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本論文論述了現場儀表單體調校施工中的壓力及差壓變送器、熱電阻、流量計、液位計、調節閥的調校方法及技術要求。
關鍵詞:儀表單體調校 壓力變送器、差壓變送器、熱電阻、熱電偶、雙金屬溫度計、流量計、液位計、調節閥
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
中圖分類號:TH-3 文獻標識碼:A
一、調校方法
1.1儀表外觀檢查內容及要求如下:
銘牌及實物的型號、規格、材質、測量范圍,刻度盤等,應符合設計要求;
無變形、損傷、油漆脫落,零件丟失等缺陷、外形主要尺寸符合設計要求;
端子、接頭,固定件等應完整,附件齊全,合格證及檢定證書齊備。
儀表調校人員應熟悉儀表使用說明書,并準備必要的調校儀器工具。
1.2儀表校驗調整后符合下列要求:
基本誤差及變差不應超過該儀表精度等級的允許誤差;
儀表零位正確,偏移數值不超過允許誤差的 1/2;
可調節螺絲等可調節螺絲等可調裝置在調校后仍應留有余地;
執行器全行程動作靈活,無卡澀現象;
變送器的恒流性能及靜壓試驗符合說明書要求;
1.3 儀表調校合格后,及時做好狀態標識,并填寫調校記錄,要求數據真實,字跡清晰、工整。
1.4 溫度儀表
1.4.1在易燃、易爆、高壓價質處安裝的溫度計及熱電偶的保護套管應進行液壓強度試驗,試驗壓力為工作壓力的1.5倍。穩壓5分鐘無泄漏為合格。
1.4.2雙金屬溫度計,壓力式溫度計應作示值校驗,校驗不得少于兩點,如兩點中有一點不合格,則應作 4 個刻度點校驗,如仍有不合格點,則作不合格處理。工藝有特別要求的溫度計,應作 4 個刻度點校驗。
1.4.3熱電偶,電阻溫度計首先檢查熱電偶、熱電阻是否有開路或短路現象。然后用恒溫箱加熱至不同溫度點5點,根據不同分度號,查溫度對照表,用精密數字萬用表測量輸出值是否正確。注意熱電偶調試時冷端要插入冰水中,既置0℃溫度
1.4.4熱電阻的分度允許誤差應符合表1的規定
表1:熱電阻校驗允許誤差
1.4.5熱電偶的檢定點及分度允許誤差應符合表2的規定
表2熱電偶的檢定點及允許誤差
1.5 電動調節閥
1.5.1 調節閥出庫后,應核對調節閥銘牌的內容是否符合設計要求,同時檢查各部件有無損壞,閥芯、閥體有無銹蝕以及規格、尺寸、材質等是否符合設計要求。
1.5.2首先接上220VAC 工作電源,由信號發生器輸入4~20mADC 電流,閥位開度與之線性對應0%~100%,同時閥位反饋電流線性對應4~20mADC 電流輸出,若開度對應超差,則調整控制板上的“調零”及“調滿”電位器,而反饋超差可調節反饋板上“調零”及“調滿”電位器。如果穩定性不符合要求,可調節“靈敏度”電位器。同時觀察其機械性能是否良好,如有問題與機械人員聯系,調整閥體使其靈活開閉。
1.6 壓力及差壓變送器的校驗
1.6.1 壓力及差壓儀表的精度校驗應按其測量范圍采用以下信號源和校驗設備進行。
1.6.2壓力變送器校驗按增大或減少方向施加壓力信號、壓力儀表指示值的基本誤差和變差不得超過儀表精度要求的允許誤差;指針的上升與下降應正穩,無遲滯、卡澀現象。校驗點在刻度范圍內均勻選取,一般為5點。
1.6.3差壓變送器校驗時,按照校驗接線圖(圖1)進行零點調校:在ΔP=0 時,調整調零螺絲,使輸出電流為4mADC,向正壓室加入ΔP,使輸出電流滿量程為20mADC,然后去除壓力,觀察儀表回零情況,反復幾次,使零點穩定。測量范圍的調整:緩慢加入壓力信號到滿量程,觀察輸出電流。調整量程微調螺絲,使得在規定量程下輸出為20mADC。調整好量程后將輸入差壓信號分為5等分,對儀表進行基本精度的校驗。(智能變送器可用智能終端校驗)。
圖1接線圖
1.6.4 壓力表校驗合格后應加鉛封,并貼合格證。
1.7 流量儀表的調校
1.7.1 橢圓齒輪流量計、電磁流量計、渦輪流量計、轉子流量計等流量儀表有出廠合格證及校驗合格報告,且報告在有效期間內可不進行精度校驗。但應通電或通氣檢查各部件是否工作正常。電運傳與氣遠傳轉換器應作模擬校驗。
1.7.2 氣動遠傳,電動遠傳及機械指示型轉子流量計可推動轉子上升或下降,指示變化方向與轉子方向一致,且輸出值應與指示值一致。
1.7.3 水流量檢測用電磁流量計的調試。首先檢查傳感器是否正確接地。提供220VAC 工作電源,檢查管徑、勵磁電流、量程、傳感器系數等參數設置是否正確。然后與工藝聯系使管道內充滿靜止介質,進行零點標定,使轉換器瞬時流量顯示為零,同時電流輸出為4mADC。必要時可復位積算器。如有問題,可通過面板編程鍵進行修改、調整。
1.7.4氣體流量檢測用節流裝置也稱流量孔板,其配合差壓變送器使用。首先檢查孔板與變送器量程是否相符。智能變送器用智能終端使其電流輸出開方,開方后的電流就與設置流量量程線性對應。
二、 安全措施
2.1 進行安全技術交底,針對施工中安全隱患制定響應的防范措施。
2.2 每天班前會要針對當天的作業內容,講解安全防范措施。
2.3 班組設兼職安全員,負責督促、檢查有關安全注意事項,對違反安全操作規程的人員,有權下令停工。
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)06-0076-02
隨著鋼廠生產規模的不斷壯大和車間產能的不斷增長,原有車間生產報表系統已經不能滿足統計匯總的需要。以前車間生產報表都由管理員通過Excel統計匯總,該種以手工形式進行統計形成的報表存在不少弊端:車間報表存為Excel文件,而Excel文件容易丟失不利于數據保存,當需要統計多個Excel中數據時,操作起來相對困難;由于每天統計的生產數據都生成一個Excel文件,不僅占據電腦的硬盤空間,而且查詢歷史生產數據極為不便;生產數據都是通過Excel文件打印出來送到各個管理部門,數據的可靠性和及時性不能實時體現,管理部門無法實時了解車間的生產情況;報表在打印出來后,都要通過管理員每日向各個管理部門送報表,既浪費時間又降低工作效率。鑒于以上種種弊端,建立一套生產報表系統取代原有的手工報表尤為重要。
1 系統總體設計
本系統設計采用的數據庫為Oralce9i,開發工具為Developer6i。Oracle數據庫的前端開發工具Developer6i,能夠靈活、方便、有效地開發出基于C/S結構的用戶應用程序。其中Oracle Forms是數據庫的表格設計工具。用它可開發和運行Windows下基于表格的應用。它的特點是集成數據字典,用基表管理應用,把應用分解為對象和屬性,支持多達8種對象,每種對象都有豐富的屬性,應用種類也更廣泛,比如帶有圖象信息的數據庫應用等。利用Forms開發的程序可通過各種界面項插入、更新、刪除和查詢數據。Oracle Report是數據庫的報表設計工具。用它可以開發出基于Oracle數據表的各種統計報表。
通過上述工具,根據鋼廠生產實際,開發了車間的生產質量日報表。該系統界面友好,數據錄入簡單,減輕了車間管理員的工作負擔。同時報表通過網絡傳輸,當錄入生產數據以后,管理部門只需運行本系統查詢程序就可以得到所需生產數據,十分方便。取代原有報表人工傳送,節約人力財力。
2 系統功能設計
本系統設計開發的總體目標是減少車間管理員每天做生產報表負擔,實時錄入、傳送、查詢生產數據,提高效率。系統設計共分為四大模塊:用戶添加、錄入界面、系統管理和報表打印。
用戶添加模塊主要方便管理員賬戶根據實際需要設置添加系統操作人員,并分配該人員所具有的使用權限。
系統錄入模塊是本系統的主界面,車間管理人員通過本界面對生產數據進行錄入,并及時通過網上傳送,呈遞給管理部門。
