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本论文论述了现场仪表单体调校施工中的压力及差压变送器、热电阻、流量计、液位计、调节阀的调校方法及技术要求。
关键词:仪表单体调校 压力变送器、差压变送器、热电阻、热电偶、双金属温度计、流量计、液位计、调节阀
Abstract: since fifteen, our company was built in and around the steel instrument engineering dozens, common instruments are: pressure transmitter, differential pressure transmitter, thermal resistance, thermocouple, bimetal thermometer, flowmeter, level meter, control valve. Instrument single adjustment construction technology in the construction process of steel instrument engineering plays a guiding role in the construction of field instruments, and achieved good economic and social benefits.
Instrument types, large quantity, high precision of instrument strict requirements, instrument order cycle length, arrive late, short construction period. In this paper, play the role of guidance, familiar with the paper, can shorten the adjustment time greatly. The construction of common instrument widely used in steel single school.
This paper discusses the calibration method and technical requirement of field instruments monomer adjustable pressure and differential pressure transmitter, the construction of thermal resistance, flow meter, level meter, control valve.
Keywords: single adjustable pressure transmitter, differential pressure transmitter, thermal resistance, thermocouple, bimetal thermometer, flowmeter, level meter, control valve
中图分类号:TH-3 文献标识码:A
一、调校方法
1.1仪表外观检查内容及要求如下:
铭牌及实物的型号、规格、材质、测量范围,刻度盘等,应符合设计要求;
无变形、损伤、油漆脱落,零件丢失等缺陷、外形主要尺寸符合设计要求;
端子、接头,固定件等应完整,附件齐全,合格证及检定证书齐备。
仪表调校人员应熟悉仪表使用说明书,并准备必要的调校仪器工具。
1.2仪表校验调整后符合下列要求:
基本误差及变差不应超过该仪表精度等级的允许误差;
仪表零位正确,偏移数值不超过允许误差的 1/2;
可调节螺丝等可调节螺丝等可调装置在调校后仍应留有余地;
执行器全行程动作灵活,无卡涩现象;
变送器的恒流性能及静压试验符合说明书要求;
1.3 仪表调校合格后,及时做好状态标识,并填写调校记录,要求数据真实,字迹清晰、工整。
1.4 温度仪表
1.4.1在易燃、易爆、高压价质处安装的温度计及热电偶的保护套管应进行液压强度试验,试验压力为工作压力的1.5倍。稳压5分钟无泄漏为合格。
1.4.2双金属温度计,压力式温度计应作示值校验,校验不得少于两点,如两点中有一点不合格,则应作 4 个刻度点校验,如仍有不合格点,则作不合格处理。工艺有特别要求的温度计,应作 4 个刻度点校验。
1.4.3热电偶,电阻温度计首先检查热电偶、热电阻是否有开路或短路现象。然后用恒温箱加热至不同温度点5点,根据不同分度号,查温度对照表,用精密数字万用表测量输出值是否正确。注意热电偶调试时冷端要插入冰水中,既置0℃温度
1.4.4热电阻的分度允许误差应符合表1的规定
表1:热电阻校验允许误差
1.4.5热电偶的检定点及分度允许误差应符合表2的规定
表2热电偶的检定点及允许误差
1.5 电动调节阀
1.5.1 调节阀出库后,应核对调节阀铭牌的内容是否符合设计要求,同时检查各部件有无损坏,阀芯、阀体有无锈蚀以及规格、尺寸、材质等是否符合设计要求。
1.5.2首先接上220VAC 工作电源,由信号发生器输入4~20mADC 电流,阀位开度与之线性对应0%~100%,同时阀位反馈电流线性对应4~20mADC 电流输出,若开度对应超差,则调整控制板上的“调零”及“调满”电位器,而反馈超差可调节反馈板上“调零”及“调满”电位器。如果稳定性不符合要求,可调节“灵敏度”电位器。同时观察其机械性能是否良好,如有问题与机械人员联系,调整阀体使其灵活开闭。
1.6 压力及差压变送器的校验
1.6.1 压力及差压仪表的精度校验应按其测量范围采用以下信号源和校验设备进行。
1.6.2压力变送器校验按增大或减少方向施加压力信号、压力仪表指示值的基本误差和变差不得超过仪表精度要求的允许误差;指针的上升与下降应正稳,无迟滞、卡涩现象。校验点在刻度范围内均匀选取,一般为5点。
1.6.3差压变送器校验时,按照校验接线图(图1)进行零点调校:在ΔP=0 时,调整调零螺丝,使输出电流为4mADC,向正压室加入ΔP,使输出电流满量程为20mADC,然后去除压力,观察仪表回零情况,反复几次,使零点稳定。测量范围的调整:缓慢加入压力信号到满量程,观察输出电流。调整量程微调螺丝,使得在规定量程下输出为20mADC。调整好量程后将输入差压信号分为5等分,对仪表进行基本精度的校验。(智能变送器可用智能终端校验)。
图1接线图
1.6.4 压力表校验合格后应加铅封,并贴合格证。
1.7 流量仪表的调校
1.7.1 椭圆齿轮流量计、电磁流量计、涡轮流量计、转子流量计等流量仪表有出厂合格证及校验合格报告,且报告在有效期间内可不进行精度校验。但应通电或通气检查各部件是否工作正常。电运传与气远传转换器应作模拟校验。
1.7.2 气动远传,电动远传及机械指示型转子流量计可推动转子上升或下降,指示变化方向与转子方向一致,且输出值应与指示值一致。
1.7.3 水流量检测用电磁流量计的调试。首先检查传感器是否正确接地。提供220VAC 工作电源,检查管径、励磁电流、量程、传感器系数等参数设置是否正确。然后与工艺联系使管道内充满静止介质,进行零点标定,使转换器瞬时流量显示为零,同时电流输出为4mADC。必要时可复位积算器。如有问题,可通过面板编程键进行修改、调整。
1.7.4气体流量检测用节流装置也称流量孔板,其配合差压变送器使用。首先检查孔板与变送器量程是否相符。智能变送器用智能终端使其电流输出开方,开方后的电流就与设置流量量程线性对应。
二、 安全措施
2.1 进行安全技术交底,针对施工中安全隐患制定响应的防范措施。
2.2 每天班前会要针对当天的作业内容,讲解安全防范措施。
2.3 班组设兼职安全员,负责督促、检查有关安全注意事项,对违反安全操作规程的人员,有权下令停工。
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)06-0076-02
随着钢厂生产规模的不断壮大和车间产能的不断增长,原有车间生产报表系统已经不能满足统计汇总的需要。以前车间生产报表都由管理员通过Excel统计汇总,该种以手工形式进行统计形成的报表存在不少弊端:车间报表存为Excel文件,而Excel文件容易丢失不利于数据保存,当需要统计多个Excel中数据时,操作起来相对困难;由于每天统计的生产数据都生成一个Excel文件,不仅占据电脑的硬盘空间,而且查询历史生产数据极为不便;生产数据都是通过Excel文件打印出来送到各个管理部门,数据的可靠性和及时性不能实时体现,管理部门无法实时了解车间的生产情况;报表在打印出来后,都要通过管理员每日向各个管理部门送报表,既浪费时间又降低工作效率。鉴于以上种种弊端,建立一套生产报表系统取代原有的手工报表尤为重要。
1 系统总体设计
