摘要 较为客观细致的总结了一期RH系统的设备组成以及常见问题,并从实际出发提出了分析和解决真空度问题的方法。

1 一期RH真空系统设备概述

1.1 设备组成及作用(如真空系统简图)

图1　RH系统简图

　 (1)快速锅炉:真空泵用高压蒸气来源。

　 (2)真空泵:一期RH真空系统有6级8个泵。分别是E1、E2、E3、E4、E6(俗称小泵),和三个启动泵E4a、E5、E6a(俗称大泵)。其作用是利用泵体的laver喷嘴将高压蒸气快速喷出,带走周围的空气,从而使整个真空系统达到一种超低气压状态,一期RH真空系统设计最低能达到的真空度是0.067kPa。真空泵的开启顺序是,先开启启动泵,达到一定的真空度后关闭启动泵,然后依次开启E6—E4—E3—E2—E1。

　 (3)冷凝器共有五个,分别称为C1、C2、C3、C4、C5。其作用是分别对真空泵喷射出的蒸气和从　 真空系统抽出的气体进行冷却,冷却后的水流入热水井区域。

　 (4)真空滑阀:当钢水到达处理位时,通过开启真空滑阀来使阀后的真空通道与阀前的真空罐相连,从而形成一个整体的真空系统,对钢水进行脱气处理。当钢水处理结束后,关闭真空滑阀使真空罐系统恢复常压。

　 (5)真空罐:分为上、中、下三部分,并且下部槽与吸嘴连接,吸嘴部分直接和钢水接触,钢水从一个吸嘴进入,从另一个出来,形成循环,从而对钢水进行真空处理。中部槽处有两处法兰接口,分别是用来下料和烘烤。上部槽与真空管线相连,并且顶部有氧枪开口。

1.2 相关数据

　 表1列出的是RH系统真空泵的开口直径,以及在1500kPa以上蒸气压力下工作时各个泵的蒸气流量和可能达到的真空度。表中第四栏“封闭可达到的真空度”是指真空系统冷试(冷试指不开真空滑阀启动真空泵)时,不加入外负荷,完全处于封闭状态,真空度可达到的数值。中第五栏“存在外负荷下可达到真空度”是指真空系统冷试时,加入外负荷,开启大泵时通常是开3000kg测试孔,开启小泵时通常是开600kg测试孔,在这种状态下,真空度可达到的数值。这些数据都是根据具体实践,在RH系统处于正常状态下总结出来的数据,是分析真空系统故障的有力依据。

　 中部槽处有两处法兰接口,分别是用来下料和烘烤。上部槽与真空管线相连,并且顶部有氧枪开口。

1.2 相关数据

　 表1列出的是RH系统真空泵的开口直径,以及在1500kPa以上蒸气压力下工作时各个泵的蒸气流量和可能达到的真空度。表中第四栏“封闭可达到的真空度”是指真空系统冷试(冷试指不开真空滑阀启动真空泵)时,不加入外负荷,完全处于封闭状态,真空度可达到的数值。表中第五栏“存在外负荷下可达到真空度”是指真空系统冷试时,加入外负荷,开启大泵时通常是开3000kg测试孔,开启小泵时通常是开600kg测试孔,在这种状态下,真空度可达到的数值。这些数据都是根据具体实践,在RH系统处于正常状态下总结出来的数据,是分析真空系统故障的有力依据。

表1 RH系统真空泵的相关数据表

　　表2是在开启不同泵时的冷凝器的冷却水流量。

冷凝器	使用大泵时流量(m3/h)	使用小泵时流量(m3/h)	全部开启时流量(m3/h)
C1	0	401	281
C2	0	64	46
C2a	0	201	123
C3	205	196	140
C3a	45	0	32
C4	293	0	210
C5	140	126	98
C5a	278	0	193
合计	994	1015	1123