界面打開時生產日期默認為當天,按鈕“檢查數據是否錄入”的作用是校驗顯示的生產日期在數據庫里是否存在,如果存在則提示該天的數據已經錄入,請核實日期重新錄入;若不存在所錄日期,則系統提示錄入數據信息。管理員根據車間當日實際生產數據情況錄入系統,當所有數據錄入完畢,在確認無誤的情況下,點擊右下角的“存盤”,便可將當日的數據存入到數據庫中去。“數據提交”的作用是將當日所錄入的生產數據傳送到所需的管理部門,使他們能及時了解生產情況,可以讓他們更加規范的管理生產。“清空”即是將界面上的數據清空,方便繼續錄入。
系統管理模塊的主要功能是提供用戶的登錄界面以及密碼修改和退出。用戶通過用戶名和口令進入系統,并可以對自己的密碼進行修改,密碼的及時修改很大程度上提高系統運行的安全性。
報表打印模塊是根據錄入的數據信息,按車間報表需求格式進行統計,形成固有模式的生產日報表。
3 系統數據庫設計
根據鋼廠原有的報表格式并對該系統做相應的需求分析及功能設計后,可以將本系統所處理的數據流程設計如下:
數據庫表是系統開發的基礎,合理準確的設計數據庫表能很好地支撐系統的總體架構及后續功能的擴展。當業務需求發生變化時盡量減少原有設計邏輯,無需更改表結構。本系統分成三個數據表。即:
用戶表:computer_user
熱卷板生產數據主表:master_tab_coils
熱卷板生產數據從表:detail_tab_coils
主表和從表之間通過主鍵master_id建立關系,主從表的主鍵都是以序列的形式自動生成流水號。主表存放日期、錄入人員、生產記事等信息。從表根據不同班次、班別錄入該班實際產量及各類能源消耗等信息。
各個功能塊的描述如下:
4 結論
論文通過Form及Report開發工具的應用,根據車間實際需要設計形成整套用戶管理、數據庫錄入、報表呈現的報表系統。很大程度上降低數據錄入的差錯率,減少人員勞動強度。同時提高報表準確率和及時率,為管理層生產調度提供有效的數據支撐。
中圖分類號:TM571.61 文獻標識碼:A文章編號: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、系統概述
某鋼廠南區動力廠一期兩臺全燃氣鍋爐FSSS系統采用西門子公司的WINCC6.0\STEP7 V5.4及S7300PLC實現的。FSSS有1#、2#PLC柜組成,其中1#柜為S7300 CPU及相關的I/O模塊,2#柜為MFT繼電器柜,現場各保護輸入信號送至1#PLC柜進行處理,邏輯結果信號從2#柜輸出至現場設備。該系統由公共邏輯及煤氣系統邏輯兩部分組成,主要實現如下功能:(1)爐膛吹掃邏輯、煤氣母管泄漏試驗邏輯;(2)鍋爐停車保護邏輯。該系統的主要缺陷有以下幾點:(1)系統未配備不間斷電源UPS;(2)PLC無冗余切換功能;(3)上位操作畫面無事故首出功能。(4)點火邏輯不完善。
二、系統改進情況
針對以上情況公司從2010年3月1日至2010年5月10日對該系統做了全面改進。
(一)系統硬件的改進。如圖1所示系統控制由西門子S7-300 PLC改為S7-400H冗余PLC,使用ET200M分布式智能站對模擬量和開關量進行采集輸出。包括:2個電源PS407、2個CPU S7-414H、2個通信模塊CP443-1及同步模塊等。PLC使用控制器和通信的冗余,在系統運行中,主、備CPU通過冗余連接進行通信,備CPU以一定的周期刷新狀態數據,以保持和主CPU同步。主CPU通過Profibus-DP對I/O站ET200M進行操作控制。如果主CPU發生故障,或者主CPU與ET200M的通信發生故障,則備CPU自動激活,取得控制權。同時設有3個操作員站放置在控制室內,與PLC的CPU之間采用工業以態網進行通信且均可作為工程師站進行上位機畫面和下位機程序的修改。PLC的CPU和ET200M分布式智能站放置在現場控制柜,之間采用Profibus現場總線通信,I/O采集控制均包含在遠程Profibus從站部分。整個系統使用冗余UPS電源供電,同時增加雙路市電作為備用電源,提高了系統電源的可靠性。從而保證運行人員在系統掉電后能夠正常可靠停機。
(二)系統軟件的改進。人機交互界面設計采用西門子WINCC6.22組態軟件,過程控制程序設計采用西門子Step7編程軟件進行編程,編制、修改方便靈活,運行穩定可靠,能夠安全可靠的連接,組態畫面簡捷明了,易于操作工進行監控操作,可有效降低運行人員誤操作幾率。
(三)系統邏輯保護的改進。1.火焰檢測信號邏輯改進。爐膛共分四角,每角分三層燒咀,火焰檢測探頭數量由原來每角一個,增加到每角三個,保證爐膛四角各層都有火焰檢測裝置,每角的上、中、下三個火檢信號作為一組,取3選3作為該角總管氣動快切閥關閉信號的輸出條件,四個角取4選4作為停爐保護輸出條件。2.火檢探頭冷卻方式改變。冷卻方式由原來的送風機出口的冷卻風改為儀表用壓縮空氣,保證了探頭工作溫度正常穩定,從而輸出可靠的火焰檢測信號。3.點火槍動作方式改變。點火槍由原來的固定式改為氣動推進式,點火結束后點火槍自動退出,避免點火槍長時間處在高溫狀態,提高了一次點火的成功率,同時延長了點火槍的使用壽命。4.點火邏輯的改變(如圖2)。一旦點火失敗,系統發出指令將各角的氣動快切閥門轉換到關閉自鎖狀態,不允許二次點火,同時系統發出爐膛重新吹掃指令,待吹掃結束后方可進行再次點火,有效避免爐膛內發生煤氣爆燃事件。5.增加手動停機硬線路。原系統中只有PLC控制系統的保護,一旦PLC控制網絡癱瘓,便不能保證有效停爐。改進后系統增加手動硬線路控制系統,直接控制現場各個關鍵設備的啟停和開關,控制按鈕設計為雙路串聯控制,有效防止系統誤動作。
三、FSSS系統調試情況
自2010年5月中旬至5月底對新改進的FSSS系統做了靜態及動態試驗。試驗結果均達到預期目標。
四、結束語
該鋼廠南區1、2#鍋爐FSSS自2010年6月投運以來,沒有發生誤動作現象,系統運行穩定可靠,創造了良好的經濟社會效益。
參考文獻:
[1]李圣明.基于DSP的鍋爐爐膛火焰檢測系統研究[D].(碩士學位論文).濟南:山東大學,2004
關健詞:交流資料指標經營管理
1參照同行業指標制定經營目標考核
1.1參照同行業標準的重要性我在包鋼運輸部從事二十年的考核工作,正確評價鐵路運輸經營成果和經營業績是鐵路運輸考核管理中非常重要的基礎和前提,如何評價我部鐵路運輸的經營成果,只能參照在同行業中鐵路運輸經營指標才有可比性,提高本單位的的地位至關重要的,也是提高我部經濟管理工作中的關健,通過同行業對比指標,對影響企業后續發展的各項指標進行我部未來發展潛力的綜合分析,對我部的經營情況進行綜合評價,得出我部的經營效績和經營業績的基本結論,在鐵路運輸資料交流中發現問題,建立一套科學規范全國同行業評價的標準值,使我部的考核縱向、橫向實際比較,確保評價結果的客觀公正,建立動態的評價標準值,將我部的指標應在同行業同規模企業的實際標準,很清楚處在什么位置,比較公正,客觀。
1.2計算口徑相一致是冶金鐵路運輸指標具有可比性的生命只有計算口徑一致,各大鋼廠在進行同行業指標交流才存在著意義,同行業指標做為考核比較有意義。指導冶金企業運輸工作提供重要依據。通過同行業指標交流,為經營管理、經營決策、制訂計劃、組織生產和供銷、以及實行現代化管理都要以的先進性指標為依據。
1.3充分保證交流數據質量的準確性,各大鋼廠指標比較才存在意義同時指出各項指標數據的來源保持準確性,各項指標才具有可比性,而一旦統計數字出現虛假現象,算出的指標就毫無意義。其中實物指標如鐵路運輸量,時期指標指冶金企業一段時期內活動結果的總量指標如運量指標等等。時點指標某一刻狀況的總量指標如職工人數。工作各環節提高數據質量。
2同行業交流資料指標計算口徑中存在的問題
