连铸浊环供水总管失压原因分析

李华忠 吴霞 杨锐

江西新余钢铁集团有限公司第一动力厂 江西新余 338001

连铸浊环水主要是用在连铸二次冷却区，水从大量的喷嘴向拉辊牵引的钢坯喷水，使钢坯进一步冷却固化。冷却水还包括用于对铸坯、切割辊道和出坯跨等的直接冷却水，又称为连铸二冷水，他的正常供给与否，会直接影响钢坯的冷却效果，严重时会造成连铸系统的停产检修。某炼钢厂水泵房就曾出现连铸浊环供水总管失压，造成两台连铸机停产一小时，差点逼停转炉的生产事故，现将该故障分析，并采取相应措施杜绝此类故障再次发生。

1 连铸浊环工艺简介

连铸浊环系统供水泵组共5台，其中厚板连铸浊环供水泵2台属后期扩建，吸水管与先期投用的三台泵吸水管连通，供水泵组正常运行两台，砂滤器定期反洗。为降低新水消耗，将扩建后不常用的两台连铸浊环上塔泵改造成砂滤器反洗泵，利用多余的连铸浊环冷水池的水来反洗本系统砂滤器，两台改造的反洗泵吸水管与五台连铸浊环系统供水泵吸水管连通。

2 事情经过

某日下午3点32分左右，泵站当班人员发现连铸浊环供水泵组出水总管电脑显示流量、压力瞬间为零，但电脑显示两台水泵在运行未停机，运行的1#、2#泵电流均只有8A左右（正常运行流量1150m3/h左右，电流在23A）立即倒用3#泵后，流量、压力恢复正常，几分钟后，连铸浊环供水泵组流量、压力又瞬间为零，当班人员立即汇报相关部门，并迅速到泵房内检查，发现运行的2#、3#泵泵顶排气阀排出大量空气，泵壳有些发热，备用的1#泵泵顶也排出较多的空气。经多次排气启泵后，16点40左右，恢复一台泵正常供水，18点20分左右恢复两台泵正常供水。次日下午3点45分左右，又出现连铸浊环供水泵组流量、压力瞬间为零，同时炼钢连铸现场也电话通知说水量不够，此时1#泵运行电流正常，2#泵电流只有9A，判定是2#泵进了空气，2#泵泵顶排气阀也排出大量空气。又经多次排气启泵，17点10分恢复两台泵正常供水。

3 原因分析

经过分析，总管失压的原因是水泵瞬间出现汽蚀，在产生汽蚀的过程中，因为水流中包含的大量气泡在溃灭过程中，破坏水流正常流动的规律，使流道内过流的断面改变，流向也不正常，因而水泵叶轮与水流之间能量交换的稳定性遭到了明显破坏，能量损失增加，引起水泵的流量减少，扬程迅速下降，效率明显降低，直至发生断流状态，这一过程时间非常短暂。对于低比转速的离心泵，由于其叶槽流道狭长，宽度较小，气泡迅速占据槽道面积，甚至占据全部槽道，使水流的连续性遭到破坏，引起水流的阻断，水泵的Q～H曲线急剧下降，造成水泵的效率随着降低。该系统正常运行的泵组发生瞬间汽蚀，可能存在以下原因：（1）连铸浊环供水泵组进水管吸水喇叭口处可能有杂物，局部堵塞进水口，造成泵吸水能力不足。（2）水泵在过低水位下运行，水泵吸水口处水面产生旋涡，空气进入吸水管负压过大，（3）水池内水温升高后，在水泵叶轮的点附近[1]，会产生负压，在负压条件下，水会大量气化，一旦气化，即产生汽蚀。（4）因连铸浊环供水泵组进水管与两台砂滤器反洗泵进水管连通的。空气不断从两台连铸浊环砂滤器反洗泵盘根处，及两台3#连铸机连铸浊环供水泵机封处不断进入，进入正常运行的两台连铸浊环供水泵进水管内，造成正常运行的两台连铸浊环供水泵开空车，瞬间失压。（5）砂滤器反洗压缩空气进气阀关不压，空气在不断在砂滤器内存积后，从砂滤器反洗进水管处倒压回反洗泵的出水管、进水管，进入运行中的两台连铸浊环供水泵进水管内。

4 确定要因

运用排除法，找出此次失压的主要原因。（1）吸水喇叭口处有杂物。吸水喇叭口处焊接有格栅，可阻挡杂物，且如有杂物，如未清除，该台泵将一直开不起来，与实际情况不同，泵排完空气后，即正常投入运行。该原因不存在。（2）水池水位过。查阅两次发生连铸浊环供水总管失压时，电脑记录的水池水位记录，均在正常范围，且第一出现总管失压后，调高了水池的低液位报警值，第二天还是出现总管失压。（3）水池水温过高。连铸浊环冷水池上两座1000m3/h的冷却塔风机运行正常，电脑记录的供水水温在30℃左右，小于设计温度35℃，低于水发生气化的温度。（4）反洗泵改造使用已一年，连铸浊环供水泵组进水管始终与两台砂滤器反洗泵进水管连通的，期间从未出现过连铸浊环供水总管失压，这个原因可以排除。（5）两次发生连铸浊环供水总管失压时，正好碰到砂滤器反洗出水总管在碰头施工，放空了两台砂滤器。此时若反洗泵的出水阀关闭不严，压缩空气则得以进入反洗泵出水管。当压缩空气压力大于水池水位静压时，压缩空气是可以进入反洗泵内及进水管内的。由于反洗泵进水管与连铸浊环供水泵组进水管连通，而运行的连铸浊环供水泵组进水管是负压，当吸水连通管道内的存水被抽空后，压缩空气在浊环供水泵的进水管内体积变大，立即充满运行的泵腔内。泵真空环境立即被破坏，流量、压力迅速下降，供水总管失压。从当时恢复正常开泵时，泵当时排出大量的空气可以证实该过程的发生。所以这是发生两次连铸浊环供水总管失压的主要原因。

5 制定措施及实施

找出了问题的关键后，制定相应的措施并组织实施。（1）完全关闭两台反洗泵的进、出手动阀门，切断连铸浊环供水泵组进水管与两台连铸浊环砂滤器反洗泵进水管的连通管。连铸浊环砂滤器反洗改用净环反洗泵反洗。（2）全面检查砂滤器的反洗进气阀，关闭不严的更换。共更换关闭不严的进气阀四支。上述措施均是在不影响正常生产的前提下实施，整改完毕至今，再未出现连铸浊环供水总管失压的故障，说明查找原因及整改措施正确。

6 结语

通过本次事件及问题分析，在泵站供水总管失压时，排除泵站失电后，因首先考虑水泵发生了汽蚀，在找出汽蚀的原因，只有找对原因并实施对策，才能彻底杜绝同类问题再次发生。