2 真空系统的理论故障分析

2.1 真空系统的基本故障原因

　 真空系统如果抽不到预定的极限真空,原因有三:一是泵工作不良,二是放气,三是漏气。可以用静态升压法来找出是哪种因素起主导作用(如图2)。

　

图2 压力—时间曲线

　 此曲线是当开启真空泵时真空度一直维持在Pb,没有达到所需的数值,将真空泵关闭,并且封闭真空系统,这时的压力和时间的曲线就有如图a、b、c、d四种,如果真空度一直维持在Pb不变,就是a曲线,说明泵工作不良。b曲线就是系统放气,当达到一定的压力后,系统内外压力平衡,就会维持不变了。c曲线就是常见的漏气了,系统内部压力一直成上升状态。d曲线就是同时存在放气和漏气。

2.2 RH系统主要故障产生原因

　 (1)真空室泄露量大(包括真空体、顶枪、合金料仓、以及各处法兰密封泄漏)。

　 (2)系统外漏量大(包括管路、泵体、冷凝器被腐蚀击穿、连接法兰处的泄漏)。

　 (3)系统内漏量大(包括蒸汽阀门、连接法兰等处蒸汽泄漏)。

　 (4)冷凝水参数(压力、温度、流量)达不到设计要求。

　 (5)工作蒸汽参数(压力、温度、流量)达不到设计值。

　 (6)泵喷嘴因磨损、堵塞等原因,使泵的功能退化。

3 RH真空系统的实际故障

　 以下根据实践经验积累,列举几项常见的一期RH真空系统影响真空度的设备故障及解决方案。

　 (1)现象是在1500kPa以上蒸汽压力下冷试时,开启大泵真空度下不来,E6a流量为6000m³/h左,对比表1实际流量9200m³/h少了3000m³/h左右,这样就分析为E6a出现问题,可能是堵塞了。解体后观察发现是喷嘴内套脱落,横在喷口上,刚好封死喷口大约有三分之一左右,与流量

数据吻合。恢复后冷试正常。

　 (2)在1500kPa以上蒸汽压力下冷试时,小泵真空度下不来,开启E6、E4均正常,开启E3、E2、E1都不正常,并且观察E4流量多出2000m³/h,解体E4后发现喷嘴跟部腐蚀漏洞,修补后冷试正常。整套真空系统都是有联系的,真空管线的排气路径是有顺序的,在E4出现漏气故障后,其周围就会弥漫多余气体,而阻碍从E3、E2、E1流出气体的排出,造成回流,影响真空度的提高。

　 (3)在1500kPa以上蒸汽压力下冷试时,小泵开启E6真空度就下不来,解体E6发现真空喷嘴脱落,恢复后真空度依然下不来,操作屏幕上显示E6连通阀找不到开极限,将极限处理后冷试正常。原来E6连通阀没有打开,造成排气堵塞,影响真空度。

　 (4)在1500kPa以上蒸汽压力下热试时,真空度一直下不来,由于事前冷试正常,所以可排除阀后系统,问题一定出现在阀前,通过热试检漏,发现氧枪密封不严,更换后热试正常。阀前的各个连接部位密封是比较容易出现泄露的,比如氧枪密封、上部槽与中部槽连接密封、烘烤盖板密封以及下料溜槽密封。

　 (5)在1500kPa以上蒸汽压力下生产时,开启真空滑阀真空度突然升高,并且热水井水位急剧升高,后发现真空料仓WB08没有关闭,关闭后真空度正常,热水井水位也恢复正常。事后分析,整个真空系统在抽成真空后,各个冷凝器的水位都会高出热水井水位大约10m左右(一个大气压可支撑大约10m水柱),当破坏真空后(比如料仓漏气),冷凝器里的水就会急剧流入热水井,造成热水井水位升高。

　 (6)在1500kPa以上蒸汽压力下冷试时,开启大泵真空度下不来,并发现E5和E6a的流量都比实际流量要小一些,将两个泵解体后,发现内部都有一些金属的过滤网堵塞在喷口,清除后冷试正常。