2.1指標車輛工作量、車輛檢修費用、車輛單車成本、機車工作量,機車臺日產量,廠內車普通車日產量、鐵路運輸單位成本等指標在計算的口徑中雖使用的是同一計算公式,但是對于每一項指標中的子項、母項理解不同,使用的數據也不相同,造成這些指標可比性較差。采取一致的計算口徑,冶金企業鐵路運輸專業交流才有交流的必要。否則,指標的外涵、內延不一樣,也就是說指標的母項或者子項不一樣,計算出的結果相比較豈不是沒有任何意義。工作量這一指標的含義在冶金企業鐵路運輸統計規程第19頁規定是指每輛支配車輛完成的運量表示。
車輛工作量的計算工式=廠內車運輸總量/支配車輛的平均輛數。它沒有明確的解釋子項和母項所包含的含義。但我的理解是廠內車運輸總量顧名思義即包括冶金車運量又包括普通車運量,即然子項包括普通車和冶金車,母項相對應的車輛數當然指的是支配的冶金車數與普通車數之和。在十幾大鋼廠的交流資料中這一指標有三種計算方法,有的是用廠內普通車運輸總量除以支配的普通車車數。有的是用廠內普通車加冶金車運輸總量除以支配的普通車加冶金車輛數。我認為這種方法是正確的計算方法,還有的鋼廠的計算方法是用廠內普通車運輸總量除以廠內普通車數,大部分鋼廠采用此種計算方法。還有個別的鋼廠采用的計算方法是用廠內普通車運量除支配的廠內車總數。
有的采用的計算公式為(廠內普通車運量+廠內冶金車運量)/支配的普通車輛數。子項包含普通車、冶金車運量,母項卻只有普通車數。
車輛工作量采用的計算公式是廠內普通車加冶金車運輸總量除以支配廠內普通車輛數加冶金車輛數。
2.2車輛檢修費用在冶金運輸統規第20頁明確指出其含義是包括車輛大修、年修、輔修、列檢消耗的原材料配件、油脂費、互換配件和修理補充及予提費、委外配件加工費、運雜費等。
車輛檢修費用的計算公式=車輛檢修費用/支配車輛的平均輛數。年度車輛檢修費用它在統規中沒有明確提出包括普通車和冶金車,各大鋼廠在交流這一指標中存在的問題與車輛工作量這一指標中存在的問題基本一致,有的鋼廠包括普通車和冶金車檢修費用,有的鋼廠只包括普通車的檢修費用。我理解這一指標的含義包括普通車、冶金車大修、年修、輔修列檢消耗的原材料油脂費用等。相對應的母項支配車輛的平均輛數也應包括普通車和冶金車。
2.3車輛單車成本計算公式上存在的問題基本同車輛檢修費用計算公式上存在的問題相似。
2.4一些指標相互具有聯帶關系,也就是說它們的子項或者母項是同一指標應該是相同的。一些鋼廠指標在計算過程中具有聯帶關系的指標是相同的,而另一些鋼廠指標在計算具有聯帶關系的指標是不相同的。
2.5全員勞動生產率的母項與千人負傷率、千人死亡率的母項都是鐵路運輸部門在籍人數。應該是一致的。某鋼廠運輸部全員勞動生產率的母項的人數為3426人,而千人負傷率、和千人死亡率母項的人數居然是41115人,相差如此懸殊。
從各大鋼廠的交流資料進行對比,計算口徑不一樣,鐵路運輸專業交流資料指標計算口徑各不相同。如機車綜合能耗這項指標等于蒸汽機車消耗換算成標準煤加上內燃機車耗柴油換算成標準煤,除以貸物周轉量。折算系數有的按1.571,有的鋼廠則不是。
3指標與考核相掛鉤,強調指標的權威性
鐵路道口的設置,既方便了列車、汽車、行人的通過,又保證了交通運輸的安全。隨著運輸物流的發展與交通運輸科技水平的提高,更大載重的重型卡車的使用越來越多,舊的鋼板道口已不能適應公路交通方向通過的要求,也不能保證鐵路方向的行車安全。特別是在一些車流量密集通過的道口,鋼板道口損壞失效過程急劇加速,道口檢修周期大幅縮短,檢修費用翻倍增長,同時道口板的失效也威脅著道通的安全。
經過調查研究,結合實際情況,通過設置鋼筋混凝土整體道口,既可以保證道通的安全,又可以增大道口檢修周期,降低檢維修費用。
1 鋼筋混凝土整體道口的現狀及趨勢
鋼筋混凝土整體道口已在上海鐵路局管內滬、蘇、浙、皖各大城市的全部專用線道口、上海寶鋼全部、杭州鋼廠全部、武鋼、永煤、焦煤、陜煤、徐煤、連運港、湛江港、寧波港等大型企業專用線道口中普遍使用,特別適用于汽車流量特別大、汽車超載特別嚴重的鋼廠、煤礦、港口等公路主干道鐵路平交道口。從適應密集、特大重型卡車的通過能力分析,我們認為鋼筋混凝土整體道口目前是最適合廠區主干道口實際的道口類型。
2 鋼筋混凝土整體道口的技術特點
從道口的承載強度、穩定性和耐久性分析,鋼筋混凝土整體道口的主要特點如下:
1)每塊整體道口板由高強度混凝土和高強度熱軋鋼筋在工廠制作澆筑而成,其優異的工作性能從而保證了其良好的工作承受強度;
2)由于每塊整體道口板的自身特性,寬達3000毫米,高500毫米的良好力學性能、鋼筋混凝土自重大(2.5噸/立方米)的特點以及良好的地基承載力(整體道口板的地基按標準設計鋪設),同時每塊道口板通過鋼軌及配件連接和預埋件相互焊接組成剛性整體,從而保證了其優異的整體穩定性;
3)良好的工作承受強度和優異整體穩定性,保證了其能承受特大重型卡車對道口的頻繁沖擊,同時也避免了因翻漿冒泥造成的道口沉降,保證了其良好的工作耐久性。
3 鋼筋混凝土整體道口在實際工作中的使用效果
由于鋼筋混凝土整體道口良好性能,從使用效果來看,鋼筋混凝土整體道口道口板板承壓力好,可輕松抵御超載、重載汽車的沖擊;燕尾式的輪軌槽大大減輕了汽車輪子對鋼軌和道口板的沖擊,也大大增長了道口板的使用壽命;鋼軌鑲嵌在道口板中,鋪面之間鋼性連接,各種曲線道口的超高、扇形結構、沉坡要素一并在制作工藝中實現;一次投資免維護,車輛、行人通過平穩;鋼軌安裝不影響軌道電路,外形整潔美觀。
4 鋼筋混凝土整體道口的安全保障
從鐵路道口的“安全、平穩、耐用、抗重載”的要求出發,鋼筋混凝土整體道口已可以完全代替普通混凝土道口板,給實際的生產生活提供足夠的安全保證。主要體現在:
1)每塊整體道口板由高強度混凝土和高強度熱軋鋼筋在工廠制作澆筑而成,其優異的工作性能從而保證了其良好的工作承受強度;
2)由于每塊整體道口板的自身特性,寬達3000毫米,高500毫米的良好力學性能、鋼筋混凝土自重大(2.5噸/立方米)的特點以及良好的地基承載力(整體道口板的地基按標準設計鋪設),同時每塊道口板通過鋼軌及配件連接和預埋件相互焊接組成剛性整體,從而保證了其優異的整體穩定性;
3)良好的工作承受強度和優異整體穩定性,保證了其能承受特大重型卡車對道口的頻繁沖擊,同時也避免了因翻漿冒泥造成的道口沉降,保證了其良好的工作耐久性。
5 鋼筋混凝土整體道口帶來的經濟效益
以安鋼為例,結合安鋼廠區內主干道道口的檢修標準計算,其具有良好的經濟效益:每年鐵路道口投入的檢修費用為45萬元,維修費用為15萬左右,略去日常小補修工作。
普通鋼板道口每米費用為:7860元/米。
鋼筋混凝土整體道口(為一次性費用投入):
1)整塊:5000元/米。
2)運費:1000元/米。
3)不包括施工費及鐵路材料備件費。
鋼筋混凝土整體道口費用為一次性投入,一般在15~20年內無需檢修維護(上海鐵路局的統計數據)。按照常見的10米寬道口計算,按照鋼板道口兩年檢修一次,可直接節約費用:
7860元/米年*10米*0.5=39300元/年,元參照目前檢修計劃,按每年檢修4處道口計算,每年可節約檢修費用157200元,按15年計算可節約2358000元。由于日常免維護,還可節約相當可觀的維修、補修費用。
6 結束語
鋼筋混凝土整體道口的主要特性(承載強度、整體穩定性和耐久性)無疑適應密集車流與特大重型卡車的通過能力,符合低成本運行的要求,是生產與運輸安全的重要保障,無疑是鐵路道口主要干道道口道口類型的最合適的選擇。
【參考文獻】
[1]黃榮.鋼筋混凝土整體道口的設計應用[J].鐵道運行技術,1006-8686(2012)04-0025-02.
[2]熊愛武.鋼筋混凝土鋪面板整體連接式道口鋪面的研究[J].武鋼技術,1008-4371(2008)04-0045-03.