本系统设计采用的数据库为Oralce9i,开发工具为Developer6i。Oracle数据库的前端开发工具Developer6i,能够灵活、方便、有效地开发出基于C/S结构的用户应用程序。其中Oracle Forms是数据库的表格设计工具。用它可开发和运行Windows下基于表格的应用。它的特点是集成数据字典,用基表管理应用,把应用分解为对象和属性,支持多达8种对象,每种对象都有丰富的属性,应用种类也更广泛,比如带有图象信息的数据库应用等。利用Forms开发的程序可通过各种界面项插入、更新、删除和查询数据。Oracle Report是数据库的报表设计工具。用它可以开发出基于Oracle数据表的各种统计报表。
通过上述工具,根据钢厂生产实际,开发了车间的生产质量日报表。该系统界面友好,数据录入简单,减轻了车间管理员的工作负担。同时报表通过网络传输,当录入生产数据以后,管理部门只需运行本系统查询程序就可以得到所需生产数据,十分方便。取代原有报表人工传送,节约人力财力。
2 系统功能设计
本系统设计开发的总体目标是减少车间管理员每天做生产报表负担,实时录入、传送、查询生产数据,提高效率。系统设计共分为四大模块:用户添加、录入界面、系统管理和报表打印。
用户添加模块主要方便管理员账户根据实际需要设置添加系统操作人员,并分配该人员所具有的使用权限。
系统录入模块是本系统的主界面,车间管理人员通过本界面对生产数据进行录入,并及时通过网上传送,呈递给管理部门。
界面打开时生产日期默认为当天,按钮“检查数据是否录入”的作用是校验显示的生产日期在数据库里是否存在,如果存在则提示该天的数据已经录入,请核实日期重新录入;若不存在所录日期,则系统提示录入数据信息。管理员根据车间当日实际生产数据情况录入系统,当所有数据录入完毕,在确认无误的情况下,点击右下角的“存盘”,便可将当日的数据存入到数据库中去。“数据提交”的作用是将当日所录入的生产数据传送到所需的管理部门,使他们能及时了解生产情况,可以让他们更加规范的管理生产。“清空”即是将界面上的数据清空,方便继续录入。
系统管理模块的主要功能是提供用户的登录界面以及密码修改和退出。用户通过用户名和口令进入系统,并可以对自己的密码进行修改,密码的及时修改很大程度上提高系统运行的安全性。
报表打印模块是根据录入的数据信息,按车间报表需求格式进行统计,形成固有模式的生产日报表。
3 系统数据库设计
根据钢厂原有的报表格式并对该系统做相应的需求分析及功能设计后,可以将本系统所处理的数据流程设计如下:
数据库表是系统开发的基础,合理准确的设计数据库表能很好地支撑系统的总体架构及后续功能的扩展。当业务需求发生变化时尽量减少原有设计逻辑,无需更改表结构。本系统分成三个数据表。即:
用户表:computer_user
热卷板生产数据主表:master_tab_coils
热卷板生产数据从表:detail_tab_coils
主表和从表之间通过主键master_id建立关系,主从表的主键都是以序列的形式自动生成流水号。主表存放日期、录入人员、生产记事等信息。从表根据不同班次、班别录入该班实际产量及各类能源消耗等信息。
各个功能块的描述如下:
4 结论
论文通过Form及Report开发工具的应用,根据车间实际需要设计形成整套用户管理、数据库录入、报表呈现的报表系统。很大程度上降低数据录入的差错率,减少人员劳动强度。同时提高报表准确率和及时率,为管理层生产调度提供有效的数据支撑。
中图分类号:TM571.61 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 19-0000-01
130T/H the Whole Gas-Fired Boiler FSSS Technology Improvement Research
Duan Yanliang1,2,Zhao Yanjun1
(1.Hebei United University,Tangshan063000,China;2.Tangshan Iron and Steel Group Automation Company,Power Inspection Center,Tangshan063000,China)
Abstract:A steel 130T/H all coal-fired gas boiler technological transformation projects,furnace safety supervisory system(FSSS)has been to upgrade the hardware and software features to improve the system co-debugging stages.Through joint efforts,the system can be significantly improved operability,the input rate of the boiler to protect 100% successfully passed trial operation 72h,to meet the design requirements.
Keywords:Furnace safety supervisory system;Improvement;Debugging
一、系统概述
某钢厂南区动力厂一期两台全燃气锅炉FSSS系统采用西门子公司的WINCC6.0\STEP7 V5.4及S7300PLC实现的。FSSS有1#、2#PLC柜组成,其中1#柜为S7300 CPU及相关的I/O模块,2#柜为MFT继电器柜,现场各保护输入信号送至1#PLC柜进行处理,逻辑结果信号从2#柜输出至现场设备。该系统由公共逻辑及煤气系统逻辑两部分组成,主要实现如下功能:(1)炉膛吹扫逻辑、煤气母管泄漏试验逻辑;(2)锅炉停车保护逻辑。该系统的主要缺陷有以下几点:(1)系统未配备不间断电源UPS;(2)PLC无冗余切换功能;(3)上位操作画面无事故首出功能。(4)点火逻辑不完善。
二、系统改进情况
针对以上情况公司从2010年3月1日至2010年5月10日对该系统做了全面改进。
(一)系统硬件的改进。如图1所示系统控制由西门子S7-300 PLC改为S7-400H冗余PLC,使用ET200M分布式智能站对模拟量和开关量进行采集输出。包括:2个电源PS407、2个CPU S7-414H、2个通信模块CP443-1及同步模块等。PLC使用控制器和通信的冗余,在系统运行中,主、备CPU通过冗余连接进行通信,备CPU以一定的周期刷新状态数据,以保持和主CPU同步。主CPU通过Profibus-DP对I/O站ET200M进行操作控制。如果主CPU发生故障,或者主CPU与ET200M的通信发生故障,则备CPU自动激活,取得控制权。同时设有3个操作员站放置在控制室内,与PLC的CPU之间采用工业以态网进行通信且均可作为工程师站进行上位机画面和下位机程序的修改。PLC的CPU和ET200M分布式智能站放置在现场控制柜,之间采用Profibus现场总线通信,I/O采集控制均包含在远程Profibus从站部分。整个系统使用冗余UPS电源供电,同时增加双路市电作为备用电源,提高了系统电源的可靠性。从而保证运行人员在系统掉电后能够正常可靠停机。
(二)系统软件的改进。人机交互界面设计采用西门子WINCC6.22组态软件,过程控制程序设计采用西门子Step7编程软件进行编程,编制、修改方便灵活,运行稳定可靠,能够安全可靠的连接,组态画面简捷明了,易于操作工进行监控操作,可有效降低运行人员误操作几率。
(三)系统逻辑保护的改进。1.火焰检测信号逻辑改进。炉膛共分四角,每角分三层烧咀,火焰检测探头数量由原来每角一个,增加到每角三个,保证炉膛四角各层都有火焰检测装置,每角的上、中、下三个火检信号作为一组,取3选3作为该角总管气动快切阀关闭信号的输出条件,四个角取4选4作为停炉保护输出条件。2.火检探头冷却方式改变。冷却方式由原来的送风机出口的冷却风改为仪表用压缩空气,保证了探头工作温度正常稳定,从而输出可靠的火焰检测信号。3.点火枪动作方式改变。点火枪由原来的固定式改为气动推进式,点火结束后点火枪自动退出,避免点火枪长时间处在高温状态,提高了一次点火的成功率,同时延长了点火枪的使用寿命。4.点火逻辑的改变(如图2)。一旦点火失败,系统发出指令将各角的气动快切阀门转换到关闭自锁状态,不允许二次点火,同时系统发出炉膛重新吹扫指令,待吹扫结束后方可进行再次点火,有效避免炉膛内发生煤气爆燃事件。5.增加手动停机硬线路。原系统中只有PLC控制系统的保护,一旦PLC控制网络瘫痪,便不能保证有效停炉。改进后系统增加手动硬线路控制系统,直接控制现场各个关键设备的启停和开关,控制按钮设计为双路串联控制,有效防止系统误动作。
三、FSSS系统调试情况
自2010年5月中旬至5月底对新改进的FSSS系统做了静态及动态试验。试验结果均达到预期目标。
四、结束语
该钢厂南区1、2#锅炉FSSS自2010年6月投运以来,没有发生误动作现象,系统运行稳定可靠,创造了良好的经济社会效益。
参考文献:
[1]李圣明.基于DSP的锅炉炉膛火焰检测系统研究[D].(硕士学位论文).济南:山东大学,2004
关健词:交流资料指标经营管理
1参照同行业指标制定经营目标考核
