高爐循環(huán)水泵站的設計優(yōu)化

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摘要： 通過在總結高爐泵站（八泵站、三泵站、七泵站）投運的經(jīng)驗，逐步對高爐循環(huán)水泵站的設計進行完善和優(yōu)化的結果。下面就安全運行方式設計、吸水池設計、泵站布局等方面的完善和優(yōu)化做簡要介紹。
關鍵詞： 高爐循環(huán)水泵站 運行方式 優(yōu)化

　　新余鋼鐵公司近幾年新建了五座高爐，配套設計投運了4個高爐循環(huán)水泵站。與高爐建設的先后順序及名稱對應，泵站名分別為八泵站、三泵站、七泵站、六泵站。除了三泵站對應1#、2#爐外，其他泵站名稱均與高爐名稱對應。這四個循環(huán)水泵站均由第一動力廠負責管理。

　　在新建的四個高爐循環(huán)水泵站中，以最后投運的六泵站最為完善。這主要是我廠通過在總結八泵站、三泵站、七泵站投運的經(jīng)驗，逐步對高爐循環(huán)水泵站的設計進行完善和優(yōu)化的結果。下面就安全運行方式設計、吸水池設計、泵站布局等方面的完善和優(yōu)化做簡要介紹：

　　一、安全運行方式設計

　　三、六、七、八泵站均是高爐水系統(tǒng)自循環(huán)的泵站，運行模式相近且都相對平穩(wěn)。三、六、八泵站高壓泵、中壓泵、提升泵各三臺，七泵站高壓泵五臺、中壓泵四臺、提升泵三臺。每個泵站有柴油機應急泵兩臺。各泵站日常運行臺數(shù)如下表

　　
注：壓力單位 MP; 流量單位 m3/h

　　1、 供電及運行方式

　　在七泵站的原設計中，原設計是兩路供電，一用一備，即一路電源帶泵站所有的負荷，另一路備用，在用電失電時，通過電源柜自切實現(xiàn)安全供電。

　　我廠認為該供電方式有欠妥之處，主要原因有：在用電源失電，備用電源自投回路故障不能自投，則泵站全面失電；如電機發(fā)生故障，電機柜發(fā)生據(jù)跳，或電氣故障發(fā)生在母線上，引起在用電源跳閘失電，而備用電源自投會造成備用電源再次跳閘失電，則泵站全面失電；如泵站外部電氣故障，在用電源失電，而該電源進線柜拒跳，造成備用電源不能自投，則泵站全面失電。〔注；我廠中置式高壓斷路器因機械電氣等原因多次出現(xiàn)不能動作的故障〕以上情況均嚴重影響到高爐的正常供水。我廠認為兩路電源都應投入且分段運行，一路帶高壓泵組中的三臺，中壓泵組中的二臺，提升泵組中的兩臺，一路帶高壓泵組中的二臺，中壓泵組中的兩臺，提升泵組中的一臺，泵組內(nèi)的水泵間設定備自投。同一泵組內(nèi)的水泵事故跳閘，則該泵組內(nèi)備用泵自啟動。當一路電源失電時，備用泵或柴油機應急泵自啟動，然后查明原因，決定是否倒換電源。這樣高爐的正常供水不受單路失電的影響，提高了供水的安全性。

　　2、 柴油機應急泵的運行方式

　　在泵站的原設計中，柴油機應急泵啟動是在兩路電源失電的情況下自啟動，為高爐提供保安用水。我廠認為宜根據(jù)每路電源所帶水泵臺數(shù)決定柴油機應急泵的啟動方式，即對八、三、六泵站而言，高〔中〕壓柴油機應急泵的失電自啟動應與帶兩臺高〔中〕壓電機泵的電源進線柜實現(xiàn)失電連鎖啟動，當帶兩臺高壓電機泵的電源失電，帶一臺高壓電機泵的電源上的水泵保持運行或者自啟動，同時高壓柴油機泵自啟動，高爐的高壓供水保持恒定。中壓泵組類同。同理其他泵站類同。這樣擴大了柴油機應急泵的使用范圍，柴油機應急泵既可在兩路電源失電自啟動，也可在單路電源失電自啟動，使其由單一的應急功能擴大為兼具應急和備用的功能。并且柴油機應急泵的功能必須經(jīng)常檢驗，單路停電的概率大，可使柴油機應急泵的功能得到多次實踐驗證。