引言
鋼鐵企業特別是大中型鋼鐵企業,電力負荷大,可靠性要求高,形成相對獨立的3―35kv企業配電網。由于大量采用電力電纜,系統接地時產生的單項接地電流超過規定許可值,電弧難以自熄,產生的內部過電壓也常超過電力設備的耐受能力,使配電設備遭受損壞,嚴重影響了企業的安全生產。
從國外電網的發展來看,美、日等國家采用低電阻接地方式居多,并認為低電阻接地是今后的發展趨勢。從國內來說,目前電力系統正在制定電阻接地的有關措施,并將逐步實施。我們通過試驗研究后認為,采用中性點經低電阻接地的方式,并不一定是適合企業配電網發展的最佳方式;目前,電力系統尚有不同的觀點和做法。因此,我們將通過下面的闡述,對中性點接地方式的有關問題作進一步的研究與探討。影響中性點接地方式的因素很多,本文不可能對各種因素逐一全面研究,只針對電纜供電的特點,主要對電阻接地情況下的優缺點進行分析比較,以尋求更為合理的中性點電阻接地方式。
1 鋼鐵企業采用中性點經小電阻接地方式的優勢
近些年來,鋼鐵企業配電網的電纜不斷擴展,其中主要的問題為:電纜的單相接地故障多為在一定條件下由于自身絕緣缺陷造成的,而且接地殘流較大,接地電弧多為封閉式電弧,不宜自行熄滅。電纜一旦發生單相接地,不是永久性故障,便是相間短路故障,基本是非自恢復絕緣故障,消弧線圈已不起作用;電纜網絡的接地電容電流很大,補償與協調十分困難,當其值達到或超過150A時,諧振接地方式已不再適用。中性點經小電阻接地后有以下優勢:
(1)可避免在中性點不接地系統中經常發生的電壓互感器燒毀及系統一點接地時電壓互感器高壓熔斷器頻繁熔斷的異常現象,可有效消除PT諧振過電壓。
(2)目前鋼廠基本采用微機型繼電保護裝置,其可靠性和靈敏性都是值得信賴的。當發生接地故障時,零序保護迅速切除單相接地故障,限制了絕緣事故的發展擴大。
(3)一般鋼鐵企業10KV開關站多為單母線分段,重要負荷均為雙回路供電,容量100%備用,當一回電纜發生點相接地故障被保護跳閘時,另一回電纜可以保證生產不受影響,特別重要的負荷還可裝備電源快切裝置。
2 鋼廠采用中性點經大電阻接地方式的特點
配電網絡中性點采用經低電阻接地的運行方式,可以降低單相接地時的暫態過電壓,消除弧光接地過電壓,使用簡單的保護裝置就能迅速選擇故障支路,消除故障。但是,隨著帶來線路跳閘頻繁、斷路器維護工作量的增大及人身觸電電流的增大,也直接影響到供電系統的可靠性與安全性。
高電阻接地是這樣定義的:電力系統中性點通過一電阻接地,其單相接地故障時的電阻電流被限制到等于或略大于系統總電容電流,即IRN≥3Ico,如圖1所示。圖中RN≤Xco/3,RN為接地電阻,Xco為系統每相對地容抗,3Ico為總電容電流,IRN為流過電阻器的電流。
當發生電弧接地時,接地電流為Ijd=(1/RN+j3ωco)UA=IRN+jIc
單相接地將使非故障相對地電壓升高3倍,變成線電壓;此時,電網的線電壓仍維持對稱狀態,對負荷沒有影響。如果發生的是間歇性電弧接地故障,非故障相對地電壓將大大超過3倍,而且波及整個電網,使那些絕緣薄弱環節相繼發生絕緣擊穿,使事故擴大。試驗時,在高壓模擬電網(3.3kV)上用低阻尼電容分壓器、磁帶記錄儀記錄過電壓信息,由計算機采集分析系統采集記錄在磁帶儀上的過電壓信息并加以分析,計算機采集分析系統記錄的過電壓波形。
從試驗結果分析看,RN的值越大,電弧重燃越易,且電弧能量也較大;隨著RN值的減小,燃弧變得較難,電弧能量也逐漸減小,這與理論分析相符。電網中性點經高阻接地后,對電弧接地過電壓和串聯諧振過電壓有較大的抑制作用,從而有效地防止了異常過電壓對電機、電纜絕緣的危害,保證了用電設備的安全運行。當接地故障電流較大時,持續的故障電流所引起的熱效應,會使電纜在接地故障處的相間絕緣因過熱燃毀而發展為相間短路。所以,當電網的電容電流較小時,應采用中性點經高阻接地的方式;尤其是對高壓電動機的電纜線路較多且運行多年的老電網,由于電動機和電纜絕緣都已降低和老化,容易受異常過電壓的破壞,將這類電網的中性點改為經高阻接地時非常適合的。只要中性點電阻選擇合適,即使電網參數發生變化,也不需要再調節電阻值,且運行簡單,效益顯著。
3 結束語
在電網中性點經低阻接地時,發生單相接地,保護裝置動作并立即跳閘;而高阻接地則允許帶接地運行1~2h。所以采用高阻接地方式,通常并不要求發生接地故障時立即切除故障,因為接地電流被限制到很小,保護裝置只是檢測故障并發出信號,這對“連續生產”的企業是很重要的。從過電壓情況來看,中性點不接地方式最高,對于電氣設備的絕緣有較大的威脅;小電阻接地方式,仍不能減小電弧接地過電壓,因而最好采用中性點經高電阻接地方式。
電網中性點接地方式是一個涉及到電力系統許多因素的綜合問題,在選擇中性點接地方式時,各企業應該根據當地配電網的發展水平、電網結構特點,供電可靠性、設備與線路的絕緣水平、從長遠的發展觀點,通過技術經濟比較,因地制宜地確定配電網中性點接地方式。
參考文獻:
斗輪堆取料機是一種廣泛應用于鋼廠、電廠、港口、碼頭等地的大型散料連續輸送機械,用于物料(礦石、煤、焦碳、砂石)的堆取[1]。斗輪機構是整個機器的核心部件,其穩定性直接影響機器的安全可靠性。本文分析了目前斗輪機構電氣控制方法,發現其在使用的過程中的不足,對其進行了改進。
1 斗輪機構傳統電氣控制方法
斗輪機構驅動方式一般有兩種:液壓馬達-斗輪軸,液壓馬達驅動成本高,應用較少,大部分斗輪機構采用電機驅動;電機驅動方式的組成為:電機液力耦合器減速器斗輪驅動軸斗輪機構。驅動的時候直接控制驅動電機,目前斗輪機構工作的時候只能一個方向轉動,不能反轉。斗輪堆取料機工作是依靠斗輪機構的旋轉挖取堆放于料場的物料,物料通過前臂架皮帶機運輸到料斗系統,最終到達底面皮帶輸送系統,通過底面皮帶輸送系統到達物料處理系統。由于多方面的原因料場的料堆形狀是不規則的,斗輪機構取料到形狀不規則處時,斗輪機構的整個斗子會嵌入料堆里面。這時候操作是先停大車,前臂架水平運動將斗輪機構從料堆里面帶出。由于斗輪機構的一個斗子完全嵌入料堆里面,由于斗子嵌入不規則形狀物料太深,當斗子從料堆取出的時候,前臂架變形很大,前臂架振動厲害,影響機器的使用壽命,并且料堆可能塌陷。
2 斗輪機構新的電氣控制方法
從上面的分析可以看出,目前斗輪堆取料機的的斗輪機構由于不能反轉,對斗輪機構的正常使用和壽命造成影響。為此在電器控制系統設計的時候,在原有電路的基礎上,增加一個交流接觸器KM2,以實現斗輪電機的正反轉,如圖1所示。在斗子嵌入形狀不規則的料堆的時候,先停大車,斗輪機構反轉,前臂架水平運動將斗輪機構從料堆里面帶出,這樣降低前臂架的變形及振動,也可避免料堆的塌陷。
3 結語
對斗輪堆取料機的斗輪驅動電氣控制部分進行了分析,使斗輪堆取料機得斗輪機構可以正反轉,從而解決了取料時由于料堆形狀不規則斗輪嵌入料堆而前臂架需要水平移動帶來的振動及對機器結構件造成的損壞。
參考文獻:
1、引言
