高爐循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水泵節(jié)能改造

（河北鋼鐵集團宣鋼公司煉鐵廠，河北 宣化 075100）

高爐循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水泵節(jié)能改造

雷緯暉

（河北鋼鐵集團宣鋼公司煉鐵廠，河北 宣化 075100）

高爐循環(huán)水是高爐的血液一刻也不能停，在實際運行中，一旦供水泵出現(xiàn)故障將直接影響高爐生產(chǎn)，導(dǎo)致高爐非計劃性休風。改造后，設(shè)備運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，備件、材料消耗降低，出口閥門處于全開位置，大大降低了閥門結(jié)垢及故障的檢修率，年節(jié)約備件材料費用和維修費用約幾萬元。

循環(huán)水；揚程；效益；節(jié)能

一、研究背景

高爐循環(huán)水泵房為高爐冷卻系統(tǒng)提供冷卻循環(huán)用水，是保證高爐設(shè)備安全、長壽運行的關(guān)鍵，其用電量很大。高爐循環(huán)水是高爐的血液一刻也不能停，在實際運行中，一旦供水泵出現(xiàn)故障將直接影響高爐生產(chǎn)，導(dǎo)致高爐非計劃性休風。針對系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，車間采取相應(yīng)的措施，取得了較好的效果并且通過技術(shù)改造，挖掘設(shè)備潛力，達到了節(jié)能降耗目的。

該泵站主要水泵有事故用柴油機主供水泵一臺，軟水主供水泵3臺，2用1備，風口小套增壓供水泵3臺，1用2備，風口中套、熱風閥供水泵2臺，1用1備，軟水補水泵3臺，1用2備。其中軟水主供水泵主要負責高爐爐體冷卻及熱風閥的冷卻，共有高壓供水泵三臺。高壓水泵型號為DFSS350-510型，額定流量為2020 m3/h，額定揚程59m，配套功率500kW，日常2用1備。按照水泵額定流量2020 m3/h計算，兩臺泵同時開啟流量達4000 m3/h以上，實際流量3400 m3/h，完全滿足系統(tǒng)需要流量，但在實際運行中當閥門開度達到百分之五十時電機實際電流超出額定電流高達44A，為保證安全穩(wěn)定運行只能通過關(guān)閉出口閥門的方式進行控制，實際運行中出口閥門開度約30%，才能保證電流在40A以下。長期這種運行方式使水泵轉(zhuǎn)子承受較大軸向力，增大了水泵震動及噪音，降低了水泵的使用壽命，造成水泵輸水能力降低，而且由于電流過大給設(shè)備穩(wěn)定運行帶來極大隱患。另外直接導(dǎo)致電能的浪費。

水泵是泵站中最主要的設(shè)備。水泵的選型配套、安裝運行、維護管理的好壞與節(jié)約能源、降低成本、提高經(jīng)濟效益有著密切關(guān)系。為了使泵站正常運行，既保證生產(chǎn)生產(chǎn)的日供水量及系統(tǒng)壓力要求，又可保證設(shè)備的安全運行，降低生產(chǎn)成本，決定對水泵進行技術(shù)改造。

二、改造技術(shù)內(nèi)容

通過對循環(huán)水泵站運行情況的研究，軟水主供水泵屬于實際揚程低、而所選水泵揚程偏大、水泵長期偏離高效區(qū)運行的情況。改變水泵性能有兩種方式，一是改變水泵轉(zhuǎn)數(shù)，這樣就需要加裝變頻器。但是變頻器價格昂貴，不容易維修，這樣就會占用大量備件費用。而且一旦變頻器發(fā)生故障將導(dǎo)致水泵停運，影響高爐生產(chǎn)。二是車削水泵葉輪，這是一種既簡單而又經(jīng)濟的水泵節(jié)能措施，特別適宜于揚程變化很小，但偏離水泵額定揚程甚遠的離心泵。根據(jù)水泵葉輪切削定律，當葉輪切削在很小一個范圍時，水泵性能曲線會發(fā)生相應(yīng)變化。其流量揚程曲線將向左移動且明顯變陡，從理論上說流量減少，而揚程變化不大，符合實際改造需要。因此決定對水泵葉輪進行切削處理。

在一定條件下，葉輪經(jīng)過切削后，其性能參數(shù)的變化與切削后輪徑存在下列關(guān)系，即水泵葉輪切削律：

Q＇/Q = D＇/D

H＇/H = （D＇/D）2

N＇/N = （D＇/D）3

Q、H、N分別為切削前葉輪直徑為D時水泵流量、揚程、軸功率，Q＇H＇N＇分別為切削后葉輪直徑為D＇時水泵流量、揚程、軸功率。

根據(jù)水泵葉輪切削律理論, DFSS350-510型泵比轉(zhuǎn)數(shù)ns=3.65n√Q/ H3/4=79，最大允許切削量15%～20%之間。通過計算，循環(huán)泵站三臺水泵葉輪直徑由原330mm切屑至300mm,切削量為（330-300）/330×100%=9%＜15%，在允許車削范圍內(nèi)，因此采用車削葉輪的節(jié)能方法是適用的。

三、運行情況

水泵進行改造投入運行后，出水閥門打到全開位置，運行電流33A保持在36A以內(nèi)。開啟1#水泵，輸水量為2000 m3/h，2#水泵輸水量為1800 m3/h 。由此可見，改造后2#水泵運行電流降低，輸水量減小，并且由于閥門處于全開位置，水泵噪音及震動都明顯減小，設(shè)備運行狀態(tài)良好。在2#水泵成功改造的基礎(chǔ)上，對1#水泵、3#水泵進行了同樣的改造。目前循環(huán)泵站3臺軟水主供水泵正常運行，電流在正常范圍內(nèi)，系統(tǒng)流量及壓力均滿足系統(tǒng)要求。

四、實施效果

按照現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，改造后提升泵運行電流由原控制的40A降低為36A。

年 節(jié) 電 量 ：2臺× √ 3×I×U×0.85×24小 時×360天 =2× √ 3×（40-36）×10×0.85×24×360=100萬kWh。

改造后，設(shè)備運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，備件、材料消耗降低，出口閥門處于全開位置，大大降低了閥門結(jié)垢及故障的檢修率，年節(jié)約備件材料費用和維修費用約幾萬元。

該項目投資少，改造簡單，具有顯著的經(jīng)濟效益。并且由于降低了設(shè)備故障率，保證了高爐的正常運行和穩(wěn)定高產(chǎn)。

[1]何孔群.高爐循環(huán)水泵站運行效率分析與探討[J].冶金能源.2003.

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