高压水除鳞系统中蓄势器的应用研究

2021-01-04高丽娟

中国金属通报 2020年11期

关键词：单台耗水量容积

高丽娟

（中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆 401122）

在热轧板坯工艺中，高压水除鳞系统主要是向车间主轧线上的粗轧除鳞箱、粗轧机架间除鳞集管及精轧除鳞箱提供高压水，对其板坯进行除鳞。在高压水除鳞系统中，高压除鳞水流量需求变化频繁，通常采用高压蓄势器参与水量调节[1]。

1 高压水除鳞系统配置参数

1.1 高压水除鳞耗水量

以下表中的高压水除鳞用水需求为例。

表1 高压水除鳞耗水量表

1.2 高压水除鳞系统主要设备配置

在高压水除鳞泵站内，建立了一套完整的高压除鳞用水系统，考虑到除鳞用水量变化较大，具有较大的节能空间，配备了变频电机，可以对泵转速进行调节。根据除鳞用水特点，采用高压除鳞泵＋蓄势器系统。泵站内设3台离心式高压水除鳞泵，单台Q=240m3/h，P=24MPa，3台变频，2运1备；6台8m3蓄势器（4台气罐+2台气/水罐），2台高压空压机，单台Q=1m3/min，P=28MPa，2台自清洗过滤器，单台Q=1000m3/h，网孔尺寸：0.1mm，1运1备；除鳞喷射阀5台及其他配套设施。

1.3 高压水除鳞系统主要流程

外部经处理后的压力为0.3MPa～0.5MPa的浊环水通过自清洗过滤器过滤后，经高压除鳞泵加压至约24MPa后送至各除鳞点。当除鳞阀关闭时，高压水送至蓄势器或经最小流量阀排出；当除鳞阀开启后，除鳞泵和蓄势器共同向用户点供水，并使除鳞集管前的压力达22MPa。每台高压除鳞泵的出口设1个最小流量阀，以防止水泵运行过热。在检修、换辊期间、轧钢间歇使用变频调速降低泵的转速，保证不停泵的同时节省能源。

2 高压蓄势器的选择计算

2.1 除鳞水量分析

（1）轧制时序周期。

（2）除鳞耗水量分析。

（3）除鳞重叠耗水量分析。

表3 除鳞重叠耗水量分析表

（4）除鳞泵高低速运行时间。

表4 除鳞泵的运行时间

图1 高压水除鳞轧制时序图

根据轧线高压水除鳞工艺，除精轧FSB除鳞点外，其余轧线除鳞的时间短蓄势器、间隔长短不一，较为零散，为了降低能耗，延长泵的低速运行时间，将零散的除鳞采用蓄势器供水。从系统运平稳、节能上考虑，蓄势器越大越好，但投资加大，因此合理选择蓄势器的大小十分重要。

为了有效节能，尽量延长除鳞泵的低速运行时间，在一个轧制周期内，除鳞泵较合理的低速运行时间为77.6s，除鳞的最大耗水量在HSB和FSB重叠是耗水量最大，为了防止蓄势器压力下降过快，此时采用除鳞泵和蓄势器同时供水，确保系统运行平稳。较合理运行方式是，炉后除鳞HSB喷射阀组开启前，除鳞泵升速到50Hz运行，除鳞泵供水，结合蓄势器补充尖峰水量，供精轧及HSB、RM01、RM03、RM05、RM07除鳞，FSB除鳞完毕后，除鳞泵继续高速运行12s，为蓄势器补满水，之后便将频率降低至35Hz，当RM11的喷射阀组开启式时，利用蓄势器向除鳞点供水。直到下一次HSB喷射阀组开启前，再将除鳞泵升速到50Hz运行，进入到下一个运行周期。

2.2 蓄势器配置

2.2.1 蓄势器补水量计算

从轧制时序图和除鳞泵变频运行图上分析，蓄势器的供水有E1/11除鳞31.07s，FSB+HSB二点重叠运行12.22s，FSB+E1/1二点重叠运行10.34s，FSB+E1/3二点重叠运行10.74s，FSB+E1/5二点重叠运行11.82s，FSB+E1/7二点重叠运行14.33s，其余运行点的流量小于泵的流量，蓄势器不需要供水。

从而可分析计算出蓄势器的机动容积为2444L。

2.2.2 蓄势器容积计算

设定系统的最高压力为24MPa，蓄势器的压力波动为8%，即最低压力为22.08MPa，根据气体绝热方程定律： P*V=K常数，蓄势器的机动容积 2656L，正常蓄势器的补水能力为计算值的90%，蓄势器的容积2951L，蓄势器容积较大，需要2个水罐，每个水罐的最小储水量（即安全液位）为3000L，则蓄势器的总容积为47422lL，约为48m m3。

由此可得到蓄势器的配置形式：共计需要6台8m3蓄势器，其中，2台气水罐，4台气罐。