轉爐煤氣是現代煉鋼生產過程中產生的二次能源,它的回收占整個轉爐工序能源回收總量的 80~90 %,所以如何實現轉爐煤氣的充分回收和利用是降低能耗的重要環節。隨著國家對節能減排政策的不斷實施和煉鋼成本的控制要求,近幾年已有不少鋼鐵企業開始結合生產實際進行一系列技術改造來提高轉爐煤氣的噸鋼回收量和回收質量[1-9],但與國外工業發達國家如日本噸鋼回收煤氣達到110m3相比,國內企業則水平參差不齊,噸鋼回收煤氣量大致為14~110m3,而低水平回收則占大多數,更有許多企業煉鋼廠至今沒有安裝轉爐煤氣回收設施。目前大多鋼鐵企業對轉爐煤氣回收的技術改造主要偏重于對原燃料供應制度、冶煉操作制度、設備改造、氣體成分分析技術和煤氣用戶調整等方面的優化和改進,而這些技術改造大多只用來增加轉爐煤氣的噸鋼回收量,而不能提高煤氣質量,即提高煤氣中CO的含量。為了提高轉爐煤氣的回收量和回收質量,即從質和量的角度提高轉爐煤氣的回收水平,本文就最近提出的用石灰石代替石灰造渣煉鋼的新方法及工業試驗結果[10-11]和一種減少轉爐煉鋼過程中CO2氣體的排放和低濃度CO爐氣循環利用生成轉爐煤氣回收方法[12]進行討論。
2、轉爐煤氣性質及回收現狀
2.1 轉爐煤氣性質
轉爐煤氣的主要成分是CO,其含量約為60%~80%,具體成分見表1所示。
Table 1. The compositions of converter coal gas
表1. 轉爐煤氣成分
成分/% CO CO2 N2 O2
轉爐煤氣 60~80 14~19 5~10 0.4~0.6
目前,國內大部分企業回收轉爐煤氣的熱值在6688~7106 kJ/m3,也就是每立方米轉爐煤氣相當于0.229~0.243kg標準煤[13],寶鋼是國內的最高水平,其轉爐煤氣熱值達到約8360 kJ/m3。轉爐煤氣的主要成分CO是無色無味、易燃易爆的有毒氣體,化學活動性強,控制不好很容易引起著火、爆炸、中毒等惡性事故。有文獻指出[13],轉爐煤氣的密度和空氣差不多,能夠長時間和空氣混合在一起,容易聚集不易擴散,其爆炸極限范圍比較大(18.2%~83.2%),所以轉爐煤氣的爆炸性是限制其回收的主要因素之一。
2.2 目前轉爐煤氣回收情況
伴隨著裝備水平和生產管理水平的提高,實現轉爐煤氣回收的企業以及回收煤氣的數量都在穩步增長,尤其進入21 世紀以來,隨著能源價格的上漲和國家發展循環經濟政策的實施,鋼鐵企業轉爐煤氣回收水平在不斷提高。2003~2006 年我國重點大中型鋼鐵企業轉爐煤氣的平均回收情況見表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年中國重點大中型鋼鐵企業轉爐煤氣平均回收情況
年份/年 2003 2004 2005 2006
噸鋼回收量/m3/t 41 54 55 56
從表2可以看出,我國重點大中型鋼鐵企業的煤氣回收量逐年增加,但仍然處于低水平回收階段。經查2008~2010年有關轉爐煤氣回收文獻進行不完全統計可知[1-9,13-14],在近兩年的時間里有相當多的鋼鐵企業已經對轉爐煤氣回收進行了技術改造和優化,并取得了相當好的成績,一些企業回收轉爐煤氣達到的水平如表3所示。
由表3可知,相當多的鋼鐵企業轉爐煤氣噸鋼回收量正在接近和達到日本的水平。有文獻報道轉爐煤氣噸鋼回收量的最大值是128.183 m3/t[15],可見我國鋼鐵企業在轉爐煤氣回收方面還需要繼續努力。
值得指出的是,目前我國近年建立的相當多的民營轉爐煉鋼企業沒有設置轉爐煤氣回收裝置,亟需進行整頓,這些煉鋼廠在生產中不僅浪費了大量的能源,也過多地排放了CO2而加重生態問題,令人痛心。
Table 3. The recovery rate of converter coal gas of some steel companies in 2008~2009
表3. 2008~2009年一些鋼鐵企業轉爐煤氣噸鋼回收量
企業 年份 噸鋼回收量/m3/t
承鋼 2008 49.15
沙鋼 2008 99.86
武鋼 2008 103.07
濟鋼 2008 93.28
太鋼 2008 116
紅鋼 2009 86.5
青鋼 2009 95
邯鋼 2008 70.65
2.3 回收轉爐煤氣的價值和意義
轉爐煤氣熱值比較高,含硫量低,是一種優質的燃料,同時也是比較好的化工原料。轉爐煤氣除了供鋼鐵廠內部如烘烤鋼包、熱冷軋、高爐熱風爐和石灰窯等使用外,也可供給外部企業使用如發電、供熱取暖和化工等方面使用。
從節約能量角度考慮,按全國轉爐鋼產量為5億噸、回收量取現在進行轉爐煤氣回收的企業的平均值60 m3/t計算,每立方轉爐煤氣熱值為0.23 kg標準煤,則每年回收的轉爐煤氣可以節約能量約為69億kg 標準煤,可見是非常大的能量來源,而如果按照世界水平來要求,其數量更為巨大。因此,加強對轉爐煤氣的回收與管理,不僅可以增加能源生產,而且有利于環境保護發展循環經濟,特別是,對于大量進口能源的我國來說,回收轉爐煤氣無疑在國家能源安全方面也會起到重要作用。
3、石灰石代替石灰造渣煉鋼過程的煤氣回收
從減少資源和能源浪費、減排粉塵和CO2及降低煉鋼成本出發,北京科技大學提出了一種用石灰石代替石灰造渣煉鋼的新方法[11]。在一系列的理論探索和實驗室研究基礎上,已在國內兩家鋼鐵企業成功地進行了工業試驗。研究結果表明,新生產方法除可保證煉鋼生產正常進行,還可以提高轉爐煤氣的產生量。
用石灰石代替石灰造渣煉鋼與傳統工藝相比,一個突出優點是石灰石在轉爐內分解生成大量的CO2氣體,從而可以增加爐氣生成量和爐內碳素來源。由于生成的CO2氣體在煉鋼初期可以參與入爐鐵水中雜質元素的氧化反應,根據熱力學計算,在1200~1600K間標準狀態下可以自發進行如下反應[11]:
(1)
(2)
從式(1)和(2)可以看出,石灰石分解的CO2可以自發參加轉爐內的氧化反應而轉化為CO,不僅增加了煤氣發生量,而且也可以提高CO含量。
工業試驗結果表明:用石灰石造渣煉鋼與傳統的用石灰造渣煉鋼相比,轉爐煤氣中CO含量升高了很多,并且開始回收時間也可以提前1分鐘左右,從而提高了轉爐煤氣的回收指標。圖1是在石家莊鋼鐵公司試驗中5爐的爐氣成分變化情況。
Figure 1.Variation of furnace gas during converter steelmaking
圖1表明,添加石灰石的爐次爐氣中的CO含量明顯比全石灰冶煉高出很多,從而可以說明,用石灰石代替石灰造渣煉鋼可以有效提高轉爐煤氣的回收量,提高轉爐煤氣的發熱值。
4、低CO濃度爐氣循環利用產生轉爐煤氣
目前轉爐煤氣的回收要求是,CO濃度要大于30%,O2濃度同時要小于2%,不能回收的爐氣要在煙氣凈化除塵系統的排放煙囪頂端燃燒后放空。為了充分利用煉鋼過程中產生的因CO濃度過低而排放掉的爐氣,北京科技大學提出了對現有的轉爐煤氣回收設備進行略加改造,把轉爐生產過程中放空的爐氣回收后用作復吹氣體,讓它再通過爐內鐵水與碳等元素反應,生成高濃度CO的爐氣的“循環利用轉爐低濃度CO爐氣產生轉爐煤氣”系統裝置[12],結構簡圖如圖2所示。
Figure 2. A new recovery model of converter coal gas proposed at present
圖2.提出的新的轉爐煤氣回收模式
從圖2可以看出,新的轉爐煤氣回收模式使低CO濃度而排放的爐氣得到了充分的循環利用,從而可以達到增加能源收入和減少CO2排放的目的。
5、轉爐煤氣能源的再生