1.1参照同行业标准的重要性我在包钢运输部从事二十年的考核工作,正确评价铁路运输经营成果和经营业绩是铁路运输考核管理中非常重要的基础和前提,如何评价我部铁路运输的经营成果,只能参照在同行业中铁路运输经营指标才有可比性,提高本单位的的地位至关重要的,也是提高我部经济管理工作中的关健,通过同行业对比指标,对影响企业后续发展的各项指标进行我部未来发展潜力的综合分析,对我部的经营情况进行综合评价,得出我部的经营效绩和经营业绩的基本结论,在铁路运输资料交流中发现问题,建立一套科学规范全国同行业评价的标准值,使我部的考核纵向、横向实际比较,确保评价结果的客观公正,建立动态的评价标准值,将我部的指标应在同行业同规模企业的实际标准,很清楚处在什么位置,比较公正,客观。
1.2计算口径相一致是冶金铁路运输指标具有可比性的生命只有计算口径一致,各大钢厂在进行同行业指标交流才存在着意义,同行业指标做为考核比较有意义。指导冶金企业运输工作提供重要依据。通过同行业指标交流,为经营管理、经营决策、制订计划、组织生产和供销、以及实行现代化管理都要以的先进性指标为依据。
1.3充分保证交流数据质量的准确性,各大钢厂指标比较才存在意义同时指出各项指标数据的来源保持准确性,各项指标才具有可比性,而一旦统计数字出现虚假现象,算出的指标就毫无意义。其中实物指标如铁路运输量,时期指标指冶金企业一段时期内活动结果的总量指标如运量指标等等。时点指标某一刻状况的总量指标如职工人数。工作各环节提高数据质量。
2同行业交流资料指标计算口径中存在的问题
2.1指标车辆工作量、车辆检修费用、车辆单车成本、机车工作量,机车台日产量,厂内车普通车日产量、铁路运输单位成本等指标在计算的口径中虽使用的是同一计算公式,但是对于每一项指标中的子项、母项理解不同,使用的数据也不相同,造成这些指标可比性较差。采取一致的计算口径,冶金企业铁路运输专业交流才有交流的必要。否则,指标的外涵、内延不一样,也就是说指标的母项或者子项不一样,计算出的结果相比较岂不是没有任何意义。工作量这一指标的含义在冶金企业铁路运输统计规程第19页规定是指每辆支配车辆完成的运量表示。
车辆工作量的计算工式=厂内车运输总量/支配车辆的平均辆数。它没有明确的解释子项和母项所包含的含义。但我的理解是厂内车运输总量顾名思义即包括冶金车运量又包括普通车运量,即然子项包括普通车和冶金车,母项相对应的车辆数当然指的是支配的冶金车数与普通车数之和。在十几大钢厂的交流资料中这一指标有三种计算方法,有的是用厂内普通车运输总量除以支配的普通车车数。有的是用厂内普通车加冶金车运输总量除以支配的普通车加冶金车辆数。我认为这种方法是正确的计算方法,还有的钢厂的计算方法是用厂内普通车运输总量除以厂内普通车数,大部分钢厂采用此种计算方法。还有个别的钢厂采用的计算方法是用厂内普通车运量除支配的厂内车总数。
有的采用的计算公式为(厂内普通车运量+厂内冶金车运量)/支配的普通车辆数。子项包含普通车、冶金车运量,母项却只有普通车数。
车辆工作量采用的计算公式是厂内普通车加冶金车运输总量除以支配厂内普通车辆数加冶金车辆数。
2.2车辆检修费用在冶金运输统规第20页明确指出其含义是包括车辆大修、年修、辅修、列检消耗的原材料配件、油脂费、互换配件和修理补充及予提费、委外配件加工费、运杂费等。
车辆检修费用的计算公式=车辆检修费用/支配车辆的平均辆数。年度车辆检修费用它在统规中没有明确提出包括普通车和冶金车,各大钢厂在交流这一指标中存在的问题与车辆工作量这一指标中存在的问题基本一致,有的钢厂包括普通车和冶金车检修费用,有的钢厂只包括普通车的检修费用。我理解这一指标的含义包括普通车、冶金车大修、年修、辅修列检消耗的原材料油脂费用等。相对应的母项支配车辆的平均辆数也应包括普通车和冶金车。
2.3车辆单车成本计算公式上存在的问题基本同车辆检修费用计算公式上存在的问题相似。
2.4一些指标相互具有联带关系,也就是说它们的子项或者母项是同一指标应该是相同的。一些钢厂指标在计算过程中具有联带关系的指标是相同的,而另一些钢厂指标在计算具有联带关系的指标是不相同的。
2.5全员劳动生产率的母项与千人负伤率、千人死亡率的母项都是铁路运输部门在籍人数。应该是一致的。某钢厂运输部全员劳动生产率的母项的人数为3426人,而千人负伤率、和千人死亡率母项的人数居然是41115人,相差如此悬殊。
从各大钢厂的交流资料进行对比,计算口径不一样,铁路运输专业交流资料指标计算口径各不相同。如机车综合能耗这项指标等于蒸汽机车消耗换算成标准煤加上内燃机车耗柴油换算成标准煤,除以贷物周转量。折算系数有的按1.571,有的钢厂则不是。
3指标与考核相挂钩,强调指标的权威性
铁路道口的设置,既方便了列车、汽车、行人的通过,又保证了交通运输的安全。随着运输物流的发展与交通运输科技水平的提高,更大载重的重型卡车的使用越来越多,旧的钢板道口已不能适应公路交通方向通过的要求,也不能保证铁路方向的行车安全。特别是在一些车流量密集通过的道口,钢板道口损坏失效过程急剧加速,道口检修周期大幅缩短,检修费用翻倍增长,同时道口板的失效也威胁着道通的安全。
经过调查研究,结合实际情况,通过设置钢筋混凝土整体道口,既可以保证道通的安全,又可以增大道口检修周期,降低检维修费用。
1 钢筋混凝土整体道口的现状及趋势
钢筋混凝土整体道口已在上海铁路局管内沪、苏、浙、皖各大城市的全部专用线道口、上海宝钢全部、杭州钢厂全部、武钢、永煤、焦煤、陕煤、徐煤、连运港、湛江港、宁波港等大型企业专用线道口中普遍使用,特别适用于汽车流量特别大、汽车超载特别严重的钢厂、煤矿、港口等公路主干道铁路平交道口。从适应密集、特大重型卡车的通过能力分析,我们认为钢筋混凝土整体道口目前是最适合厂区主干道口实际的道口类型。
2 钢筋混凝土整体道口的技术特点
从道口的承载强度、稳定性和耐久性分析,钢筋混凝土整体道口的主要特点如下:
1)每块整体道口板由高强度混凝土和高强度热轧钢筋在工厂制作浇筑而成,其优异的工作性能从而保证了其良好的工作承受强度;
2)由于每块整体道口板的自身特性,宽达3000毫米,高500毫米的良好力学性能、钢筋混凝土自重大(2.5吨/立方米)的特点以及良好的地基承载力(整体道口板的地基按标准设计铺设),同时每块道口板通过钢轨及配件连接和预埋件相互焊接组成刚性整体,从而保证了其优异的整体稳定性;
3)良好的工作承受强度和优异整体稳定性,保证了其能承受特大重型卡车对道口的频繁冲击,同时也避免了因翻浆冒泥造成的道口沉降,保证了其良好的工作耐久性。
3 钢筋混凝土整体道口在实际工作中的使用效果
由于钢筋混凝土整体道口良好性能,从使用效果来看,钢筋混凝土整体道口道口板板承压力好,可轻松抵御超载、重载汽车的冲击;燕尾式的轮轨槽大大减轻了汽车轮子对钢轨和道口板的冲击,也大大增长了道口板的使用寿命;钢轨镶嵌在道口板中,铺面之间钢性连接,各种曲线道口的超高、扇形结构、沉坡要素一并在制作工艺中实现;一次投资免维护,车辆、行人通过平稳;钢轨安装不影响轨道电路,外形整洁美观。
4 钢筋混凝土整体道口的安全保障
从铁路道口的“安全、平稳、耐用、抗重载”的要求出发,钢筋混凝土整体道口已可以完全代替普通混凝土道口板,给实际的生产生活提供足够的安全保证。主要体现在:
1)每块整体道口板由高强度混凝土和高强度热轧钢筋在工厂制作浇筑而成,其优异的工作性能从而保证了其良好的工作承受强度;
2)由于每块整体道口板的自身特性,宽达3000毫米,高500毫米的良好力学性能、钢筋混凝土自重大(2.5吨/立方米)的特点以及良好的地基承载力(整体道口板的地基按标准设计铺设),同时每块道口板通过钢轨及配件连接和预埋件相互焊接组成刚性整体,从而保证了其优异的整体稳定性;
3)良好的工作承受强度和优异整体稳定性,保证了其能承受特大重型卡车对道口的频繁冲击,同时也避免了因翻浆冒泥造成的道口沉降,保证了其良好的工作耐久性。
5 钢筋混凝土整体道口带来的经济效益
以安钢为例,结合安钢厂区内主干道道口的检修标准计算,其具有良好的经济效益:每年铁路道口投入的检修费用为45万元,维修费用为15万左右,略去日常小补修工作。
普通钢板道口每米费用为:7860元/米。
钢筋混凝土整体道口(为一次性费用投入):
1)整块:5000元/米。
2)运费:1000元/米。
3)不包括施工费及铁路材料备件费。
钢筋混凝土整体道口费用为一次性投入,一般在15~20年内无需检修维护(上海铁路局的统计数据)。按照常见的10米宽道口计算,按照钢板道口两年检修一次,可直接节约费用:
7860元/米年*10米*0.5=39300元/年,元参照目前检修计划,按每年检修4处道口计算,每年可节约检修费用157200元,按15年计算可节约2358000元。由于日常免维护,还可节约相当可观的维修、补修费用。
6 结束语
钢筋混凝土整体道口的主要特性(承载强度、整体稳定性和耐久性)无疑适应密集车流与特大重型卡车的通过能力,符合低成本运行的要求,是生产与运输安全的重要保障,无疑是铁路道口主要干道道口道口类型的最合适的选择。
【参考文献】
[1]黄荣.钢筋混凝土整体道口的设计应用[J].铁道运行技术,1006-8686(2012)04-0025-02.
