵内进行润滑。转动件和固定件之间密封可直接由水封来芫成。

  蒸汽喷射泵是以靠从拉瓦尔喷咀中喷出的高速水蒸汽流来携带气的,故有如下特点:无机械运动部分,不受摩擦、润滑、振动等条件限制,因此可制成抽气能力很大的泵。工作可靠,使用寿命长。结构简单、重量轻,占地面积小。

  但耗费蒸汽和水。

  l系统结构的组成和技术参数单纯的水环泵获得的真空度低,一般单级水环泵的极限压力只能达到82 kPa,远不能满足系统的要求,而单纯的蒸汽喷射真空泵通过多级串联能达到较高的真空度,但存在蒸汽耗量大,如果蒸汽供应不足对系统影响很大。所以蒸汽喷射泵串联水环泵既可获得要求的真空度,又能使蒸汽的耗量大大减少。

  典型的水环泵一蒸汽喷射泵和多级蒸汽喷射泵的系统组成如图所示。

  阌3典塑的多级蒸汽喷射泵简易流程在水环泵一蒸汽喷射泵系统中,水环泵替代第4级泵成为末级泵,在蒸汽使用上,1B、B和3E需使用蒸汽,在多级蒸汽喷射泵系统中1B、2B、3E、4E都需使用蒸汽。所以水环泵一蒸汽喷射泵系统的蒸汽耗量比多蒸汽喷射泵系统的蒸汽耗量少,而且水环泵的抽气量大,可以使前级的喷射泵的蒸汽耗量同比大大减少。所以从蒸汽节约角度看,水环泵一蒸汽喷射泵系统是具有很大的优势,这也是宝钢4RH采用这一系统构成形式的原因之一。

  4RH的真空泵系统的构成如图四所示真空泵系统由二部分组成,蒸汽喷射泵部分和水环泵部分。

  蒸汽喷射泵部分由五级蒸汽喷射真空泵系统组成,带有两台中间冷凝器、一台末级冷凝器。

  增压泵1B、2B、3B呈‘之“字形布置,4EA、4EB、5EA、EB为垂直布置,其中4EB和5EB分别与4EA和5EA并联,是预抽辅助泵,作用是为了提高低真空段的抽气能力和缩短抽气时间。从第五级喷射泵排出的废气通过末级冷凝器AC后经排气管排到厂房外。各级泵及冷凝器通过泵间连管相连,其中C1和4EB、C2和5EA、C2和5EB间设有气动切断阀。

  水环泵部分的抽气管路从1C和2C中引出,在1C引出管路处设有气动切断阀,两路管路合并成一路后经过废气过滤器,废气过滤器中有过滤网,可有效地将被抽气体中的大颗粒部分过滤掉。VP1和VP2两台水环泵并联布置,其中配置均相同。每台水环泵连接管道上安装有入口切断阀,并在管路上安装有启动阀和气镇阀,水环泵出口安装有消音器,可大大减少噪声。被抽气体通过消音器后排到厂房外。

  系统的主要技术参数如下:极限真空度<13Pa.抽气能力:2C空气)Torr)或以下。

  抽气时间无负载时允许大抽气时间为3.0min.蒸汽参数蒸汽压力:1.3MPa蒸汽耗量:大28000冷却水参数冷却水消耗量:大2200 t/h为水环泵用水)冷却水温:大34C空气泄漏允许大55kg/h表2国内部分钢厂RH的蒸汽能耗比较宝钢宝钢宝钢攀钢太钢用户4RH1RH2RH二炼钢(300T)(300T)(300T)((7)水环泵参数(单台)电机功率:320 2系统的实际应用和性能喷射泵5EA和5EB,AC冷凝器通水;当真空度达到24 kPa以下时,打开喷射泵4EA和4EB,关闭喷射泵5EB;当真空度达到6 6kPa以下时,打开增压泵3B,关闭喷射泵5EA,开1C冷凝器,旁通及AC水阀关闭;当真空度达到0 93kPa以下时,打开增压泵2B;当真空度达到0 27kPa以下时,打开增压泵1B,直至真空达到67Pa以下。

  2B+3B+4EA+VP1+VP2)的性能测试结果如下:表1全泵投入测试结果从表1的测试结果可以看到,这套组合式真空泵系统的抽气能力芫全达到了设计要求。

  值得一提的是,在实际系统投入后加入了动态压力控制技术后蒸汽耗量只有20 t/h左右,这个蒸汽耗量对于一个1500 kg/h抽气量的RH设备来说是非常小的,从单位汽耗每小时内的1000kg抽气量的蒸汽耗量)这个量来看,其值只有133t/h,远远低于同类RH的真空泵系统。

  从表2的比较中可明显看到这一点。

  3小结2007年11月份这套混合式真空泵系统在4RH投入使用后,性能一直很稳定。这套由水环泵和蒸汽喷射泵组合使用的真空泵系统在国内不多见,国内大型RH真空脱气上使用的多数为多级蒸汽喷射泵;而且这套系统67 Pa时的抽气能力达到了1500kg/h,是目前国内在RH上应用能力大的真空泵系统;由于使用了水环泵,所以蒸汽耗量相当少,节能效果非常显著,如果以常规34t/h的单位汽耗来算,蒸汽耗量可节约30t/h,所以从能源经济效益上来看,以4RH的53作业率时间来算,每年可节约蒸汽能耗费用约1700万元,除去水环泵的每年耗电费用约180万元,每年可节约1500万元左右。

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