[發明專利]一種型鋼穿水冷卻高壓變頻水泵的控制系統

有效

• 申請號: 201510098617.6
• 申請日: 2015-03-05
• 公開（公告）號: CN104747461B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 葉光平;張昱;黃震;徐洪;葉景好;李懷遷;左愛華;包自力;劉長青;朱旭光;高凌云;吳衛華;高斌;張萌
• 申請（專利權）人: 馬鋼（集團）控股有限公司;馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司34107
• 代理人: 馬榮

技術領域

本發明屬于電氣自動化控制技術領域，屬于高爐煉鐵的主要爐料的生產工藝，具體涉及一種型鋼穿水冷卻高壓變頻水泵的控制系統及方法。

背景技術

馬鋼三鋼軋總廠大H型鋼精軋后穿水冷卻系統于2010年投入運行，該系統主要由三臺高壓水泵(560KW/臺)、反沖洗過濾器、穿水旁通閥、Ⅰ段和Ⅱ段軋件穿水冷卻裝置(包括冷卻水噴嘴、噴水控制閥、手動閘閥、冷卻水嘴移動框架以及冷卻水收集盤等)、軋件冷卻水回水槽、回水池、提升泵、高速過濾器以及吸水井等所組成，該系統結構示意圖如下圖1所示。考慮到單位時間內該系統高壓水泵給水量遠大于軋件冷卻水回水槽的回水量，為了防止型鋼冷卻水從冷卻水收集盤中外溢以及避免高壓水泵長期處于憋壓和過載狀態，該型鋼穿水冷卻系統必須僅在穿水冷卻裝置過鋼時噴水，而無鋼時停止噴水并打開穿水旁通閥，使高壓水泵輸出的冷卻水直接回到系統回水池。基于此，該系統的冷卻水控制方式為：當穿水冷卻裝置過鋼時，穿水旁通閥關閉，噴水控制閥打開，型鋼穿水冷卻；當型鋼尾部脫離穿水冷卻裝置后，系統打開穿水旁通閥，并在2秒鐘(即穿水旁通閥的響應時間)后關閉噴水控制閥，穿水冷卻裝置停止噴水；當型鋼頭部接近穿水冷卻裝置時，系統打開噴水控制閥，并在2秒鐘(即噴水控制閥的響應時間)后關閉穿水旁通閥，穿水冷卻裝置處于噴水狀態。該穿水系統的上述冷卻水控制方式使其存在多方面的缺陷：其一，對于現有的型鋼穿水冷卻系統，為了避免型鋼冷卻水從冷卻水收集盤中外溢，穿水冷卻裝置每過一根型鋼，噴水控制閥以及穿水旁通閥需要進行兩次快速切換，并由此使系統高壓水泵出口壓力出現兩次劇烈波動。正是由于高壓水泵出口壓力頻繁出現劇烈波動，使系統供水管道出現水錘現象，并由此導致系統管道頻繁出現開焊爆管、管道過濾器內腔損壞、高壓水泵葉輪破碎以及出水閥閥板脫落的故障；其二，由馬鋼大H型鋼生產線各種規格H型鋼穿水情況統計可知，對于大多數需要穿水的各種品種規格H型鋼來說，型鋼穿水的水流量需求通常處在一臺泵供水水量偏小而兩臺泵供水水量又偏大的狀態。由于該穿水系統的供水泵采用的是10KV供電網絡直接供電的高壓水泵，高壓水泵的運行速度不可調，這樣，型鋼穿水的水量調整只能通過控制冷卻水嘴打開的數目來實現，在這種情況下，當型鋼穿水實際噴水量小于或遠小于水泵在額定負載狀態下可提供的水流量時，必然造成高壓水泵在型鋼穿水期間出現憋壓和過載現象，由此導致高壓水泵氣蝕嚴重，其葉輪平均使用壽命不到四個月，并且泵體的使用壽命也只有一年左右；其三，通常馬鋼大H型鋼穿水冷卻裝置的平均過鋼節奏為4分鐘，其中型鋼通過穿水冷卻裝置的平均時間僅為28秒。由此可知，在連續生產過程中，穿水系統高壓水泵絕大部分時間是在做無用功(即高壓水泵輸出的冷卻水直接經穿水旁通閥回到回水池)，由此導致大量無用的電耗。

發明內容