[2]熊爱武.钢筋混凝土铺面板整体连接式道口铺面的研究[J].武钢技术,1008-4371(2008)04-0045-03.
引言
钢铁企业特别是大中型钢铁企业,电力负荷大,可靠性要求高,形成相对独立的3―35kv企业配电网。由于大量采用电力电缆,系统接地时产生的单项接地电流超过规定许可值,电弧难以自熄,产生的内部过电压也常超过电力设备的耐受能力,使配电设备遭受损坏,严重影响了企业的安全生产。
从国外电网的发展来看,美、日等国家采用低电阻接地方式居多,并认为低电阻接地是今后的发展趋势。从国内来说,目前电力系统正在制定电阻接地的有关措施,并将逐步实施。我们通过试验研究后认为,采用中性点经低电阻接地的方式,并不一定是适合企业配电网发展的最佳方式;目前,电力系统尚有不同的观点和做法。因此,我们将通过下面的阐述,对中性点接地方式的有关问题作进一步的研究与探讨。影响中性点接地方式的因素很多,本文不可能对各种因素逐一全面研究,只针对电缆供电的特点,主要对电阻接地情况下的优缺点进行分析比较,以寻求更为合理的中性点电阻接地方式。
1 钢铁企业采用中性点经小电阻接地方式的优势
近些年来,钢铁企业配电网的电缆不断扩展,其中主要的问题为:电缆的单相接地故障多为在一定条件下由于自身绝缘缺陷造成的,而且接地残流较大,接地电弧多为封闭式电弧,不宜自行熄灭。电缆一旦发生单相接地,不是永久性故障,便是相间短路故障,基本是非自恢复绝缘故障,消弧线圈已不起作用;电缆网络的接地电容电流很大,补偿与协调十分困难,当其值达到或超过150A时,谐振接地方式已不再适用。中性点经小电阻接地后有以下优势:
(1)可避免在中性点不接地系统中经常发生的电压互感器烧毁及系统一点接地时电压互感器高压熔断器频繁熔断的异常现象,可有效消除PT谐振过电压。
(2)目前钢厂基本采用微机型继电保护装置,其可靠性和灵敏性都是值得信赖的。当发生接地故障时,零序保护迅速切除单相接地故障,限制了绝缘事故的发展扩大。
(3)一般钢铁企业10KV开关站多为单母线分段,重要负荷均为双回路供电,容量100%备用,当一回电缆发生点相接地故障被保护跳闸时,另一回电缆可以保证生产不受影响,特别重要的负荷还可装备电源快切装置。
2 钢厂采用中性点经大电阻接地方式的特点
配电网络中性点采用经低电阻接地的运行方式,可以降低单相接地时的暂态过电压,消除弧光接地过电压,使用简单的保护装置就能迅速选择故障支路,消除故障。但是,随着带来线路跳闸频繁、断路器维护工作量的增大及人身触电电流的增大,也直接影响到供电系统的可靠性与安全性。
高电阻接地是这样定义的:电力系统中性点通过一电阻接地,其单相接地故障时的电阻电流被限制到等于或略大于系统总电容电流,即IRN≥3Ico,如图1所示。图中RN≤Xco/3,RN为接地电阻,Xco为系统每相对地容抗,3Ico为总电容电流,IRN为流过电阻器的电流。
当发生电弧接地时,接地电流为Ijd=(1/RN+j3ωco)UA=IRN+jIc
单相接地将使非故障相对地电压升高3倍,变成线电压;此时,电网的线电压仍维持对称状态,对负荷没有影响。如果发生的是间歇性电弧接地故障,非故障相对地电压将大大超过3倍,而且波及整个电网,使那些绝缘薄弱环节相继发生绝缘击穿,使事故扩大。试验时,在高压模拟电网(3.3kV)上用低阻尼电容分压器、磁带记录仪记录过电压信息,由计算机采集分析系统采集记录在磁带仪上的过电压信息并加以分析,计算机采集分析系统记录的过电压波形。
从试验结果分析看,RN的值越大,电弧重燃越易,且电弧能量也较大;随着RN值的减小,燃弧变得较难,电弧能量也逐渐减小,这与理论分析相符。电网中性点经高阻接地后,对电弧接地过电压和串联谐振过电压有较大的抑制作用,从而有效地防止了异常过电压对电机、电缆绝缘的危害,保证了用电设备的安全运行。当接地故障电流较大时,持续的故障电流所引起的热效应,会使电缆在接地故障处的相间绝缘因过热燃毁而发展为相间短路。所以,当电网的电容电流较小时,应采用中性点经高阻接地的方式;尤其是对高压电动机的电缆线路较多且运行多年的老电网,由于电动机和电缆绝缘都已降低和老化,容易受异常过电压的破坏,将这类电网的中性点改为经高阻接地时非常适合的。只要中性点电阻选择合适,即使电网参数发生变化,也不需要再调节电阻值,且运行简单,效益显著。
3 结束语
在电网中性点经低阻接地时,发生单相接地,保护装置动作并立即跳闸;而高阻接地则允许带接地运行1~2h。所以采用高阻接地方式,通常并不要求发生接地故障时立即切除故障,因为接地电流被限制到很小,保护装置只是检测故障并发出信号,这对“连续生产”的企业是很重要的。从过电压情况来看,中性点不接地方式最高,对于电气设备的绝缘有较大的威胁;小电阻接地方式,仍不能减小电弧接地过电压,因而最好采用中性点经高电阻接地方式。
电网中性点接地方式是一个涉及到电力系统许多因素的综合问题,在选择中性点接地方式时,各企业应该根据当地配电网的发展水平、电网结构特点,供电可靠性、设备与线路的绝缘水平、从长远的发展观点,通过技术经济比较,因地制宜地确定配电网中性点接地方式。
参考文献:
斗轮堆取料机是一种广泛应用于钢厂、电厂、港口、码头等地的大型散料连续输送机械,用于物料(矿石、煤、焦碳、砂石)的堆取[1]。斗轮机构是整个机器的核心部件,其稳定性直接影响机器的安全可靠性。本文分析了目前斗轮机构电气控制方法,发现其在使用的过程中的不足,对其进行了改进。
1 斗轮机构传统电气控制方法
斗轮机构驱动方式一般有两种:液压马达-斗轮轴,液压马达驱动成本高,应用较少,大部分斗轮机构采用电机驱动;电机驱动方式的组成为:电机液力耦合器减速器斗轮驱动轴斗轮机构。驱动的时候直接控制驱动电机,目前斗轮机构工作的时候只能一个方向转动,不能反转。斗轮堆取料机工作是依靠斗轮机构的旋转挖取堆放于料场的物料,物料通过前臂架皮带机运输到料斗系统,最终到达底面皮带输送系统,通过底面皮带输送系统到达物料处理系统。由于多方面的原因料场的料堆形状是不规则的,斗轮机构取料到形状不规则处时,斗轮机构的整个斗子会嵌入料堆里面。这时候操作是先停大车,前臂架水平运动将斗轮机构从料堆里面带出。由于斗轮机构的一个斗子完全嵌入料堆里面,由于斗子嵌入不规则形状物料太深,当斗子从料堆取出的时候,前臂架变形很大,前臂架振动厉害,影响机器的使用寿命,并且料堆可能塌陷。
2 斗轮机构新的电气控制方法
从上面的分析可以看出,目前斗轮堆取料机的的斗轮机构由于不能反转,对斗轮机构的正常使用和寿命造成影响。为此在电器控制系统设计的时候,在原有电路的基础上,增加一个交流接触器KM2,以实现斗轮电机的正反转,如图1所示。在斗子嵌入形状不规则的料堆的时候,先停大车,斗轮机构反转,前臂架水平运动将斗轮机构从料堆里面带出,这样降低前臂架的变形及振动,也可避免料堆的塌陷。
3 结语
对斗轮堆取料机的斗轮驱动电气控制部分进行了分析,使斗轮堆取料机得斗轮机构可以正反转,从而解决了取料时由于料堆形状不规则斗轮嵌入料堆而前臂架需要水平移动带来的振动及对机器结构件造成的损坏。
参考文献:
1、引言