傳統的轉爐煤氣回收系統對爐氣主要有兩種處理途徑,一種是成分合格的作為煤氣回收利用,另一種是成分不達標的則要進行點燃放散。這種處理辦法無疑會造成能量的浪費和CO2排放量的增加。上面介紹的“用石灰石代替石灰造渣煉鋼”方法,代替的是現在煉鋼操作前煅燒石灰,把CO2放散到大氣中的做法,由此可以在轉爐中使石灰石中的CO2自然地、不需人工干預地反應生成CO,可以認為是一種能源的自然再生過程; “循環利用轉爐低濃度CO爐氣產生轉爐煤氣”方法可以使要放散的爐氣(CO2含量高CO含量低)由人工干預再生成為高CO含量的轉爐煤氣。只要有轉爐煉鋼生產,這種循環過程也將會不斷地進行下去,因此在某種意義上可以認為這也是一種具有可再生性質的能源,這是有別于非工業過程的自然循環的能源。其循環過程可以用圖3表示。
Figure 3. The renewable process of converter coal gas
圖3. 轉爐煤氣的可再生過程
由圖3可見,石灰石中的CO2經分解、參與爐內反應后變成了CO,從而增加轉爐煤氣的來源;另一方面,不能被利用的低CO濃度爐氣經回收和再次吹入轉爐后又一次增加了轉爐煤氣的來源。對工藝作很小的改革,就可以獲得一部分再生能源,這是一種值得提倡的工業生產方法。對人類社會來說,或許還有許多這樣的生產過程可以改變以獲得再生能源,這是一個值得探討的新能源領域。
另外,從在煉鋼中作為氧化劑使用的角度來看,充分利用CO2的氧化作用,從而相對減少純氧的使用也可以降低生產純氧的能量消耗。這種新的生產方法充分利用了石灰石分解的和低CO濃度爐氣中的CO2的氧化作用,可以降低噸鋼耗氧量,從而減少純氧的使用,降低了生產純氧的能量消耗。這是煉鋼過程產生再生能源之外的收獲。
6結論
通過對轉爐煤氣回收情況及“用石灰石代替石灰造渣煉鋼”和“循環利用轉爐低濃度CO爐氣產生轉爐煤氣”煉鋼新方法的討論可以得到以下結論:
(1) 就轉爐煤氣的回收而言,與國外先進水平相比,我國仍然處于較低的水平,在煉鋼生產和能源回收這一交叉點上還有很大的發展空間。
(2)轉爐煤氣量大,發熱值高,對轉爐煤氣的回收不僅具有重大的環境和經濟效益,在維護國家能源安全方面也有重要的意義。
(3)用石灰石代替石灰造渣煉鋼,不但可以減少煅燒石灰過程CO2的排放,也可以增加煉鋼轉爐中CO的生成量,從而可以提高轉爐煤氣的回收量。
(4)對現有轉爐煤氣回收系統略加改造,使低CO濃度的廢氣能夠循環再利用從而產生轉爐煤氣,這種方法不但可以增加能源收入,也可以減少CO2的排放。
(5)“用石灰石代替石灰造渣煉鋼”和“循環利用轉爐低濃度CO爐氣產生轉爐煤氣”兩種方法,可以增產轉爐煤氣,這兩個過程中產生的能源,具有明顯的可再生性質,可以認為也是一種再生能源。
參考文獻
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1.概述
南通寶鋼鋼鐵有限公司煉鋼廠3#電爐除塵煙道管壁冷卻供水系統原設計由3臺水泵機組組成,兩用一備。其中一臺水泵配備ABB變頻控制器。該系統在2008年投入使用后一直存在水泵電機過流(有變頻器使用的電機不過流)的現象,為了保證水泵電機電流在額定范圍以內,必須將三臺水泵全部投運,并且將回冷卻塔的上塔閥門設置在30%開度,才能保證爐前冷卻管壁設備有較好的冷卻效果(保證電機不過載),這樣不僅浪費電能,水壓波動也比較大。
2、3#電爐除塵冷卻水的工藝流程及參數
3#電爐除塵煙道管壁冷卻水系統,從爐口至末端為八段冷卻,每段約為7-8米。設計每段冷卻水需求量分別為(從爐口至末端依次順序):400m3/h(分兩節)、80m3/h、120m3/h、115m3/h、85m3/h、75m3/h、65m3/h、60m3/h,合計約為1000m3/h。其中靠近爐口的兩節200m3/h流量最為重要,冷卻管壁冷卻水量和溫度直接影響爐口冷卻管壁的使用壽命。各支管供水管徑除了200m3/h為DN200外,其他支管的管徑均為DN150,最高用水點高約12米。
該系統設計供水溫度不高于35℃,出水溫度不高于50℃,溫差15℃。
與之配套的水泵機房位于地下層約-2.6米。水泵設計型號:KDW200/510-132/4冷卻水泵3臺,供水壓力為0.8MPa,流量400m3/h,電機功率132Kw。
供水母管及回水母管管徑均為DN450,冷卻水經爐前除塵煙道管壁冷卻后回到水泵房組合冷卻塔,回冷卻塔設有兩路回水管,每路冷卻水管設有1只DN300的閥門來調整控制冷卻水的回水水量。
系統設計總流量為:800m3/h、壓力0.8MPa。
3.運行狀況
2008年投運以后設計與實際運行的差距比較大。
以兩用一備的方式運行水泵電機電流嚴重超載,只能將兩只冷卻塔回水閥門調整至15%開度才能保證電機不過流,這樣運行總管壓力能夠保證0.7MPa、總管流量約800m3/h左右。以這樣的運行方式使用一個多月后,煉鋼廠反應靠近爐口的冷卻管壁有泄漏,并且冷卻管壁外部的溫度在55-65℃,超出設計范圍。靠近爐口的兩節關鍵的冷卻管壁水流量只有150m3/h。要臨時解決這一問題,只有增開第三臺水泵,三臺水泵全部投運后,將兩只冷卻塔回水閥門調整到30%開度,儀表顯示供水總流量為1000m3/h,、壓力0.75MPa,靠近爐口的兩節關鍵的冷卻管壁水流量達到設計值200m3/h,溫度在40-45℃正常范圍內。三臺水泵同時投運無備用泵,一但某一臺水泵出現故障將影響除塵煙道爐口冷卻管壁的安全運行和使用壽命,并且這種方式運行也相應增加了費用。經跟蹤三臺水泵的運行電流分別為:226A、222A、166A(變頻水泵)。
4.原因分析
為了解決現場問題,2009年與陜西華邦建設工程有限公司聯系,專門針對3#電爐除塵煙道循環水系統問題進行檢測和研究,經分析認為該循環水系統主要存在以下幾個問題:(1)整個水系統的供水管道壓力是靠調整冷卻塔回水閥門開度來積累起來的(也叫憋壓),且只有調整冷卻回水閥門才能保證水泵電機不過流,此種調節方法存在極大的能耗損失;(2)該系統水泵的設計選型與整個水系統并不匹配;(3)該水系統存在大量能耗浪費的現象,也就是說有很大的節能空間。(4)只要保證爐前冷卻管壁的冷卻水流量,壓力不是關鍵的指標,因為除塵管壁的溫度靠的是水流量帶走熱能,而不是靠管道壓力,可以適當將壓力下調,減少能耗浪費。
5.制定對策及實施
針對以上問題結合該系統管路流體力學特性設計并制定了改造方案:(1)通過分析系統存在的弊端,并按最佳運行工況參數重新選型,將原處于不利工況、低效率的三臺水泵更換成三臺FCH高效節能泵(以合同能源管理辦法實施)。新型水泵單臺流量:450m3/h、壓力:0.35MPa、電機功率:90Kw。(2)重新確認冷卻塔回水閥門,在新安裝水泵后正常運行要保證閥門全開。(3)調整靠近爐口的兩節冷卻管壁閥門開度,以及其他冷卻管壁的冷卻水進口閥門開度,讓其流量達到設計標準,保證運行時管壁溫度在45℃以下。
新泵在2009年安裝后對整個系統進行了調試,運行模式改為兩用一備并作以下調整:回冷卻塔的兩只閥門全開、保證最靠近爐口的兩節煙道管壁冷卻水流量在200m3/h以上,適當調整其他冷卻管壁的冷卻水量,最靠近爐口冷卻管壁的溫度保持在40-45℃。經過跟蹤新泵投運后水泵電流為:102A、135A,母管壓力:0.32MPa、總流量:910m3/h。
6.節能效果效果評價
改造后水泵節能效果十分明顯,節電率達63%,運行數月后煉鋼爐前冷卻管壁沒有發生異常,管壁的溫度也正常范圍以內。
改造前和改造后水泵能耗對比。
