【正文】 4 臺； 2）輔助潤滑油泵 4 臺； 3）電動輸出閥 4 臺； 4）最小流量閥 4 臺； 5）蓄能器出口氣動檢修閥 1 臺； 6）最低液面閥 1 臺； 2 中壓水系統(tǒng)： 1）中壓除 鱗泵 2 臺； 2）潤滑油泵 4 臺（其中：每臺泵組兩臺潤滑油泵）； 3）電動輸出閥 2 臺； 4）最小流量閥 2 臺； 5）蓄能器出口氣動檢修閥 1 臺； 6）最低液面閥 1 臺； 3 公共系統(tǒng)： 1）自清洗過濾器 2 臺； 2）高壓空壓機 4 臺； 3）低壓緩沖罐 2 臺； 工藝基本參數數據 1 板坯規(guī)格： 板坯厚度： 230mm； 板坯寬度： 700~1520mm； 板坯長度： 9000~11000mm（定尺坯）， 4500~5300mm（短尺坯）； 板坯質量： ； 2 除 鱗點及數據（高壓部分） 1）粗除 鱗箱 流量： 451m3/h，壓力： 20MPa，噴射時間約 15 秒； 2）粗軋機除 鱗 E1 入口除 鱗裝置：流量： 117 m3/h，壓力： 20MPa，噴射時間約 20 秒； R1 出口除 鱗裝置：流量： 100 m3/h，壓力： 20MPa，噴射時間約20 秒； E2 入口除 鱗裝置：流量： 117 m3/h，壓力： 20MPa，噴射時間約 30 秒 ； R1 出口除 鱗裝置：流量： 100 m3/h，壓力： 20MPa，噴射時間約30 秒 ； 3）精除 鱗箱 機前流量： 309 m3/h，噴射時間約 90 秒； 機后流量： 309 m3/h，噴射時間約 90 秒； 4 現(xiàn)高壓水系統(tǒng)主要技術性能參數 1）高壓 離心泵 壓力： 25MPa 流量： 350m3/h； 2） 離心泵電機 功率： 3550Kw 電壓： 10kv 轉速： 1480rpm； 3）壓縮機 壓力： 35MPa 流量： Nm3/min； 4）蓄能器 氣罐 壓力： 體積： 10m3； 氣水罐 壓力： 體積： 10m3； 5） 低壓緩沖罐 壓力： 1MPa 體積： 8m3； 第三節(jié) 現(xiàn)高壓水系統(tǒng)工況 軋制線工況 按 300 萬噸 /年產量估算，小時產量為 375 噸 /小時，以每塊板坯平均 25 噸計算，每小時平均約需軋制 15 塊以上板坯，即平均 4 分鐘軋制 1 塊板坯，但實際生產中，軋制周期時間長度為 2 分鐘 /每塊板坯。據已有記錄，同時出現(xiàn)的除鱗點為：爐后除鱗機 (除鱗箱 )/E1 粗軋機（其中一組） +E2 粗軋機（其中一組） + 精軋機（二組）箱，其流量Q=451+117+309+309=1186m3/h 系統(tǒng) 高壓水最大需水量 高壓水泵工作制為三開一備，因此高壓水泵能提供的最大水量為： Q=350*3=1050m3/h 系統(tǒng)水泵最大供水量小于除鱗水最大用水量。 待除鱗狀態(tài) 該狀態(tài)下系統(tǒng)高壓水設計工作壓力約： 24MPa，除鱗閥開啟前，系統(tǒng)水壓為 24MPa，這時盡管高壓水泵電機全速運行，但是由于無用水點，故水泵無水輸出，這時電機處于相對低功耗運行狀態(tài)。由于水壓下降，蓄能器向管路排水。 高壓水除鱗工作完整過程中：各主要設備狀態(tài)和主要作用 1）水泵： 用于軋線除鱗及除鱗結束時及時向氣水罐充水。除磷閥關閉時開始接收水泵輸出的水量，現(xiàn)蓄能器其最大可向主管路提供約 水量。 