转炉煤气是现代炼钢生产过程中产生的二次能源,它的回收占整个转炉工序能源回收总量的 80~90 %,所以如何实现转炉煤气的充分回收和利用是降低能耗的重要环节。随着国家对节能减排政策的不断实施和炼钢成本的控制要求,近几年已有不少钢铁企业开始结合生产实际进行一系列技术改造来提高转炉煤气的吨钢回收量和回收质量[1-9],但与国外工业发达国家如日本吨钢回收煤气达到110m3相比,国内企业则水平参差不齐,吨钢回收煤气量大致为14~110m3,而低水平回收则占大多数,更有许多企业炼钢厂至今没有安装转炉煤气回收设施。目前大多钢铁企业对转炉煤气回收的技术改造主要偏重于对原燃料供应制度、冶炼操作制度、设备改造、气体成分分析技术和煤气用户调整等方面的优化和改进,而这些技术改造大多只用来增加转炉煤气的吨钢回收量,而不能提高煤气质量,即提高煤气中CO的含量。为了提高转炉煤气的回收量和回收质量,即从质和量的角度提高转炉煤气的回收水平,本文就最近提出的用石灰石代替石灰造渣炼钢的新方法及工业试验结果[10-11]和一种减少转炉炼钢过程中CO2气体的排放和低浓度CO炉气循环利用生成转炉煤气回收方法[12]进行讨论。
2、转炉煤气性质及回收现状
2.1 转炉煤气性质
转炉煤气的主要成分是CO,其含量约为60%~80%,具体成分见表1所示。
Table 1. The compositions of converter coal gas
表1. 转炉煤气成分
成分/% CO CO2 N2 O2
转炉煤气 60~80 14~19 5~10 0.4~0.6
目前,国内大部分企业回收转炉煤气的热值在6688~7106 kJ/m3,也就是每立方米转炉煤气相当于0.229~0.243kg标准煤[13],宝钢是国内的最高水平,其转炉煤气热值达到约8360 kJ/m3。转炉煤气的主要成分CO是无色无味、易燃易爆的有毒气体,化学活动性强,控制不好很容易引起着火、爆炸、中毒等恶性事故。有文献指出[13],转炉煤气的密度和空气差不多,能够长时间和空气混合在一起,容易聚集不易扩散,其爆炸极限范围比较大(18.2%~83.2%),所以转炉煤气的爆炸性是限制其回收的主要因素之一。
2.2 目前转炉煤气回收情况
伴随着装备水平和生产管理水平的提高,实现转炉煤气回收的企业以及回收煤气的数量都在稳步增长,尤其进入21 世纪以来,随着能源价格的上涨和国家发展循环经济政策的实施,钢铁企业转炉煤气回收水平在不断提高。2003~2006 年我国重点大中型钢铁企业转炉煤气的平均回收情况见表2所示[13]。
Table 2.The average recovery condition of converter coal gas of Chinese large and medium-sized steel enterprises in 2003~2006
表2. 2003~2006年中国重点大中型钢铁企业转炉煤气平均回收情况
年份/年 2003 2004 2005 2006
吨钢回收量/m3/t 41 54 55 56
从表2可以看出,我国重点大中型钢铁企业的煤气回收量逐年增加,但仍然处于低水平回收阶段。经查2008~2010年有关转炉煤气回收文献进行不完全统计可知[1-9,13-14],在近两年的时间里有相当多的钢铁企业已经对转炉煤气回收进行了技术改造和优化,并取得了相当好的成绩,一些企业回收转炉煤气达到的水平如表3所示。
由表3可知,相当多的钢铁企业转炉煤气吨钢回收量正在接近和达到日本的水平。有文献报道转炉煤气吨钢回收量的最大值是128.183 m3/t[15],可见我国钢铁企业在转炉煤气回收方面还需要继续努力。
值得指出的是,目前我国近年建立的相当多的民营转炉炼钢企业没有设置转炉煤气回收装置,亟需进行整顿,这些炼钢厂在生产中不仅浪费了大量的能源,也过多地排放了CO2而加重生态问题,令人痛心。
Table 3. The recovery rate of converter coal gas of some steel companies in 2008~2009
表3. 2008~2009年一些钢铁企业转炉煤气吨钢回收量
企业 年份 吨钢回收量/m3/t
承钢 2008 49.15
沙钢 2008 99.86
武钢 2008 103.07
济钢 2008 93.28
太钢 2008 116
红钢 2009 86.5
青钢 2009 95
邯钢 2008 70.65
2.3 回收转炉煤气的价值和意义
转炉煤气热值比较高,含硫量低,是一种优质的燃料,同时也是比较好的化工原料。转炉煤气除了供钢铁厂内部如烘烤钢包、热冷轧、高炉热风炉和石灰窑等使用外,也可供给外部企业使用如发电、供热取暖和化工等方面使用。
从节约能量角度考虑,按全国转炉钢产量为5亿吨、回收量取现在进行转炉煤气回收的企业的平均值60 m3/t计算,每立方转炉煤气热值为0.23 kg标准煤,则每年回收的转炉煤气可以节约能量约为69亿kg 标准煤,可见是非常大的能量来源,而如果按照世界水平来要求,其数量更为巨大。因此,加强对转炉煤气的回收与管理,不仅可以增加能源生产,而且有利于环境保护发展循环经济,特别是,对于大量进口能源的我国来说,回收转炉煤气无疑在国家能源安全方面也会起到重要作用。
3、石灰石代替石灰造渣炼钢过程的煤气回收
从减少资源和能源浪费、减排粉尘和CO2及降低炼钢成本出发,北京科技大学提出了一种用石灰石代替石灰造渣炼钢的新方法[11]。在一系列的理论探索和实验室研究基础上,已在国内两家钢铁企业成功地进行了工业试验。研究结果表明,新生产方法除可保证炼钢生产正常进行,还可以提高转炉煤气的产生量。
用石灰石代替石灰造渣炼钢与传统工艺相比,一个突出优点是石灰石在转炉内分解生成大量的CO2气体,从而可以增加炉气生成量和炉内碳素来源。由于生成的CO2气体在炼钢初期可以参与入炉铁水中杂质元素的氧化反应,根据热力学计算,在1200~1600K间标准状态下可以自发进行如下反应[11]:
(1)
(2)
从式(1)和(2)可以看出,石灰石分解的CO2可以自发参加转炉内的氧化反应而转化为CO,不仅增加了煤气发生量,而且也可以提高CO含量。
工业试验结果表明:用石灰石造渣炼钢与传统的用石灰造渣炼钢相比,转炉煤气中CO含量升高了很多,并且开始回收时间也可以提前1分钟左右,从而提高了转炉煤气的回收指标。图1是在石家庄钢铁公司试验中5炉的炉气成分变化情况。
Figure 1.Variation of furnace gas during converter steelmaking
图1表明,添加石灰石的炉次炉气中的CO含量明显比全石灰冶炼高出很多,从而可以说明,用石灰石代替石灰造渣炼钢可以有效提高转炉煤气的回收量,提高转炉煤气的发热值。
4、低CO浓度炉气循环利用产生转炉煤气
目前转炉煤气的回收要求是,CO浓度要大于30%,O2浓度同时要小于2%,不能回收的炉气要在烟气净化除尘系统的排放烟囱顶端燃烧后放空。为了充分利用炼钢过程中产生的因CO浓度过低而排放掉的炉气,北京科技大学提出了对现有的转炉煤气回收设备进行略加改造,把转炉生产过程中放空的炉气回收后用作复吹气体,让它再通过炉内铁水与碳等元素反应,生成高浓度CO的炉气的“循环利用转炉低浓度CO炉气产生转炉煤气”系统装置[12],结构简图如图2所示。
Figure 2. A new recovery model of converter coal gas proposed at present
图2.提出的新的转炉煤气回收模式
从图2可以看出,新的转炉煤气回收模式使低CO浓度而排放的炉气得到了充分的循环利用,从而可以达到增加能源收入和减少CO2排放的目的。
5、转炉煤气能源的再生