序號
改造前
改造后
節電率
電機功率
實際運行功率
總功率
電機功率
實際運行功率
總功率
1#機組
132Kw
226A
614A
90Kw
135A
237A
63%
2#機組
132Kw
222A
90Kw
3#機組
132Kw
中圖分類號:TG33 文獻標識碼:A
隨著我國煤碳工業的快速發展及安全管理的不斷加強,樹脂錨桿支護作為目前巷道支護中相對安全、經濟的形式,逐漸被用戶認可。樹脂錨鏈用熱軋鋼筋作為山鋼新疆分公司軋鋼廠新開發的產品,主要品種有MG335,MG400,MG500,MG600。生產規格多樣,按螺紋的旋轉方向分為左旋錨桿和右旋錨桿。廣泛應用于礦山井下支護,邊坡,地道,壩體加固等各項工程。隨著工業的迅速發展,對鋼筋性能的要求,歐、美等國主要采用微合金化技術生產高強度、綜合性能好的400MPa、500MPa級鋼筋。微合金化是當前各鋼廠開發熱軋帶肋高強鋼筋的主要方式,它是指在鋼中加入微量V、Nb等元素,利用其強化作用,使鋼通過熱軋后獲得高強度、高焊接性以及良好的成型性能。
1 工藝流程
鐵水預處理轉爐鋼包底吹氬連鑄機軋制檢驗發貨
2 技術要求
2.1 產品化學成分
鋼的牌號和化學成分(熔煉分析)應符合表1規定。
2.2 性能要求見表2
2.3 規格及尺寸偏差見表3
2.4 鋼筋的彎曲度不得影響正常使用,鋼筋每米彎曲度不應大于4 mm,總彎曲度不大于鋼筋總長度的0.4%。鋼筋的端部應平齊,不影響連接器通過。鋼筋拉伸實驗按GB/T 20065-2006執行。執行Q/LYS225-2007樹脂錨桿用熱軋鋼筋企業標準
2.5 鋼筋的公稱截面面積與理論重量見表3。
3 生產工藝與性能檢驗
3.1 生產工藝
轉爐控制爐渣堿度2.8-3.0,保證過程渣化好,終渣化透。轉爐采用雙渣法,拉碳取樣化驗成分,合格后放鋼。出庫的連鑄坯,倒運到加熱爐前原料跨內。將鋼坯由行車吊運至加熱爐裝料輥道上,齊頭后由推鋼機推進加熱爐內加熱。鑄坯入爐嚴格按萊鋼自用坯技術條件,檢查連鑄坯外形尺寸及表面質量,有缺陷及時挑出;鑄坯做到票、物相符,鋼坯單獨存放,嚴禁混鋼。鑄坯加熱時嚴格按規定相應鋼種控制爐溫;鋼坯加熱應均勻,盡量減少黑印對鋼材性能指標的影響;生產過程中嚴格執行停軋降溫制度。連鑄坯出爐后,經出爐輥道、機前輥道送至Φ500×1粗軋機,進行軋制。粗軋后的坯料,由輥道運至160t熱剪進行切頭、切尾。軋件切頭、切尾后,進入Φ430×4中軋機組,進行軋制。中軋后的軋件經輥道送入Φ320×8精軋機組軋制成成品。成品軋件經倍尺剪分斷剪切。剪斷后的軋件由調速輥道送入上卸鋼裝置。軋件由上卸鋼裝置拋出后進入步進式冷床自然冷卻。軋件在冷卻的過程中由齊頭輥道齊頭。經步進式冷床,軋件落入下卸鋼裝置上,當軋件達到一定的數量時,下卸鋼機構動作,軋件落入冷剪前輥道。冷剪前輥道將軋件送入300t冷剪進行定尺剪切。鋼坯加熱應均勻,加熱時間:80~90分鐘。加熱制度如表5所示。
生產過程中嚴格執行停軋降溫制度。軋制溫度制度。開軋溫度:1050~1100℃,精軋終軋溫度:950±20℃。粗軋1~6架尺寸偏差:±0.5mm;中軋:±0.3mm;精軋:±0.2mm。加強穿水水量和水壓的控制,按照鋼筋上冷床溫度680℃左右控制穿水。嚴格執行工藝紀律,根據軋件表面質量及時更換軋槽和軋輥;軋制偏差按上限控制,交貨檢驗項目:內徑、外徑、橫肋高、橫肋間距、圓度。
剪切時遵守工藝技術規程,嚴格控制因超剪、疊剪造成的彎頭;定尺長度通常采用12米,其他需求見銷售協議;長度允許偏差+50/+30mm;分規格按國內銷售材相同支數包裝,每捆重量在3噸左右。用Ф5.5-Ф6.5盤圓進行打捆,每捆包扎道數不少于7道,打捆要牢固。標牌標示用錨桿鋼專用標牌進行標示,每捆焊接2個標牌,焊接要牢固規范。標示內容:生產廠家;名稱:樹脂錨桿用熱軋鋼筋;標準號:Q/LYS225-2007;鋼號;爐號;規格;支數;重量。檢驗合格后進行碼垛入庫,擺放應整齊,便于吊裝;通尺錨桿鋼材一頭齊,包裝牢固,單獨存放。
3.2 性能檢驗
試樣取雙倍試樣,一組用于正常檢驗,一組用于試驗分析。產品的物理性能如表2所示。產品的強度值符合國家標準,且各檢測點的檢驗值相對穩定。
4 金相組織分析
將以上產品進行取樣,利用金相分析儀進行了分析。
采用金相圖像分析儀以及掃描電鏡分析對試樣的金相組織進行分析,考察鋼筋的顯微組織,如圖1所示。
由圖1可知,樣品均為鐵素體與珠光體混合物。其中晶粒度為9.0級,且分布均勻。未見明顯帶狀組織。樣品中也未見明顯的帶狀組織。鋼筋的強度與鋼坯的含碳量在一定范圍內存在著正比的關系, 即強度隨著含碳量的增大而增大。合金元素Mn、Si構成置換固溶體,使屈服強度和抗拉強度增加。而V元素可以形成碳的化合物、氮的化合物,在軋后冷卻時析出,起到第二相沉淀強化作用,并且V可以有效的細化晶粒,從而提高鋼材的物理性能。
結語
本文介紹了MG335樹脂錨桿用熱軋鋼筋的微合金化冶煉、軋制生產工藝及生產注意事項。對鋼筋的尺寸以及性能要求等各項指標進行了論文。對產品進行了化學成分及物理性能檢驗,并且進行了金相組織分析。檢驗結果顯示,加熱溫度和終軋溫度過高會導致軋后晶粒粗大,使內部組織在奧氏體區停留時間過長,軋制過程產生的變形帶、位錯在奧氏體區發生回復現象,發生相變后,產品內部晶粒較大,使鋼材的屈服強度降低。產品性能穩定,符合客戶要求。
參考文獻
目前,轉爐煉鋼的煙氣凈化回收技術主要有傳統的濕法凈化回收技術(OG法)、干法凈化回收技術(LT法),以及近年發展起來的全余熱回收布袋除塵技術。論文首先對上述三種煙氣凈化技術的工藝流程進行表述,并對其優缺點進行比較,最后指出當前形勢下轉爐一次煙氣凈化技術的發展方向。
1 濕法OG技術
OG法自60年代在日本問世以來,已為世界各國所采用。80年代初,我國寶鋼3×300t轉爐首次從日本引進OG法煙氣凈化技術。直到2005年以前,國內大部分鋼廠在消化寶鋼技術的基礎上基本上都采用了OG法煙氣凈化系統[1]。
傳統的OG濕法除塵系統主要由兩級文氏管洗滌器、重力脫水器和彎頭脫水、旋風復擋板脫水器和相應的污水處理系統構成。其缺點是循環水量大、污水處理設施復雜、排放濃度相對高。隨著排放標準的日益苛刻,傳統的兩文三脫、兩文兩彎等除塵工藝都很難達到要求,OG濕法也在不斷的進行改進,現今主流的濕法工藝主要有塔文濕法、雙塔濕法。
1.1 塔文濕法(OG法)煙氣凈化技術
圖1 塔文濕法煙氣凈化系統圖
塔文濕法即噴淋冷卻塔(或蒸發冷卻塔)+二文環縫+濕旋脫水器的形式,系統結構如圖1所示。該系統與傳統兩文三脫、兩文兩彎相比具有如下特點:1)工藝流程簡潔,取消了一文水冷夾套、溢流水封,代之為高溫非金屬補償器;2)降低阻力,噴淋塔內氣流流速3~5m/s,遠低于原一文流速30~60m/s,所以氣流流經噴淋塔內的阻力從一文的3~5kPa降低到了~0.5kPa;3)由于取消了一文水冷夾套和溢流水封,降低了系統耗水量;4)由于采用冷卻塔節減小了壓損,使得二文環縫文氏管有足夠的壓降提高除塵效率。從理論上講,環縫文氏管的壓降控制在14kPa以上,就可以將排放濃度降低到50mg/m3以下。
濕法(OG法)系統另一種塔文形式是采用干法除塵系統的蒸發冷卻塔,內設雙流介質噴槍及霧化噴嘴噴入的水呈霧狀或細顆粒狀,使煙氣的溫降主要靠水的汽化潛熱來完成,因為水的汽化潛熱是顯熱冷卻的10倍,所以塔內降溫用噴水量也僅為常規噴水量的1/10[2]。