第四節(jié) 改造內容 水系統(tǒng)改造原因 現(xiàn)有高壓水系統(tǒng)流量大，壓力高，高壓水除鱗泵由高壓電機驅動，在軋制線不需要除鱗時（換輥時間、檢修時間、故障時間、等鋼溫時間），高壓泵仍然滿負荷運行，造成不必要的能源消耗。為確保高壓水系統(tǒng)和高壓供電系統(tǒng)及設備的穩(wěn)定（“電機升、降速過于頻繁，對高壓泵的損害極大 ”），所以正常軋制時建議除鱗泵電機仍保持正常速度運行。 盡管 非正常軋制時水泵多數時間相對無流量輸出，電機處于相對降耗運行，但水泵出水管中仍然處于高壓狀態(tài)，電機節(jié)能有限，如使無流量輸出時段電機降速運行，電機低速運行時泵出口壓力也降低，電機降耗將更明顯。 改造前后水系統(tǒng)狀態(tài)比較 改造后，電機應在除鱗過程結束后降速，在需要除鱗前達到正常速度運行，這樣改造前后高壓水系統(tǒng)水壓，流量只有如下狀態(tài)及異同： 1）電機使用 變頻調速控制后，正常軋制仍然運行在工頻，改造前后狀態(tài)相同。 所以電機加速期間無能力給系統(tǒng)補水。其給水時間長度大于電機加速時段的時間。 水系統(tǒng)改造具體內容 本次改造目的是為了節(jié)能降耗，即在軋制線不需要除鱗時，通過降低主泵轉速的方式，降低每臺泵的輸出流量和壓力，進而減少電能消耗，達到節(jié)約用電效果。 新增低壓緩沖水罐及相關組件 泵組油路改造 , 新增 4 臺輔料潤滑泵及 4 個高位油箱。 表 21 低壓緩沖水罐 序號 名稱 指標 1 容器類別 I 2 容積 8m3 3 公稱壓力 4 設計溫度 60℃ 5 使用溫度 5～ 50℃ 6 使用介質 水、空氣 7 腐蝕裕度 1mm 8 焊縫系數 9 主要受壓材質 Q235B 10 試驗壓力 11 設計標準 GB1501998 12 制造標準 GB1501998 JB47321995 13 焊接規(guī)程 JB/T47091992 14 探傷 20%無損探傷 15 重量 噸 16 外形 Φ18004800 表 22 蓄能器系統(tǒng)氣罐及氣水罐 序號 名稱 指標 1 容器類別 三類（Ⅲ） 2 容積 10m3 3 氣水罐 1 臺 4 氣罐 3 臺 5 公稱壓力 6 設計溫度 60℃ 7 使用溫度 5～ 50℃ 8 使用介質 水、空氣 9 腐蝕裕度 1mm 10 焊縫系數 1 11 主要受壓材質 Q345R 12 設計標準 GB1501998 13 制造標準 GB1501998 JB47321995 14 焊接規(guī)程 JB/T47091992 15 探傷 100%無損探傷 表 23 配套蓄能器主要閥組 序號 名稱 型號及規(guī)格 數量 備注 1 最低液面閥 DN=150mm PN=32MPa 1套 氣動控制，關閉迅速 2 氣動閘閥 DN=150mm PN=32MPa 1套 氣動控制，關閉迅速 3 低壓球閥 DN=15mm PN= 1套 4 氣閘閥 VTQZF25/320SS1F 4套 5 氣閘閥 VTQZF100320SS1FDN=100mm PN=32MPa 3套 6 安全閥 SA42Y320 公稱壓力 32MPa 公稱通徑 32mm 4套 7 安全閥 A21H16C(公稱壓力 ) 1套 8 手動閘閥 D341SH16Q200 1套 9 氣動閘閥 D671X16C200 1套 10 磁浮子液位計 UHZ10AK4YP 1套 11 液位計三通閥 DN=20mm PN=32MPa 4套 12 磁浮子液位計 UHZ20AK7YP L=4000 3套 第五節(jié) 主要設備布置及安裝 高壓蓄能器罐布置 高壓泵站布置在主軋跨內地下室。