传统的转炉煤气回收系统对炉气主要有两种处理途径,一种是成分合格的作为煤气回收利用,另一种是成分不达标的则要进行点燃放散。这种处理办法无疑会造成能量的浪费和CO2排放量的增加。上面介绍的“用石灰石代替石灰造渣炼钢”方法,代替的是现在炼钢操作前煅烧石灰,把CO2放散到大气中的做法,由此可以在转炉中使石灰石中的CO2自然地、不需人工干预地反应生成CO,可以认为是一种能源的自然再生过程; “循环利用转炉低浓度CO炉气产生转炉煤气”方法可以使要放散的炉气(CO2含量高CO含量低)由人工干预再生成为高CO含量的转炉煤气。只要有转炉炼钢生产,这种循环过程也将会不断地进行下去,因此在某种意义上可以认为这也是一种具有可再生性质的能源,这是有别于非工业过程的自然循环的能源。其循环过程可以用图3表示。
Figure 3. The renewable process of converter coal gas
图3. 转炉煤气的可再生过程
由图3可见,石灰石中的CO2经分解、参与炉内反应后变成了CO,从而增加转炉煤气的来源;另一方面,不能被利用的低CO浓度炉气经回收和再次吹入转炉后又一次增加了转炉煤气的来源。对工艺作很小的改革,就可以获得一部分再生能源,这是一种值得提倡的工业生产方法。对人类社会来说,或许还有许多这样的生产过程可以改变以获得再生能源,这是一个值得探讨的新能源领域。
另外,从在炼钢中作为氧化剂使用的角度来看,充分利用CO2的氧化作用,从而相对减少纯氧的使用也可以降低生产纯氧的能量消耗。这种新的生产方法充分利用了石灰石分解的和低CO浓度炉气中的CO2的氧化作用,可以降低吨钢耗氧量,从而减少纯氧的使用,降低了生产纯氧的能量消耗。这是炼钢过程产生再生能源之外的收获。
6结论
通过对转炉煤气回收情况及“用石灰石代替石灰造渣炼钢”和“循环利用转炉低浓度CO炉气产生转炉煤气”炼钢新方法的讨论可以得到以下结论:
(1) 就转炉煤气的回收而言,与国外先进水平相比,我国仍然处于较低的水平,在炼钢生产和能源回收这一交叉点上还有很大的发展空间。
(2)转炉煤气量大,发热值高,对转炉煤气的回收不仅具有重大的环境和经济效益,在维护国家能源安全方面也有重要的意义。
(3)用石灰石代替石灰造渣炼钢,不但可以减少煅烧石灰过程CO2的排放,也可以增加炼钢转炉中CO的生成量,从而可以提高转炉煤气的回收量。
(4)对现有转炉煤气回收系统略加改造,使低CO浓度的废气能够循环再利用从而产生转炉煤气,这种方法不但可以增加能源收入,也可以减少CO2的排放。
(5)“用石灰石代替石灰造渣炼钢”和“循环利用转炉低浓度CO炉气产生转炉煤气”两种方法,可以增产转炉煤气,这两个过程中产生的能源,具有明显的可再生性质,可以认为也是一种再生能源。
参考文献
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1.概述
南通宝钢钢铁有限公司炼钢厂3#电炉除尘烟道管壁冷却供水系统原设计由3台水泵机组组成,两用一备。其中一台水泵配备ABB变频控制器。该系统在2008年投入使用后一直存在水泵电机过流(有变频器使用的电机不过流)的现象,为了保证水泵电机电流在额定范围以内,必须将三台水泵全部投运,并且将回冷却塔的上塔阀门设置在30%开度,才能保证炉前冷却管壁设备有较好的冷却效果(保证电机不过载),这样不仅浪费电能,水压波动也比较大。
2、3#电炉除尘冷却水的工艺流程及参数
3#电炉除尘烟道管壁冷却水系统,从炉口至末端为八段冷却,每段约为7-8米。设计每段冷却水需求量分别为(从炉口至末端依次顺序):400m3/h(分两节)、80m3/h、120m3/h、115m3/h、85m3/h、75m3/h、65m3/h、60m3/h,合计约为1000m3/h。其中靠近炉口的两节200m3/h流量最为重要,冷却管壁冷却水量和温度直接影响炉口冷却管壁的使用寿命。各支管供水管径除了200m3/h为DN200外,其他支管的管径均为DN150,最高用水点高约12米。
该系统设计供水温度不高于35℃,出水温度不高于50℃,温差15℃。
与之配套的水泵机房位于地下层约-2.6米。水泵设计型号:KDW200/510-132/4冷却水泵3台,供水压力为0.8MPa,流量400m3/h,电机功率132Kw。
供水母管及回水母管管径均为DN450,冷却水经炉前除尘烟道管壁冷却后回到水泵房组合冷却塔,回冷却塔设有两路回水管,每路冷却水管设有1只DN300的阀门来调整控制冷却水的回水水量。
系统设计总流量为:800m3/h、压力0.8MPa。
3.运行状况
2008年投运以后设计与实际运行的差距比较大。
以两用一备的方式运行水泵电机电流严重超载,只能将两只冷却塔回水阀门调整至15%开度才能保证电机不过流,这样运行总管压力能够保证0.7MPa、总管流量约800m3/h左右。以这样的运行方式使用一个多月后,炼钢厂反应靠近炉口的冷却管壁有泄漏,并且冷却管壁外部的温度在55-65℃,超出设计范围。靠近炉口的两节关键的冷却管壁水流量只有150m3/h。要临时解决这一问题,只有增开第三台水泵,三台水泵全部投运后,将两只冷却塔回水阀门调整到30%开度,仪表显示供水总流量为1000m3/h,、压力0.75MPa,靠近炉口的两节关键的冷却管壁水流量达到设计值200m3/h,温度在40-45℃正常范围内。三台水泵同时投运无备用泵,一但某一台水泵出现故障将影响除尘烟道炉口冷却管壁的安全运行和使用寿命,并且这种方式运行也相应增加了费用。经跟踪三台水泵的运行电流分别为:226A、222A、166A(变频水泵)。
4.原因分析
为了解决现场问题,2009年与陕西华邦建设工程有限公司联系,专门针对3#电炉除尘烟道循环水系统问题进行检测和研究,经分析认为该循环水系统主要存在以下几个问题:(1)整个水系统的供水管道压力是靠调整冷却塔回水阀门开度来积累起来的(也叫憋压),且只有调整冷却回水阀门才能保证水泵电机不过流,此种调节方法存在极大的能耗损失;(2)该系统水泵的设计选型与整个水系统并不匹配;(3)该水系统存在大量能耗浪费的现象,也就是说有很大的节能空间。(4)只要保证炉前冷却管壁的冷却水流量,压力不是关键的指标,因为除尘管壁的温度靠的是水流量带走热能,而不是靠管道压力,可以适当将压力下调,减少能耗浪费。
5.制定对策及实施
针对以上问题结合该系统管路流体力学特性设计并制定了改造方案:(1)通过分析系统存在的弊端,并按最佳运行工况参数重新选型,将原处于不利工况、低效率的三台水泵更换成三台FCH高效节能泵(以合同能源管理办法实施)。新型水泵单台流量:450m3/h、压力:0.35MPa、电机功率:90Kw。(2)重新确认冷却塔回水阀门,在新安装水泵后正常运行要保证阀门全开。(3)调整靠近炉口的两节冷却管壁阀门开度,以及其他冷却管壁的冷却水进口阀门开度,让其流量达到设计标准,保证运行时管壁温度在45℃以下。
新泵在2009年安装后对整个系统进行了调试,运行模式改为两用一备并作以下调整:回冷却塔的两只阀门全开、保证最靠近炉口的两节烟道管壁冷却水流量在200m3/h以上,适当调整其他冷却管壁的冷却水量,最靠近炉口冷却管壁的温度保持在40-45℃。经过跟踪新泵投运后水泵电流为:102A、135A,母管压力:0.32MPa、总流量:910m3/h。
6.节能效果效果评价
改造后水泵节能效果十分明显,节电率达63%,运行数月后炼钢炉前冷却管壁没有发生异常,管壁的温度也正常范围以内。
改造前和改造后水泵能耗对比。
序号
改造前
改造后
节电率
电机功率
