_vd精炼炉真空系统的常见故障分析与解决

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1、VD精炼炉真空系统的常见故障分析与处理张志信（河冶科技股份有限公司，河北，石家庄，050000）摘要：结合河冶科技VD精炼炉真空设备，介绍VD精炼炉蒸汽喷射真空泵的工作原理，并根据我公司VD精炼炉发生的故障，分析故障发生的原因以及介绍相应的故障解决方法。关键词：精炼炉；蒸汽喷射真空泵；工作原理；因素；故障处理绪论：VD精炼炉实际抽真空过程比较抽象，造成有故障不易排查。它不像机械和液压等问题那样可用图纸作为依据进行排查，需要用能量分析和工作经验相结合的方式综合考虑处理。现对我公司VD精炼炉抽真空过程及问题进行描述分析，供各位同仁参考。正文：VD精炼炉描述：

2、　　我公司VD（VacuumDegassing）精炼炉是将经中频炉和LF精炼炉冶炼调成份后次炼钢水置于真空罐中，同时钢包底部吹氩搅拌的一种脱气真空炉。其原理是利用对真空罐进行抽真空，在真空状态下对钢水进行脱碳、脱气、脱硫、去除杂质、合金化和均匀钢水温度、成分等处理。其主要设备由真空系统、真空罐系统、真空罐盖车、水系统、除尘系统等组成。蒸汽喷射真空泵抽气量大，结构简单，但出现故障时，不易及时排查，引起热停工时间较长，损失较大，本文对我公司真空系统的原理进行了讲解，并对常见故障及影响因素进行了分析，以便设备维护人员及时排查解决类似设备故障。我公司真空系统简图

3、如下：　　图：河冶科技真空系统简图该系统由四级蒸汽喷射泵加一级水环式机械真空泵（简称水环泵）组成5级真空泵组，主泵由（B1+B2+B3+E2a+E5c）组成；辅泵由（E2b+E5c）组成，辅泵（E2b+E5c）与主泵的喷射泵（E2a+E5c）并联，组成变量泵机组。同时为了提高真空系统的启动速度，设计了启动泵（Ec）。冷凝器的作用是将前级泵排出的蒸汽冷凝成水，以提高后级喷射泵的效率。现将蒸汽喷射真空泵工作原理介绍一下：1、蒸汽喷射真空泵的工作原理及过程　　蒸汽喷射真空泵是利用流体流动时的静压能与动能相互转换的气体动力学原理来形成真空。具有一定压力的水蒸汽通

4、过拉瓦尔喷嘴喉径时达到声速，到喷嘴的扩散部时，静压能全部转化为动能，达到超声速，由压力能转化为速度能，在喷嘴出口处由于高速蒸汽流的引射作用形成低压。工作蒸汽与被抽气流在混合室进行混合，并进行能量交换，混合气流在扩压管内得到减速增压。如果将几个喷射泵串联起来使用，泵与泵中间加入冷凝器使蒸汽冷凝，便可得到很高的真空度（67Pa）。整台蒸汽喷射真空泵由5级泵体与3级冷凝器两大部分组成。各级泵体均由喷嘴、吸入室及扩压器组成，喷嘴采用不锈钢材料焊接，吸入室和扩压器等其它部件采用碳钢材料焊接而成。蒸汽喷射式真空泵结构简图1-吸入室2-工作蒸汽进入室3-拉瓦尔喷嘴4-

5、混合室5-扩压器6-压缩器A—被抽气体入口B—工作蒸汽入口C—混合气体出口1.1蒸汽喷射式真空泵工作步骤1.1.1第一阶段：工作蒸汽经过拉瓦尔喷嘴变成超音速气流而喷入混合室内，由于蒸汽流为高速，压力降低，同时温度降低，使吸入混合室内形成负压区。此时，被抽气体进入混合室。1.1.2第二阶段：工作蒸汽与被抽气体两股气流在混合室内相互混合，并进行动量和能量交换，将工作蒸汽由压力能转变而来的动能传递给被抽气体，从而使工作蒸汽速度逐渐降低，被抽气体速度逐渐增高，两者速度逐渐接近。最后在扩压器喉部某处，两者速度达到一致并产生激波，使得混合气流速度下降，从激波的超音速

6、下降到激波后的亚音速同时压力上升。1.1.3第三阶段：在某一给定的压力下，亚音速混合气流在扩压器喉部流出的瞬间，其速度可能再次达到音速。然后，混合气流在扩压器渐扩段速度下降，压力增高，直至扩压器的出口处，混合气流压力增高速度降低气体被排出。2.我公司主要出现过的故障2.1低真空抽不下去甚至反弹2.2高真空到一定程度下不去，但是未达标2.3高真空状态时不能进一级泵，否则反弹严重3影响VD炉真空系统真空度的主要因素及故障现象的简单处理　　3.1工作蒸汽压力、温度及干度　　3.1.1蒸汽压力过低及压力波动均对真空泵的能力有较大影响，因此蒸汽压力不应低于要求的工

7、作压力，我公司炼钢分厂工作蒸汽压力为0.8MPa（表压），实际工作中工作蒸汽压力低于0.8MPa，后期尤其至0.6Mpa后真空度就很难降下来，理论上来说工作蒸汽压力越高工作蒸汽温度就越高。3.1.2蒸汽压力稳定，蒸汽压力就不会出现波动，真空泵性能就会稳定。3.1.3蒸汽的干度对真空泵的性能也有较大影响。其中含水会引起真空波动，含水过多甚至会抽不起真空。如果真空管道内有水，在比较低的气压下水很容易汽化，水的汽化热很大，很少量的水汽化会带走大量的热，真空状态下热传递是通过对流热传导途径被阻断了，气体热传导和辐射的传热量相对很小，就会出现结冰现象，特别是1级泵

8、拉瓦尔喷嘴喉径很小直径在3mm左右，对蒸汽的品质要求高，含微量水分都可能引起喷嘴