其上方原設計留有檢修吊裝孔。 蓄能器（兩個氣罐一個氣水罐）布置在現(xiàn)在地下室高壓泵站左邊隔墻外側，其上方原設計留有檢修吊裝孔。 低壓緩沖水罐布置 低壓緩沖水罐布置在現(xiàn)有高壓泵站 2高壓泵組的高壓泵旁，其上方原設計留有吊裝孔。 安裝 蓄能器氣罐及氣水罐本體單重 41 噸，本體外形約Φ 1800 9000，吊裝設備起重量須大于 50 噸，吊裝孔尺寸須大于Φ 3000。期間須避讓主軋跨內吊運路線上地面已有設備及構件。 第六節(jié) 實施難點 由于原建設施工期間大型設備一次性吊裝孔均已封閉，本次改造蓄能器罐只能從現(xiàn)有檢修孔吊入地下室。 新增蓄能器組罐體安裝困難。 由于現(xiàn)地下室無可用吊運設施，需要采用其他可靠的臨時移動手段和裝置以完成安裝過程。因該部分施工難度較大，應由有同類施工經驗的專 業(yè)安裝企業(yè)完成。但由于無現(xiàn)使用的泵的調速狀態(tài)下的壓力及流量特性數據，所以三開一備工作制度下的降速運行只可在生產實踐中摸索。 主要設計依據 《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》 GB503162021 《動力管道手冊》 《動力工程師手冊》 第二節(jié) 壓縮空氣系統(tǒng) 壓縮空氣設計要求 壓力： 21～ 27Mpa；用氣量：～ 3Nm179。 熱力設計 現(xiàn)有扎線系統(tǒng)配有 4 臺 35MPa、 Nm179。/min 高壓空壓機與現(xiàn)有系統(tǒng)并網供用戶用壓縮空氣。 存在問題 該機組及管路壓力為高壓級別，應委托具有此設計資質及相關技術的單位來完成后續(xù)施工圖設計任務。 現(xiàn)場條件 電源 除鱗泵動力電源： 10kVAC 50HZ 功率 :3*3550kW 低壓配電電壓： 380/220V；功率 :300KW 照明電壓： 220V； 36V； 控制電壓：直流 220V；交流 220V。在熱連軋廠粗軋電氣室旁有一空地可以新建高壓變頻器室。 相關的考察報告。 第三節(jié) 設計原則 采用成熟、可靠、先進、實用的技術和設備，滿足生產工藝及節(jié)能要求。 由原除鱗泵電機控制柜高配室引 3 路 10kV 供電電源至新建高壓變頻器室 3 套變頻器成套柜，另引高壓柜控制小母線至高壓變頻器室新增高壓開關柜，由粗軋電氣室低壓配電室引 至高壓 變頻器室；并重新整理、敷設變頻器柜、原電機控制柜至除鱗泵電機的電纜線路。 增補完善自動控制系統(tǒng)及新增設備的低壓配電系統(tǒng)。 第五節(jié) 高壓除鱗變頻自動控制系統(tǒng) 熱連軋廠生產線除鱗特點：多點、往復式除鱗。粗軋除鱗為往復除鱗，奇數道次進粗軋前除鱗。所以，熱連軋廠除鱗系統(tǒng)適宜于作變頻調速節(jié)能改造。由于采用功率單元串聯(lián)而不是用傳統(tǒng)的器件簡單串聯(lián)實現(xiàn)高壓輸出，所以不存在器件均壓的問題。 