实际运行功率
总功率
电机功率
实际运行功率
总功率
1#机组
132Kw
226A
614A
90Kw
135A
237A
63%
2#机组
132Kw
222A
90Kw
3#机组
132Kw
中图分类号:TG33 文献标识码:A
随着我国煤碳工业的快速发展及安全管理的不断加强,树脂锚杆支护作为目前巷道支护中相对安全、经济的形式,逐渐被用户认可。树脂锚链用热轧钢筋作为山钢新疆分公司轧钢厂新开发的产品,主要品种有MG335,MG400,MG500,MG600。生产规格多样,按螺纹的旋转方向分为左旋锚杆和右旋锚杆。广泛应用于矿山井下支护,边坡,地道,坝体加固等各项工程。随着工业的迅速发展,对钢筋性能的要求,欧、美等国主要采用微合金化技术生产高强度、综合性能好的400MPa、500MPa级钢筋。微合金化是当前各钢厂开发热轧带肋高强钢筋的主要方式,它是指在钢中加入微量V、Nb等元素,利用其强化作用,使钢通过热轧后获得高强度、高焊接性以及良好的成型性能。
1 工艺流程
铁水预处理转炉钢包底吹氩连铸机轧制检验发货
2 技术要求
2.1 产品化学成分
钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表1规定。
2.2 性能要求见表2
2.3 规格及尺寸偏差见表3
2.4 钢筋的弯曲度不得影响正常使用,钢筋每米弯曲度不应大于4 mm,总弯曲度不大于钢筋总长度的0.4%。钢筋的端部应平齐,不影响连接器通过。钢筋拉伸实验按GB/T 20065-2006执行。执行Q/LYS225-2007树脂锚杆用热轧钢筋企业标准
2.5 钢筋的公称截面面积与理论重量见表3。
3 生产工艺与性能检验
3.1 生产工艺
转炉控制炉渣碱度2.8-3.0,保证过程渣化好,终渣化透。转炉采用双渣法,拉碳取样化验成分,合格后放钢。出库的连铸坯,倒运到加热炉前原料跨内。将钢坯由行车吊运至加热炉装料辊道上,齐头后由推钢机推进加热炉内加热。铸坯入炉严格按莱钢自用坯技术条件,检查连铸坯外形尺寸及表面质量,有缺陷及时挑出;铸坯做到票、物相符,钢坯单独存放,严禁混钢。铸坯加热时严格按规定相应钢种控制炉温;钢坯加热应均匀,尽量减少黑印对钢材性能指标的影响;生产过程中严格执行停轧降温制度。连铸坯出炉后,经出炉辊道、机前辊道送至Φ500×1粗轧机,进行轧制。粗轧后的坯料,由辊道运至160t热剪进行切头、切尾。轧件切头、切尾后,进入Φ430×4中轧机组,进行轧制。中轧后的轧件经辊道送入Φ320×8精轧机组轧制成成品。成品轧件经倍尺剪分断剪切。剪断后的轧件由调速辊道送入上卸钢装置。轧件由上卸钢装置抛出后进入步进式冷床自然冷却。轧件在冷却的过程中由齐头辊道齐头。经步进式冷床,轧件落入下卸钢装置上,当轧件达到一定的数量时,下卸钢机构动作,轧件落入冷剪前辊道。冷剪前辊道将轧件送入300t冷剪进行定尺剪切。钢坯加热应均匀,加热时间:80~90分钟。加热制度如表5所示。
生产过程中严格执行停轧降温制度。轧制温度制度。开轧温度:1050~1100℃,精轧终轧温度:950±20℃。粗轧1~6架尺寸偏差:±0.5mm;中轧:±0.3mm;精轧:±0.2mm。加强穿水水量和水压的控制,按照钢筋上冷床温度680℃左右控制穿水。严格执行工艺纪律,根据轧件表面质量及时更换轧槽和轧辊;轧制偏差按上限控制,交货检验项目:内径、外径、横肋高、横肋间距、圆度。
剪切时遵守工艺技术规程,严格控制因超剪、叠剪造成的弯头;定尺长度通常采用12米,其他需求见销售协议;长度允许偏差+50/+30mm;分规格按国内销售材相同支数包装,每捆重量在3吨左右。用Ф5.5-Ф6.5盘圆进行打捆,每捆包扎道数不少于7道,打捆要牢固。标牌标示用锚杆钢专用标牌进行标示,每捆焊接2个标牌,焊接要牢固规范。标示内容:生产厂家;名称:树脂锚杆用热轧钢筋;标准号:Q/LYS225-2007;钢号;炉号;规格;支数;重量。检验合格后进行码垛入库,摆放应整齐,便于吊装;通尺锚杆钢材一头齐,包装牢固,单独存放。
3.2 性能检验
试样取双倍试样,一组用于正常检验,一组用于试验分析。产品的物理性能如表2所示。产品的强度值符合国家标准,且各检测点的检验值相对稳定。
4 金相组织分析
将以上产品进行取样,利用金相分析仪进行了分析。
采用金相图像分析仪以及扫描电镜分析对试样的金相组织进行分析,考察钢筋的显微组织,如图1所示。
由图1可知,样品均为铁素体与珠光体混合物。其中晶粒度为9.0级,且分布均匀。未见明显带状组织。样品中也未见明显的带状组织。钢筋的强度与钢坯的含碳量在一定范围内存在着正比的关系, 即强度随着含碳量的增大而增大。合金元素Mn、Si构成置换固溶体,使屈服强度和抗拉强度增加。而V元素可以形成碳的化合物、氮的化合物,在轧后冷却时析出,起到第二相沉淀强化作用,并且V可以有效的细化晶粒,从而提高钢材的物理性能。
结语
本文介绍了MG335树脂锚杆用热轧钢筋的微合金化冶炼、轧制生产工艺及生产注意事项。对钢筋的尺寸以及性能要求等各项指标进行了论文。对产品进行了化学成分及物理性能检验,并且进行了金相组织分析。检验结果显示,加热温度和终轧温度过高会导致轧后晶粒粗大,使内部组织在奥氏体区停留时间过长,轧制过程产生的变形带、位错在奥氏体区发生回复现象,发生相变后,产品内部晶粒较大,使钢材的屈服强度降低。产品性能稳定,符合客户要求。
参考文献
目前,转炉炼钢的烟气净化回收技术主要有传统的湿法净化回收技术(OG法)、干法净化回收技术(LT法),以及近年发展起来的全余热回收布袋除尘技术。论文首先对上述三种烟气净化技术的工艺流程进行表述,并对其优缺点进行比较,最后指出当前形势下转炉一次烟气净化技术的发展方向。
1 湿法OG技术
OG法自60年代在日本问世以来,已为世界各国所采用。80年代初,我国宝钢3×300t转炉首次从日本引进OG法烟气净化技术。直到2005年以前,国内大部分钢厂在消化宝钢技术的基础上基本上都采用了OG法烟气净化系统[1]。
传统的OG湿法除尘系统主要由两级文氏管洗涤器、重力脱水器和弯头脱水、旋风复挡板脱水器和相应的污水处理系统构成。其缺点是循环水量大、污水处理设施复杂、排放浓度相对高。随着排放标准的日益苛刻,传统的两文三脱、两文两弯等除尘工艺都很难达到要求,OG湿法也在不断的进行改进,现今主流的湿法工艺主要有塔文湿法、双塔湿法。
1.1 塔文湿法(OG法)烟气净化技术
图1 塔文湿法烟气净化系统图
塔文湿法即喷淋冷却塔(或蒸发冷却塔)+二文环缝+湿旋脱水器的形式,系统结构如图1所示。该系统与传统两文三脱、两文两弯相比具有如下特点:1)工艺流程简洁,取消了一文水冷夹套、溢流水封,代之为高温非金属补偿器;2)降低阻力,喷淋塔内气流流速3~5m/s,远低于原一文流速30~60m/s,所以气流流经喷淋塔内的阻力从一文的3~5kPa降低到了~0.5kPa;3)由于取消了一文水冷夹套和溢流水封,降低了系统耗水量;4)由于采用冷却塔节减小了压损,使得二文环缝文氏管有足够的压降提高除尘效率。从理论上讲,环缝文氏管的压降控制在14kPa以上,就可以将排放浓度降低到50mg/m3以下。
湿法(OG法)系统另一种塔文形式是采用干法除尘系统的蒸发冷却塔,内设双流介质喷枪及雾化喷嘴喷入的水呈雾状或细颗粒状,使烟气的温降主要靠水的汽化潜热来完成,因为水的汽化潜热是显热冷却的10倍,所以塔内降温用喷水量也仅为常规喷水量的1/10[2]。
1.2 湿法双塔烟气净化技术
