高炉冲渣系统技术改造

窦秀江

（天津天铁集团炼铁厂自动化车间，河北涉县056404）

高炉冲渣系统技术改造

窦秀江

（天津天铁集团炼铁厂自动化车间，河北涉县056404）

随着高炉出渣量的增加，浮渣在冲渣系统水泵入口处沉积，致使冲渣水泵的流量减小，影响高炉冲渣系统的正常运行。对高炉冲渣系统进行技术改造，在水泵入口处管道增加连通，冲渣水主管道增设泄压阀，应用了变频技术。改造后的冲渣系统投入运行后，各项设备均运转正常，降低了设备故障率和工人劳动强度，节约了电能，降低了生产成本，取得了较高的经济效益。

冲渣；变频器；节能；改造

1 引言

第一炼铁厂高炉冲渣系统采用底滤法渣处理工艺，4座高炉配有两套冲渣系统，北冲渣系统承担1#、2#两座高炉的冲渣任务，南冲渣系统承担3#、4#两座高炉的冲渣任务。

2 存在问题

高炉冲渣系统配备的冲渣水泵为清水泵，每座高炉配备3台水泵，一用两备。由于高炉出渣量的增加，现有冲渣过滤系统的负荷越来越重，导致少量来不及过滤的浮渣在水泵的入口处沉积，致使冲渣水泵的流量减小，直接影响到高炉冲渣系统的正常工作。冲渣水泵流量的减小，一是造成高炉渣量大时冲不动，冲渣槽出现堵渣、溢水，被迫改走干渣；二是必须启用2台水泵运行，而2台水泵运行时，由于水泵入口处水量小，冲渣水一抽即空，整个冲渣主管道产生气蚀震动，造成管道支架晃动，基础松动开裂，增加安全隐患；三是启用2台水泵运行时，实际水量无法用完，造成电能损耗增加，同时对设备影响较大，水泵、电机故障率居高不下。针对这种情况，炼铁厂决定对高炉冲渣系统进行技术改造。

3 技术原理

高炉冲渣系统技术改造的目的主要是解决冲渣水流量小。两台水泵运行时，冲渣主管道产生气蚀震动，电耗及设备故障率高的问题。通过对第一炼铁厂高炉冲渣系统详细的调查分析，决定对冲渣主管道进行工艺技术改造，解决冲渣主管道产生气蚀震动的问题。冲渣主管道产生气蚀震动的原因是水泵入口处水量小，冲渣水一抽即空，整个冲渣主管道产生气蚀进而震动。因此，增加水泵入口处水量，消除冲渣主管道产生的气蚀，是解决冲渣主管道产生气蚀震动的有效途径。对冲渣系统设备故障率及电耗高的问题，决定将现有清水泵改造为耐磨损、耐腐蚀的渣浆泵。由于渣浆泵过流部件材质采用高铬耐磨合金铸铁，泵体采用球墨铸铁，密封形式为付叶轮加填料，具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、寿命长的特点，能够适应冲渣水腐蚀严重、颗粒物多及水温高的工况。对电气系统进行改造，采用先进的变频技术进行控制。现冲渣系统水泵电机使用的都是开关、接触器直接启动的控制方式，该控制方式启动电流非常大，可达到电机额定电流的2．5～4倍，开关、接触器经常因大电流而烧坏，同时造成电机振动、发热，经常烧电机。特别是双泵运行的过程中，电能损耗巨大，水泵故障率高。采用先进的变频技术，利用变频器频率、速度可进行无极调节的特点，实现对冲渣泵平滑启动、停止进行控制，使各台水泵运行在适当的速度内，特别是双泵运行时，不用满负荷运行，可以根据渣量大小，适时调整频率，达到节约电能的目的。

4 技术措施

4.1 水泵入口处管道增加连通

由于高炉出渣量的增加，冲渣所用水量比原来增大，高炉冲渣时，一台水泵流量不够用需启用2台水泵，2台水泵运行时流量大而入口处水量由于沉渣淤积而供应不及时，造成水泵运行时整个冲渣主管道震动甚至开裂，原有支架跟着晃动，水泥基础松动。针对这种情况，炼铁厂决定将6台水泵入口处管道在距地面1．5 m处相互连通起来，将水泵入口处的水量进行共享，解决了入口处冲渣水流量小的缺陷。

4.2 冲渣水主管道增设泄压阀

由于沉渣淤积入口处水量不及补充，2台水泵运行时易造成空抽，造成水泵运行时整个冲渣主管道产生气蚀，噪音特别大，同时管道也随之颤动。针对这一现象，在冲渣水主管道顶部开一个ø250 mm的孔增设泄压阀进行泄压，同时用管道将泄压阀和冲渣槽连接起来，以防冲渣水外溢，通过以上措施成功解决了冲渣主管道气蚀现象。