、除鱗系統(tǒng)改造的實施 技術原理 除鱗系統(tǒng)使用的是高壓離心泵，空轉時電能消耗較大，一般除鱗工作時間只占 40~50%，因此如果讓高壓離心泵在整個生產周期中都工作，其大部分時間都會處于空轉狀態(tài)，有較多的的電能被浪費掉。 性能指標 (1)以多點不間斷連續(xù)測控實時參數為依據的恒壓閉環(huán)運行控制方式，實際壓力信號來自于現(xiàn)場信號，變頻器通過調節(jié)速度，使實際壓力逼近壓力設置值，以保證系統(tǒng)的壓力恒定。 (3)變頻器上下限頻率的設定，一定要確保的出水 輸出壓力能達到工藝要求的除鱗壓力。 (5)控制軟件能有效克服了系統(tǒng)溫度增加等技術難題。 (7)人機界面適合原操作人員的操作習慣，操作非常方便。 通過相關技術人員現(xiàn)場大量的實地勘測和技術論證，可實現(xiàn) 新技改的高壓變頻系統(tǒng)與原系統(tǒng)之間的兼容問題，系統(tǒng)可操作性非常高，能在原有的的操作系統(tǒng)基礎上對高壓變頻器方便快捷地進行相關起停操作，使操作人員和 設備 維護人員不需要重新進行培訓的情況下就能熟練正常操作。 (3)原系統(tǒng)的恒壓力控制 問題 既要保證高壓變頻系統(tǒng)能可靠的進行運行，又要保證高壓變頻器在使用過程中的快速響應問題，還要避免經常性的快速切換，加速對電機和高壓水泵的不利影響，通過與相關專業(yè)技術工程公司技術人員到現(xiàn)場調研、協(xié)商，若蓄能器的液位達到最低設定值時，高壓液位計 (或高壓差壓計 )傳出信號給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)就會自動關閉最低液面閥，以防止高壓氣體竄入管路系統(tǒng)，此時最低液面閥有單向閥的功能，即高壓水只能進入蓄能器；當蓄能器水位恢復正常狀態(tài)時，最低液面閥也恢復正常狀態(tài)；若蓄能器的的液位到達最高設定值且壓力值達到規(guī)定范圍下限時， 控制系統(tǒng)自動啟動空壓機向蓄能器補氣。 當鋼坯到達除鱗箱，系統(tǒng)自動打開噴射閥，除鱗泵和蓄能器同時供水除鱗，除鱗完畢，噴射閥自動關閉，泵向蓄能器補水，蓄能器的壓力達到泵的關死壓力，泵無流量輸出，蓄能器補水完畢。 通過了解，日鋼1580 熱軋板帶除鱗系統(tǒng)實際工況是：在三段除鱗過程中，由于是連軋，有兩鋼坯前面精軋還未完成正在除鱗，后面的鋼坯同時在爐后除磷位或粗軋除鱗位也同時需要除鱗；這樣開 3 臺除鱗泵才能滿足正常工藝除鱗需要。目前采用的辦法是：人為使 2除鱗系統(tǒng)最小流量一直處于導通狀態(tài)，以排放 多余流量，帶走一定的熱量，保證系統(tǒng)滿足正常工況需求。 通常最小流量閥的后面，設置有節(jié)流孔板及擴散管，即使最小流量閥打開，泵排量也不大。而目前的工況是一直旁通，未能調節(jié)，即使是除鱗狀態(tài)，也 一直在旁通排放，為保證生產正常進行，減少較大的電能浪費，變頻器除鱗系統(tǒng)就能很好的解決以上問題。通過對系統(tǒng)的長時間觀察，除了極少數時間系統(tǒng)工作壓力低于 ，大多數時間系統(tǒng)都工作在 以上。 改造后除鱗系統(tǒng)的控制結構 改造后的系統(tǒng)采用能量優(yōu)化控制程序及無諧波高壓變頻器，監(jiān)控組