（河北鋼鐵集團(tuán)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(tuán)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(fēng)。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(fēng)。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(dá)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(fēng)口小套增壓供水泵3臺，1用2備，風(fēng)口中套、熱風(fēng)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(fù)責(zé)高爐爐體冷卻及熱風(fēng)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(dá)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(dāng)閥門開度達(dá)到百分之五十時電機實際電流超出額定電流高達(dá)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(jìn)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(hù)管理的好壞與節(jié)約能源、降低成本、提高經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(jì)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(yuǎn)的離心泵。根據(jù)水泵葉輪切削定律，當(dāng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jì)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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