4.3 变频技术的应用

原北冲渣系统6台水泵均未采用变频器，各台水泵电机使用的都是开关、接触器直接启动的控制方式，该控制方式启动电流非常大，可达到电机额定电流的2．5～4倍，开关、接触器经常因大电流而烧坏，同时造成电机振动、发热。冲渣泵启动、停止时振动大，噪声大。在水泵启动和运行过程中，特别是双泵运行的过程中，电能损耗巨大，同时对水泵电机影响较大，水泵故障率高，经常烧电机。现北冲渣系统采用先进的变频技术，选用了ABB变频器。ABB变频器功能齐全，设定调试直观方便，故障、报警设定查看方便，非常适合泵房使用，具有以下优点：（1）带有OP1S控制面板，功能键齐全、操作方便，几乎所有的控制、设定、调试、操作、运行状态的查看等都可在控制面板上实现。（2）功能齐全，能够对电机数据进行制动或手动辨识，以便准确的测定电机各项参数，保证了变频器对电机的精确控制。控制接口丰富，可以很方便的实现对变频器启停控制、运行状态的反馈（报警、故障指示）、运行电流频率的反馈等。（3）通过控制面板可实现运行显示和编程状态的切换。可以实现本地和远程状态的切换，当上位机出现故障、不能控制变频器时，可以立即通过控制面板切换为LOCOL控制方式，这样从面板上就能实现水泵的启动、停止、频率给定，增加了供水的可靠性。（4）提供多种用户宏程序（如工厂宏、PID控制宏、转矩控制宏、时序控制宏等），可实现大部分控制功能；第一炼铁厂可以根据现场工况选择合适的宏程序，对于较为复杂的应用，可以利用这些功能块自由组合连接，来实现控制。（5）保护功能完善，提供了堵转、欠载、电机缺项、电机线缆接地、过流、过压、欠压、电机过热等保护功能，可以根据实际需要进行选择，来实现对变频器和电机的保护。（6）提供了参数和程序存储功能，可利用控制面板对程序和参数进行上装和下传。当使用多台变频器时，只需调整好其中一台，其余的就可以通过上装和下传功能实现程序和参数的设定，而不需一一进行调试。改造后1年多以来，北冲渣各台水泵的启动和运行电流被限定在了220 A左右，使水泵的启动、运行、停止非常平滑稳定，减轻了对电网的冲击，同时节约了电能。

4.4 变频技术的应用

将北冲渣各台水泵的启动和运行电流限定在了220 A左右，使水泵的启动、运行、停止非常平滑稳定，减轻了对电网的冲击，同时节约了大量的电能，取得了较大的经济效益。

5 生产效果

北冲渣系统改造成功投入运行后，取得了显著的效果，表现在以下方面：

5.1 冲渣水量供应明显改善

北冲渣系统改造前由于单个水泵入口处水量小，冲渣水一抽即空，高炉渣大时由于水量小冲不动渣，冲渣槽出现堵渣、溢水现象。6台水泵入口处管道在相应位置相互连通起来后，实现了水泵入口处的水量进行共享，解决了入口处冲渣水流量小的缺陷，而且由于现在采用两用一备的运行方式，流量比改造前增加376 m3，冲渣特别顺畅，堵渣、溢水现象彻底解决，确保了1#、2#高炉的正常生产。

5．2 冲渣主管道振动、开裂现象消失，消除安全隐患

将6台水泵入口处管道在相应位置相互连通，同时在冲渣水主管道冲渣槽上方开孔安装截止阀和管道进行泄压后，即使两台水泵同时开启，冲渣主管道也没有振动、开裂现象，彻底消除了重大安全隐患。

5.3 变频技术节约电能，降低生产成本

由于高炉产量的增加，渣量也相应增长，原一用两备模式已不适应现有生产条件，高炉冲渣时往往需要同时启用两台水泵，而实际水量用不了那么多，造成大量的电能浪费。现冲渣系统采用先进的变频技术，利用变频器频率、速度可进行无极调节的特点，实现对北渣各台冲渣泵平滑启动、停止进行控制，使各台水泵运行在适当的速度内，特别是双泵运行时，不用满负荷运行，可以根据渣量大小，适时调整频率，达到节约电能的目的。

6 结束语

冲渣系统投入运行后，各项设备均运转正常，高炉生产正常有序，设备故障率大为降低，工人劳动强度大为降低，同时消除了重大安全隐患，有力地配合了生化水的回收利用，取得了显著的经济效益和广泛的社会效益。

Technical Transformation for Blast Furnace Slag Flushing System

DOU Xiu-jiang
(Automation Plant of Iron-making Plant,Tianjin Tiantie Group,She County, Hebei Province 056404,China)

With the increase of slag amount from blast furnace system,scum deposited at the entrance of water pump,causing the reduction of flushing pump flow,which affected the normal running of blast furnace slag flushing system．Technical transformation was carried out on blast furnace slag flushing system by adding connection at the entrance of water pump,adding pressure release valve at flushing water main pipeline and adopting frequency conversion technology．After slag flushing system was put into operation,all equipment ran normally and equipment failure rate and worker labor intensity were reduced．With reduced electrical energy and lowered production cost,high economic benefits were obtained．

slag flushing;frequency converter;energy saving;transformation

10．3969/j．issn．1006-110X．2016．06．011

2016-09-12

2016-09-25

窦秀江（1975—），男，工程师，主要从事冶炼自动化方面的研究工作。