連鑄濁環(huán)供水總管失壓原因分析

李華忠 吳霞 楊銳

江西新余鋼鐵集團有限公司第一動力廠 江西新余 338001

連鑄濁環(huán)水主要是用在連鑄二次冷卻區(qū)，水從大量的噴嘴向拉輥牽引的鋼坯噴水，使鋼坯進一步冷卻固化。冷卻水還包括用于對鑄坯、切割輥道和出坯跨等的直接冷卻水，又稱為連鑄二冷水，他的正常供給與否，會直接影響鋼坯的冷卻效果，嚴重時會造成連鑄系統(tǒng)的停產(chǎn)檢修。某煉鋼廠水泵房就曾出現(xiàn)連鑄濁環(huán)供水總管失壓，造成兩臺連鑄機停產(chǎn)一小時，差點逼停轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)事故，現(xiàn)將該故障分析，并采取相應措施杜絕此類故障再次發(fā)生。

1 連鑄濁環(huán)工藝簡介

連鑄濁環(huán)系統(tǒng)供水泵組共5臺，其中厚板連鑄濁環(huán)供水泵2臺屬后期擴建，吸水管與先期投用的三臺泵吸水管連通，供水泵組正常運行兩臺，砂濾器定期反洗。為降低新水消耗，將擴建后不常用的兩臺連鑄濁環(huán)上塔泵改造成砂濾器反洗泵，利用多余的連鑄濁環(huán)冷水池的水來反洗本系統(tǒng)砂濾器，兩臺改造的反洗泵吸水管與五臺連鑄濁環(huán)系統(tǒng)供水泵吸水管連通。

2 事情經(jīng)過

某日下午3點32分左右，泵站當班人員發(fā)現(xiàn)連鑄濁環(huán)供水泵組出水總管電腦顯示流量、壓力瞬間為零，但電腦顯示兩臺水泵在運行未停機，運行的1#、2#泵電流均只有8A左右（正常運行流量1150m3/h左右，電流在23A）立即倒用3#泵后，流量、壓力恢復正常，幾分鐘后，連鑄濁環(huán)供水泵組流量、壓力又瞬間為零，當班人員立即匯報相關部門，并迅速到泵房內(nèi)檢查，發(fā)現(xiàn)運行的2#、3#泵泵頂排氣閥排出大量空氣，泵殼有些發(fā)熱，備用的1#泵泵頂也排出較多的空氣。經(jīng)多次排氣啟泵后，16點40左右，恢復一臺泵正常供水，18點20分左右恢復兩臺泵正常供水。次日下午3點45分左右，又出現(xiàn)連鑄濁環(huán)供水泵組流量、壓力瞬間為零，同時煉鋼連鑄現(xiàn)場也電話通知說水量不夠，此時1#泵運行電流正常，2#泵電流只有9A，判定是2#泵進了空氣，2#泵泵頂排氣閥也排出大量空氣。又經(jīng)多次排氣啟泵，17點10分恢復兩臺泵正常供水。

3 原因分析

經(jīng)過分析，總管失壓的原因是水泵瞬間出現(xiàn)汽蝕，在產(chǎn)生汽蝕的過程中，因為水流中包含的大量氣泡在潰滅過程中，破壞水流正常流動的規(guī)律，使流道內(nèi)過流的斷面改變，流向也不正常，因而水泵葉輪與水流之間能量交換的穩(wěn)定性遭到了明顯破壞，能量損失增加，引起水泵的流量減少，揚程迅速下降，效率明顯降低，直至發(fā)生斷流狀態(tài)，這一過程時間非常短暫。對于低比轉(zhuǎn)速的離心泵，由于其葉槽流道狹長，寬度較小，氣泡迅速占據(jù)槽道面積，甚至占據(jù)全部槽道，使水流的連續(xù)性遭到破壞，引起水流的阻斷，水泵的Q～H曲線急劇下降，造成水泵的效率隨著降低。該系統(tǒng)正常運行的泵組發(fā)生瞬間汽蝕，可能存在以下原因：（1）連鑄濁環(huán)供水泵組進水管吸水喇叭口處可能有雜物，局部堵塞進水口，造成泵吸水能力不足。（2）水泵在過低水位下運行，水泵吸水口處水面產(chǎn)生旋渦，空氣進入吸水管負壓過大，（3）水池內(nèi)水溫升高后，在水泵葉輪的點附近[1]，會產(chǎn)生負壓，在負壓條件下，水會大量氣化，一旦氣化，即產(chǎn)生汽蝕。（4）因連鑄濁環(huán)供水泵組進水管與兩臺砂濾器反洗泵進水管連通的?？諝獠粩鄰膬膳_連鑄濁環(huán)砂濾器反洗泵盤根處，及兩臺3#連鑄機連鑄濁環(huán)供水泵機封處不斷進入，進入正常運行的兩臺連鑄濁環(huán)供水泵進水管內(nèi)，造成正常運行的兩臺連鑄濁環(huán)供水泵開空車，瞬間失壓。（5）砂濾器反洗壓縮空氣進氣閥關不壓，空氣在不斷在砂濾器內(nèi)存積后，從砂濾器反洗進水管處倒壓回反洗泵的出水管、進水管，進入運行中的兩臺連鑄濁環(huán)供水泵進水管內(nèi)。