湿法双塔技术的基础是德国Lurgi新OG法和日本川崎的新OG法,这两种新OG法在国内均有应用。系统采用一文一塔的形式,即环缝文氏管装设在喷淋冷却塔内部的形式,系统结构如图2所示。
图2 湿法双塔烟气净化系统
湿法双塔除尘形式的主要设备包括:喷淋塔+环缝装置、脱水塔,其净化回收的基本原理是:1)从汽化冷却烟道出来的含尘高温煤气与经喷嘴喷出的细颗水在喷淋塔进行热质交换、尘与水混合,烟气放热后降温,大颗粒粉尘沉降;2)经粗净化的煤气再进入环缝装置,在环缝装置中气体高速流过形成负压,此时,气体带入的浊环水汽化蒸发,水的比表面积急剧增大,加大了与气体中的粉尘的接触面积,含尘煤气得到充分洗涤净化;3)经二次净化后的含水煤气进入脱水塔脱水后经由管网、煤气风机进入煤气柜回收,不符合回收条件时经切换阀切换至烟囱点火放散。
环缝装设在塔内的形式有一个非常大的好处,就是喷淋塔内过剩的浊水部分流入下部的环缝,相当于间接作为环缝供水,从而比塔文分设形式进一步节水。另外,系统简洁流畅,环缝过后的烟气直接脱水器,省去了塔文形式的中间弯头、上升下降管,同时省去了该部分管段的冲洗水用量、降低了阻损,进一步节约了用水和检修工作量,降低了系统运行维护成本。
经工程实践证实,该系统能达到并优于国家最新排放标准50mg/Nm3的要求。且因该系统简洁,占地比原有OG系统小,而且现有OG系统的管路系统都可利原有系统,就连风机、电机几乎都可以利用原有OG系统,且用水量远低于原有OG除尘系统,安装周期短,特别适合于湿法OG系统改造工程。
2 LT干法静电除尘技术
转炉煤气干法静电除尘技术由德国Lurgi和Thyssen钢铁厂合作开发,该技术吨钢煤气回收利用率高,煤气含量低,无需废水处理装置,炼钢吨钢工序能耗仅为10kg标煤[3],经过LT法除尘后含尘气体排放浓度约为10~20mg/Nm3[4]。转炉LT干法除尘系统主要包括:蒸发冷却器、静电除尘器、煤气切换、煤气冷却器、放散烟囱、除灰系统等[4]。
转炉干法除尘系统的工艺流程为:高温烟气(1400~1600℃)经汽化冷却烟道冷却,烟气温度降为850~1000℃,然后通过蒸发冷却塔,高压水经雾化喷嘴喷出,烟气直接冷却到250℃左右,喷水量根据烟气含热量精确控制,所喷出的水完全蒸发,喷水降温的同时对烟气进行了调质处理,使粉尘的比电阻有利于电除尘器的捕集。蒸发冷却塔内约40~50%的粗粉尘沉降到底部,经排灰阀排出。冷却和调质后的烟气进入有四个电场的圆形电除尘器进行精除尘,除尘后烟气经风机、切换站,合格煤气至煤气冷却器再冷却后进煤气柜,不合格煤气至烟囱点火放散。
转炉LT干法静电除尘具有如下特点[6-10]:
1)净化后烟气含尘量低:一般≤15mg/Nm3,最低可≤10mg/Nm3;
2)风机寿命长:烟气含尘低,磨损小,维修小;
3)节电效果显著:因系统阻力低、循环水量很少,风机电机及水泵电机装机容量比湿法要低;
4)污水处理费低:干法除尘系统由于煤气冷却器冷却的是净煤气,仅有极少量的污水外排,利于环保;
5)一次投资高,干法系统设备庞大且烟气温度高对设备材料要求严格,加上电除尘器防爆要求等使得其总投资高于湿法除尘系统数倍;
6)消耗蒸汽,不节能:蒸发冷却塔在运行中消耗数量不少的蒸汽(如120t转炉~5t/h);
7)维护和操作技术要求高,且维修工作量大。因为电除尘器结垢、腐蚀,蒸发冷却器结垢等原因,导致维修设备的工作量特别大,并且降低 转炉作业率,有的厂甚至被迫采用备用整套除尘设备。
虽然LT干法静电除尘技术的优势明显,但因其存在一次性投资费用高、运行节电不节能、操作技术要求高、维修工作量大而使转炉作业率降低等问题,使得在当今实际应用的选取上与湿法系统难分伯仲。
3 干法余热回收布袋除尘技术
转炉一次烟气净化无论干法LT系统还是湿法OG系统,其共同特点在于对高温烟气的冷却降温,均通过水的蒸发吸收汽化潜热来对烟气进行降温冷却,干法除尘还因为自身系统的要求,要消耗大量的蒸汽。通过消耗水来冷却烟气虽然是一个高效的冷却方法,但却是一个非常耗能的方法。因为从汽化冷却烟道出来的高温烟气本身上来讲是一种高品位热能,非但没有设法回收其携带的热能,还要消耗大量其他能源来对其进行冷却降温,造成能源大量浪费。例如,一般设计条件下,汽化烟道出来的烟气温度在800~1000℃,如果单纯将烟气温度降低到500℃,吨钢产生蒸汽可达20kg,可以产生巨大的收益。
根据2011年10月1日开始实施的《钢铁企业节能设计规范》GB50632-2011中相关规定:“钢铁企业设计,必须加强余热、余压的回收利用水平。必须采用技术先进、经济合理、能耗低、二次能源回收利用好的先进节能工艺、技术、设备与措施,最大限度地降低能源消耗,二次能源回收利用要实现高能高用,梯级利用”,可以看出新规范对节能、能源回收有了很高的要求。因此,许多设计院及科研单位开始进行转炉一次除尘余热回收布袋除尘器的研发实验。
目前转炉烟气余热回收及布袋除尘的主要工艺是:转炉一次烟气经汽化冷却烟道后进入余热回收设备进行进一步能量回收,温度降低到合适的值(一般为~100℃)之后,经布袋除尘器、风机,不合格煤气经烟囱点火放散,合格煤气进煤气柜回收(当风机后合格煤气温度高于70℃时,再经煤气冷却器冷却到70℃以下进煤气柜回收)。
布袋除尘器通过滤袋可以很容易的将烟气含尘浓度降到15mg/Nm3及以下,又不需要像电除尘器一样消耗电能。由于整个系统阻力相对湿法除尘减少很多,仅比LT干法除尘略大一点,所以风机站不需要配置很高功率的电机。利用余热回收设备还可以回收大量的转炉显热生产蒸汽。转炉一次煤气在冷却的过程中与水无直接接触,仅当风机后温度高度70℃时进行喷水冷却,所以煤气不含水或含税率很低,煤气热值高,利于输送和使用。
相比OG湿法和LT干法,该工艺有明显的技术优势:1)系统无(或很少)循环水,无污水处理设施及相关费用和占地面积;2)布袋除尘效率高,很容易稳定达到15mg/Nm3及以下;3)无干法除尘电火花起晕或放电现象;4)因为含水率非常低及含尘量很低,煤气品质高;5)无一文、二文等高阻力除尘设备,系统阻力远低于湿法,比LT干法略高,所以风机电机的装机容量都相对不高,系统运行费用较低,且除尘效率高风机运行寿命长;6)转炉烟气余热基本全部回收,间接降低了炼钢成本,符合当今能源政策。
虽然布袋干法除尘系统有很多优点,也有很多相关专利技术,但目前布袋干法除尘系统仅在40t转炉上进行了工业实验,鲜有工程应用[11]。
4 小结
本文系统的比较了湿法OG烟气净化技术和LT干法烟气静电除尘技术的流程和技术特点。结果表明,在环保和节能 [本文转自DylW.Net专业提供写作本科毕业论文和职称论文的服务,欢迎光临Www. DylW.NEt点击进入DyLw.NeT 第一 论 文网]双向要求空前严格的当下,干法LT、OG湿法系统都面临巨大挑战。而热回收布袋除尘技术因其节能和环保的方向是符合我国及世界当前发展的大方向,具有广泛的应用前景。
【参考文献】
[1]郭启超,李彦涛,叶天鸿,等.转炉一次烟气湿法系统升级改造新技术[J].冶金能源,2014,33(3):9-11.
[2]郭红,程红艳,陈林权.国内转炉一次烟气除尘技术及其发展方向[J].炼钢, 2010,26(3):71-74.
[3]韩荣孝.转炉一次除尘技术发展趋向研讨[J].甘肃科技,2012,28(7):73-75.
[4]魏刚,赵增安.转炉干法除尘工艺分析[J].现代冶金,2013,41(2): 39-41.