　　我廠近年發(fā)生過多次單路停電，并有一次全停電，無論在供電的運行方式還是柴油機應急泵運行方式上都的到了很好的檢驗，證明它們是安全可靠的。

　　二、吸水池的設計

　　 高爐循環(huán)水泵站均有熱水池和冷水池，在八、三泵站中高爐回水管通過熱水池上閥門控制回水可分別回冷、熱水池。七泵站原設計中回水從熱水池下部進水，熱水由提升泵送冷卻塔回冷水池，熱水無法直接進入冷水池。若發(fā)生大面積停電，外部補充水供給不上，高爐雖有水塔和柴油機應急泵供水，但如果恢復供電的時間過長，則可能發(fā)生的情況是：高爐循環(huán)水泵站從冷水池送出去的水從高爐回到熱水池不斷的溢出外排，外部又無大量的補水，冷水池的水位急劇下降，造成最終的停泵。且在恢復供電后又不能迅速供水，因水泵此時無法排氣。我廠認為應在冷、熱水池間增設連通孔或連通管，且是高位連通，在全停電時，則高爐回熱水池的冷卻水經(jīng)高位連通管或孔溢流至冷水池確保系統(tǒng)內(nèi)的水量不損失，備用泵也因水位恒定隨時可在恢復供電時具備啟動條件。

　　冷、熱水池間的高位連通也有利于水池水位的調(diào)節(jié)。通過閥門控制可調(diào)，但太過頻繁。只要在正常的運行工況下，水位的變動不大，冷、熱水間的相互溢流量也不大，基本上能實現(xiàn)自動平衡。特別是在全停電是，操作人員無需關注回水的情況。這在我廠也得到實踐的檢驗。

　　三、設備選型

　　設備選型應本著高效高質(zhì)易維護的要求。我廠的設備存在的情況是：全鋼結構的冷卻塔基礎震動較大；閥門的可靠性差。這些情況產(chǎn)生的后果是：冷卻塔在夏季連續(xù)運行時故障頻繁發(fā)生導致停運，造成供水溫度過高；閥門不能關死，造成主體設備檢修延遲或無法檢修。為此我廠在六泵站要求采用混凝土結構的冷卻塔，現(xiàn)各項指標正常。

　　在六泵站中水泵出口閥采用多功能水力閥，水泵采用機械密封，現(xiàn)場使用情況良好。采用機械密封后無需工人更換填料，杜絕了水泵的滴水、漏水。而多功能水力閥初次調(diào)整后，無需操作，開、停泵時均能在管道內(nèi)水壓差壓力下自動啟閉，關閉時既防水錘又無泄漏。

　　四、泵站的布局

　　新鋼四座高爐循環(huán)水泵站的布局大致相同。均包括高壓供水泵組，中壓供水泵組，提升供水泵組，柴油機應急泵組，冷水池，熱水池，冷卻塔等。在六泵站原設計中柴油機應急泵組的高壓水泵和中壓水泵分開布置。為便于柴油箱內(nèi)柴油相互備用和全停電時的應急操作，我廠要求兩臺柴油機泵相鄰布置并得到落實。

　　高爐冷卻水是高爐的血液，一刻也不能停。在八泵站的設計中，八泵站的高壓供水、中壓供水在泵站內(nèi)是單管供水，泵站外是雙管供水，單管供水管上無連通閥。若單管供水管的主管漏水或水泵因出水閥關不死而設備又需檢修，則只能全線停水，這對高爐是不允許的。我廠要求單管改雙管供水，并在泵間的主管上增設了連通閥以利檢修。

　　以上就是我廠對高爐循環(huán)水泵站設計優(yōu)化主要內(nèi)容的總結。另外，在高爐循環(huán)水本站的設計中，提高自動化的程度應是一個趨向，如水壓的高、低報警；水位的高、低報警及與補充水閥連鎖；在線的自動加藥系統(tǒng)；水泵、電機軸承的溫度、振動報警。若與泵站的綜合自動化系統(tǒng)結合，則可收到事半功倍的效果。雖然初期投資較大，但這是我們繼續(xù)完善和優(yōu)化的方向。

　　 2006-05-10