4 確定要因

運用排除法，找出此次失壓的主要原因。（1）吸水喇叭口處有雜物。吸水喇叭口處焊接有格柵，可阻擋雜物，且如有雜物，如未清除，該臺泵將一直開不起來，與實際情況不同，泵排完空氣后，即正常投入運行。該原因不存在。（2）水池水位過。查閱兩次發(fā)生連鑄濁環(huán)供水總管失壓時，電腦記錄的水池水位記錄，均在正常范圍，且第一出現(xiàn)總管失壓后，調(diào)高了水池的低液位報警值，第二天還是出現(xiàn)總管失壓。（3）水池水溫過高。連鑄濁環(huán)冷水池上兩座1000m3/h的冷卻塔風機運行正常，電腦記錄的供水水溫在30℃左右，小于設計溫度35℃，低于水發(fā)生氣化的溫度。（4）反洗泵改造使用已一年，連鑄濁環(huán)供水泵組進水管始終與兩臺砂濾器反洗泵進水管連通的，期間從未出現(xiàn)過連鑄濁環(huán)供水總管失壓，這個原因可以排除。（5）兩次發(fā)生連鑄濁環(huán)供水總管失壓時，正好碰到砂濾器反洗出水總管在碰頭施工，放空了兩臺砂濾器。此時若反洗泵的出水閥關閉不嚴，壓縮空氣則得以進入反洗泵出水管。當壓縮空氣壓力大于水池水位靜壓時，壓縮空氣是可以進入反洗泵內(nèi)及進水管內(nèi)的。由于反洗泵進水管與連鑄濁環(huán)供水泵組進水管連通，而運行的連鑄濁環(huán)供水泵組進水管是負壓，當吸水連通管道內(nèi)的存水被抽空后，壓縮空氣在濁環(huán)供水泵的進水管內(nèi)體積變大，立即充滿運行的泵腔內(nèi)。泵真空環(huán)境立即被破壞，流量、壓力迅速下降，供水總管失壓。從當時恢復正常開泵時，泵當時排出大量的空氣可以證實該過程的發(fā)生。所以這是發(fā)生兩次連鑄濁環(huán)供水總管失壓的主要原因。

5 制定措施及實施

找出了問題的關鍵后，制定相應的措施并組織實施。（1）完全關閉兩臺反洗泵的進、出手動閥門，切斷連鑄濁環(huán)供水泵組進水管與兩臺連鑄濁環(huán)砂濾器反洗泵進水管的連通管。連鑄濁環(huán)砂濾器反洗改用凈環(huán)反洗泵反洗。（2）全面檢查砂濾器的反洗進氣閥，關閉不嚴的更換。共更換關閉不嚴的進氣閥四支。上述措施均是在不影響正常生產(chǎn)的前提下實施，整改完畢至今，再未出現(xiàn)連鑄濁環(huán)供水總管失壓的故障，說明查找原因及整改措施正確。

6 結(jié)語

通過本次事件及問題分析，在泵站供水總管失壓時，排除泵站失電后，因首先考慮水泵發(fā)生了汽蝕，在找出汽蝕的原因，只有找對原因并實施對策，才能徹底杜絕同類問題再次發(fā)生。