0 概述

新钢第二炼钢厂有 1 座 210 t ＲH 真空炉和 1 座210 t VD 炉，真空泵系统均为全蒸汽泵，共五级泵( 即 B1，B2，B3，4a \ 4b，5a \ 5b) 。蒸汽压力在 0. 9MPa 时，ＲH 炉全泵投入使用蒸汽瞬时消耗量约为43 t /h，VD 炉全泵投入时，蒸汽瞬时消耗量约为 48t /h，转炉正常情况下自产蒸汽约 35 ～ 45 t /h，当 时生产，必须外引动力厂高品质蒸汽，减温减压保供生产。2013 年全年外引蒸汽量为 51 863 t，平均每月外引蒸汽 4 321. 92 t，可见蒸汽消耗量很大。

1 蒸汽消耗分析

从有效利用率来看，VD 炉 有 效 利 用 率 较 低，2014 年有效利用率为 9. 7% ，平均每月炼钢 109 炉，月产量 2. 25 万 t; ＲH 炉有效利用率较高，2014 年有效利用率为 68% ，平均每月炼钢 543 炉，月产量 来看，2014 年 VD 炉平均每月消耗 3 300 t，ＲH 炉平均每月消耗 1. 56 万 t，可见蒸汽消耗量主要在 ＲH炉。因此，改造 ＲH 炉更有利于节能。

ＲH 炉真空泵抽气能力为 1 000 kg /h，ＲH 真空炉蒸汽压力为 0. 9 MPa 左右时，投入真空泵蒸汽消耗量情况见表 1。

投入 5a，5b 泵后，蒸汽瞬时消耗量约 25 t /h，再投入 4a，4b 泵后，蒸汽瞬时消耗量约 43. 5 t /h; 投入 B3，4a，5a 泵后，蒸汽瞬时消耗量约 34. 3 t /h; 投入 B2，B3，4a，5a 泵后，蒸汽瞬时消耗量约 39. 5 t /h; 投入 B1，B2，B3，4a，5a 泵后，蒸汽瞬时消耗量约 43 t /h。5a，5b 泵蒸汽消耗量最大，如改造 5a，5b 泵，将省下 5a，5b 的蒸汽消耗量，全泵投入将省下 5a 的蒸汽消耗量。

2 改造方案和内容

目前国内有两种改造方式^[1-3] : 一种是全机械泵，另一种是蒸汽泵 + 水环泵。全机械泵的投资费用较高，全国产化的投资费用约 2 500 万元，进口和国产泵搭配的投资费用在 3 000 万元以上。机械泵故障率较高，国内并无成功先例，重钢是全进口机械泵，所有泵已返厂维修过一次。机械泵维修周期较长，数量较多，一套真空泵组系统有 20 台，且占地面积较大，而我厂现场没有足够场地。蒸汽泵 + 水环泵运行稳定、故障率低，在国内技术比较成熟并得到广泛应用，如上海宝钢一炼钢厂 300 t 4 号 ＲH、二炼钢厂 300 t 6 号 ＲH 炉、天津大无缝钢管厂 100 t VD炉和 150 t VOD 炉、舞阳钢厂 120 t VD 炉都在使用。所以，我们选择了蒸汽泵 + 水环泵的形式对现有真空泵进行改造。

蒸汽泵 + 水环泵真空系统工作原理示意图见图 1，利用原有的前四级泵( 即 B1，B2，B3，4a \4b) ，甩掉第五级泵( 5a \5b) ，主泵由蒸汽喷射泵( B1 + B2 +B3 + 4a) + 水环泵组成，辅泵由蒸汽喷射泵( 4a \4b)+ 水环泵组成。甩掉( 5a \5b) 后，从 C2 冷凝器处引出抽气管接到 4 台水环泵上，水环泵排出的气汇总到总排气管，通向厂房顶外排。同时在 5a 前加装气动阀( 见图 1 中 E5a) ，以保证水环泵与蒸汽泵互相切换，即新增水环泵不影响全蒸汽喷射泵的使用，二者可互为备用。

全蒸汽泵炼钢时，先开 5a \ 5b，真空度达到 30kPa 后再投 4a \4b; 真空度达到 10 kPa 后，关掉 5b，4b，投 B3 泵; 真空度达到 1kPa 后，投 B2 泵; 真空度达到 500 Pa 后，投 B1 泵，正常开启 B1，B2，B3，4a，5a 蒸汽泵的蒸汽瞬时流量为 43 ～ 45 t /h，随蒸汽压力的变化，流量会有上下波动。冷凝器的冷却水量为 1 600 ～ 1 800 m³ /h。

图 2 为水环泵组示意图。

进水设计用 ＲH 炉浊环水，结合现场实际情况，改用连铸二冷水，3 台泵最大水量为 60 m³ /h，压力为 0. 45 MPa，水环泵用水通过管道排至 ＲH 炉热水井。水环泵组进气管接 C2 冷凝器，排气管外排厂房房顶。水环泵组共 4 台，3 开 1 备，根据需要，可选择自动或手动操作，操作模式根据水环泵情况选择。如用蒸汽泵 + 水环泵，先甩掉 5a，5b 泵，即将新增的气动阀( E5a) 和图 1 中 317 阀关闭，启动 3 台水环泵，其他操作程序和全蒸汽泵一样，当 B3 泵启动时，水环泵自动停下 1 台，此时 2 台水环泵已经能够满足工艺要求的真空度。开启 B1，B2，B3，4a 和 2 台水环泵，真空度达到极限真空时，蒸汽压力为 0. 87MPa，此时蒸汽的瞬时消耗量为 30. 5 t /h，随蒸汽压力的波动，流量会小幅波动。冷凝器冷却水量为1 400 ～ 1 500 m³ /h 可满足生产要求。ＲH 炉真空泵改造前后的参数对比见表 2。

3 改造前后对比分析 3.1 改造前后单炉蒸汽消耗量对比分析

ＲH 炉真空泵改造前后单炉钢所需的蒸汽消耗量见表 3。从表 3 可知，改造前单炉蒸汽消耗量为33. 7 t /炉，改造后单炉蒸汽消耗量为 22. 1 t /炉，平均每炉钢节约蒸汽 34. 42% 。

3.2 改造前后部分钢种蒸汽消耗量对比分析

ＲH 炉真空泵改造前后对部分钢种蒸汽消耗量数据进行跟踪，蒸汽具体消耗量见表 4。由表 4 可知，ＲH 炉冶炼周期越长的钢种蒸汽消耗量也越多，但相同钢种在改造后蒸汽消耗量均比改造前有所减少，如钢种 800WＲ 最大减幅达到 32. 1% 。

4 结论

ＲH 炉真空泵系统将末级泵改为水环泵以后，投产运行正常，蒸汽压力为 0. 87MPa，平均每炉钢节约蒸汽 34. 42% ，800WＲ 钢种节约蒸汽消耗量幅度达到 32. 1% 。蒸汽泵 + 水环泵比全蒸汽泵更节能，运行平稳，值得推广应用。