1.2 濕法雙塔煙氣凈化技術
濕法雙塔技術的基礎是德國Lurgi新OG法和日本川崎的新OG法,這兩種新OG法在國內均有應用。系統采用一文一塔的形式,即環縫文氏管裝設在噴淋冷卻塔內部的形式,系統結構如圖2所示。
圖2 濕法雙塔煙氣凈化系統
濕法雙塔除塵形式的主要設備包括:噴淋塔+環縫裝置、脫水塔,其凈化回收的基本原理是:1)從汽化冷卻煙道出來的含塵高溫煤氣與經噴嘴噴出的細顆水在噴淋塔進行熱質交換、塵與水混合,煙氣放熱后降溫,大顆粒粉塵沉降;2)經粗凈化的煤氣再進入環縫裝置,在環縫裝置中氣體高速流過形成負壓,此時,氣體帶入的濁環水汽化蒸發,水的比表面積急劇增大,加大了與氣體中的粉塵的接觸面積,含塵煤氣得到充分洗滌凈化;3)經二次凈化后的含水煤氣進入脫水塔脫水后經由管網、煤氣風機進入煤氣柜回收,不符合回收條件時經切換閥切換至煙囪點火放散。
環縫裝設在塔內的形式有一個非常大的好處,就是噴淋塔內過剩的濁水部分流入下部的環縫,相當于間接作為環縫供水,從而比塔文分設形式進一步節水。另外,系統簡潔流暢,環縫過后的煙氣直接脫水器,省去了塔文形式的中間彎頭、上升下降管,同時省去了該部分管段的沖洗水用量、降低了阻損,進一步節約了用水和檢修工作量,降低了系統運行維護成本。
經工程實踐證實,該系統能達到并優于國家最新排放標準50mg/Nm3的要求。且因該系統簡潔,占地比原有OG系統小,而且現有OG系統的管路系統都可利原有系統,就連風機、電機幾乎都可以利用原有OG系統,且用水量遠低于原有OG除塵系統,安裝周期短,特別適合于濕法OG系統改造工程。
2 LT干法靜電除塵技術
轉爐煤氣干法靜電除塵技術由德國Lurgi和Thyssen鋼鐵廠合作開發,該技術噸鋼煤氣回收利用率高,煤氣含量低,無需廢水處理裝置,煉鋼噸鋼工序能耗僅為10kg標煤[3],經過LT法除塵后含塵氣體排放濃度約為10~20mg/Nm3[4]。轉爐LT干法除塵系統主要包括:蒸發冷卻器、靜電除塵器、煤氣切換、煤氣冷卻器、放散煙囪、除灰系統等[4]。
轉爐干法除塵系統的工藝流程為:高溫煙氣(1400~1600℃)經汽化冷卻煙道冷卻,煙氣溫度降為850~1000℃,然后通過蒸發冷卻塔,高壓水經霧化噴嘴噴出,煙氣直接冷卻到250℃左右,噴水量根據煙氣含熱量精確控制,所噴出的水完全蒸發,噴水降溫的同時對煙氣進行了調質處理,使粉塵的比電阻有利于電除塵器的捕集。蒸發冷卻塔內約40~50%的粗粉塵沉降到底部,經排灰閥排出。冷卻和調質后的煙氣進入有四個電場的圓形電除塵器進行精除塵,除塵后煙氣經風機、切換站,合格煤氣至煤氣冷卻器再冷卻后進煤氣柜,不合格煤氣至煙囪點火放散。
轉爐LT干法靜電除塵具有如下特點[6-10]:
1)凈化后煙氣含塵量低:一般≤15mg/Nm3,最低可≤10mg/Nm3;
2)風機壽命長:煙氣含塵低,磨損小,維修小;
3)節電效果顯著:因系統阻力低、循環水量很少,風機電機及水泵電機裝機容量比濕法要低;
4)污水處理費低:干法除塵系統由于煤氣冷卻器冷卻的是凈煤氣,僅有極少量的污水外排,利于環保;
5)一次投資高,干法系統設備龐大且煙氣溫度高對設備材料要求嚴格,加上電除塵器防爆要求等使得其總投資高于濕法除塵系統數倍;
6)消耗蒸汽,不節能:蒸發冷卻塔在運行中消耗數量不少的蒸汽(如120t轉爐~5t/h);
7)維護和操作技術要求高,且維修工作量大。因為電除塵器結垢、腐蝕,蒸發冷卻器結垢等原因,導致維修設備的工作量特別大,并且降低 轉爐作業率,有的廠甚至被迫采用備用整套除塵設備。
雖然LT干法靜電除塵技術的優勢明顯,但因其存在一次性投資費用高、運行節電不節能、操作技術要求高、維修工作量大而使轉爐作業率降低等問題,使得在當今實際應用的選取上與濕法系統難分伯仲。
3 干法余熱回收布袋除塵技術
轉爐一次煙氣凈化無論干法LT系統還是濕法OG系統,其共同特點在于對高溫煙氣的冷卻降溫,均通過水的蒸發吸收汽化潛熱來對煙氣進行降溫冷卻,干法除塵還因為自身系統的要求,要消耗大量的蒸汽。通過消耗水來冷卻煙氣雖然是一個高效的冷卻方法,但卻是一個非常耗能的方法。因為從汽化冷卻煙道出來的高溫煙氣本身上來講是一種高品位熱能,非但沒有設法回收其攜帶的熱能,還要消耗大量其他能源來對其進行冷卻降溫,造成能源大量浪費。例如,一般設計條件下,汽化煙道出來的煙氣溫度在800~1000℃,如果單純將煙氣溫度降低到500℃,噸鋼產生蒸汽可達20kg,可以產生巨大的收益。
根據2011年10月1日開始實施的《鋼鐵企業節能設計規范》GB50632-2011中相關規定:“鋼鐵企業設計,必須加強余熱、余壓的回收利用水平。必須采用技術先進、經濟合理、能耗低、二次能源回收利用好的先進節能工藝、技術、設備與措施,最大限度地降低能源消耗,二次能源回收利用要實現高能高用,梯級利用”,可以看出新規范對節能、能源回收有了很高的要求。因此,許多設計院及科研單位開始進行轉爐一次除塵余熱回收布袋除塵器的研發實驗。
目前轉爐煙氣余熱回收及布袋除塵的主要工藝是:轉爐一次煙氣經汽化冷卻煙道后進入余熱回收設備進行進一步能量回收,溫度降低到合適的值(一般為~100℃)之后,經布袋除塵器、風機,不合格煤氣經煙囪點火放散,合格煤氣進煤氣柜回收(當風機后合格煤氣溫度高于70℃時,再經煤氣冷卻器冷卻到70℃以下進煤氣柜回收)。
布袋除塵器通過濾袋可以很容易的將煙氣含塵濃度降到15mg/Nm3及以下,又不需要像電除塵器一樣消耗電能。由于整個系統阻力相對濕法除塵減少很多,僅比LT干法除塵略大一點,所以風機站不需要配置很高功率的電機。利用余熱回收設備還可以回收大量的轉爐顯熱生產蒸汽。轉爐一次煤氣在冷卻的過程中與水無直接接觸,僅當風機后溫度高度70℃時進行噴水冷卻,所以煤氣不含水或含稅率很低,煤氣熱值高,利于輸送和使用。
相比OG濕法和LT干法,該工藝有明顯的技術優勢:1)系統無(或很少)循環水,無污水處理設施及相關費用和占地面積;2)布袋除塵效率高,很容易穩定達到15mg/Nm3及以下;3)無干法除塵電火花起暈或放電現象;4)因為含水率非常低及含塵量很低,煤氣品質高;5)無一文、二文等高阻力除塵設備,系統阻力遠低于濕法,比LT干法略高,所以風機電機的裝機容量都相對不高,系統運行費用較低,且除塵效率高風機運行壽命長;6)轉爐煙氣余熱基本全部回收,間接降低了煉鋼成本,符合當今能源政策。
雖然布袋干法除塵系統有很多優點,也有很多相關專利技術,但目前布袋干法除塵系統僅在40t轉爐上進行了工業實驗,鮮有工程應用[11]。
4 小結
本文系統的比較了濕法OG煙氣凈化技術和LT干法煙氣靜電除塵技術的流程和技術特點。結果表明,在環保和節能 [本文轉自DylW.Net專業提供寫作本科畢業論文和職稱論文的服務,歡迎光臨Www. DylW.NEt點擊進入DyLw.NeT 第一 論 文網]雙向要求空前嚴格的當下,干法LT、OG濕法系統都面臨巨大挑戰。而熱回收布袋除塵技術因其節能和環保的方向是符合我國及世界當前發展的大方向,具有廣泛的應用前景。
【參考文獻】
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[4]魏剛,趙增安.轉爐干法除塵工藝分析[J].現代冶金,2013,41(2): 39-41.