一种转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法技术领域
本发明具体涉及一种转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法，属于转炉汽化系统
自动控制技术领域。
背景技术
转炉汽化冷却系统的主要作用是回收转炉在冶炼过程中产生的高温烟气余热、降
低烟气温度，以便满足下一步转炉一次除尘及其煤气回收的要求，保证转炉炼钢的安全生
产。
转炉汽化系统是由除氧器、汽包、循环泵站及烟罩(活动段，移动段，固定段)等组
成。在整个冶炼周期中由于烟气温度变化很大，造成汽化系统的热负荷、温度、压力、水位波
动等都很大，这就对汽化系统设备的要求非常高，尤其是升降烟罩和移动段，一旦出现系统
过热将造成爆管甚至发生爆炸的设备安全事故。为保证汽化系统的高度稳定运行，转炉的
汽化系统常规设计为：升降烟罩、移动段均采用强制循环，使用的低压循环泵、中压循环泵
均采用工频运行方式，以确保生产顺行。
通过分析，现有转炉汽化冷却系统运行时存在以下问题：
当冶炼条件发生变化，但是循环系统没有变化，汽化锅炉系统的热负荷会产生不
平衡，反而容易造成系统频繁变化烟罩漏水。
中低压循环泵由于负荷变化，经常出现机封漏水等问题，严重影响生产，且备件费
用增高。
在转炉加废钢、兑铁、出钢、溅渣、炉次结束各个阶段，低压泵、中压泵全部工频
50HZ全速运行，浪费电能。
中低压循环泵在不同工况下运行流量变化较大，但电机转速不变，只通过调节阀
门来调节流量，导致部分能耗浪费在阀门上，当流量低时泵出口压力过高还会缩短阀门的
使用寿命。
发明内容
因此，为解决上述问题，在保证转炉汽化系统安全稳定运行的前提下减少设备故
障及降低备件消耗和电耗，本发明提供一种转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法，
本发明的方法具体为：在中压泵、低压泵的自动控制系统中增设变频器，用于改变
中压泵、低压泵的电机频率，中压泵、低压泵的电机频率的控制过程包括初始过程控制及正
常运行过程控制；
转炉汽化系统开始运行，自动控制系统执行初始过程控制，电机频率变为F1，自动
控制系统开始计时，自动控制系统计时时间为T1，在T1时间内，当自动控制系统接收到兑铁
信号时，自动控制系统执行正常运行过程控制；
正常运行过程控制的控制过程为，自动控制系统接收到兑铁信号，延时T2后，电机
频率变为F2，自动控制系统接收到出钢信号，延时T3后，电机频率变为F3，直至自动控制系
统再次接收到兑铁信号，重复上述控制过程。
进一步的，所述T1为60分钟。
进一步的，所述自动控制系统为中压泵自动控制系统，T2为10秒，T3为25秒，F1为
35赫兹，F2为45赫兹，F3为40赫兹。
进一步的，所述自动控制系统为低压泵自动控制系统，T2为10秒，T3为25秒，F1为
25赫兹，F2为37.5赫兹，F3为30赫兹。
本发明的有益效果在于：在本发明的控制方法，解决了现有方法中的问题，实现了
电机的平滑调速功能，减少了电机、水泵和阀门的故障时间和次数，延长了设备的使用寿
命，转炉汽化系统运行更加安全稳定，节能效果显著。
附图说明
图1为本发明实施例低压泵的控制方案示意图。
图2为本发明实施例中压泵的控制方案示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：
本发明的技术方案的基本原理为：中、低压循环泵采用变频器控制，实现电机的低
频、低电流软启动和平滑调速功能，使对电机、水泵和阀门的机械冲击力显著降低。针对冶
炼过程每一步骤：加废钢、兑铁、吹炼、出钢、溅渣、炉次结束，将水泵运行过程分解，根据每
一阶段的特性，通过改变水泵的转速来调节循环水流量，始终准确控制升降烟罩、移动烟罩
的温度，避免过热爆管，保证汽化系统热负荷更加安全稳定运行，同时达到节约电能的效
果。
本发明的实现方式为，对基础级自动化系统进行改造，一是硬件增加变频器，二是
优化低压泵组、中压泵组的控制软件及其参数。
以某炼钢厂120吨转炉为例，实施本发明的技术方案，其低压泵的控制方案如图1
所示，中压泵的控制方案如图2所示。
在该炼钢厂七座转炉的汽化系统全部应用本发明的技术方案。
改造前，每座转炉平均每年更换中压泵2台，低压泵1台；改造后，每2年更换中压泵
1台，每3年更换低压泵1台。因此，仅减少水泵消耗一项，每座转炉平均每年节约资金在60万
元以上。年节约电量见表1；
表1
80吨转炉*3(kwh)
120吨转炉*2(kwh)
150吨转炉*2(kwh)
合计
|
低压泵
653261.76
911317.1015
1084201.977
2648780.8
中压泵
958117.248
1336598.416
2228637.396
4523353.1
转炉合计
1611379.008
2247915.517
3312839.373
7172133.9
单耗(kwh/t)
1.38
1.65
2.02
1.72
由表1可以看出，本专利实现了转炉汽化系统低压泵、中压泵的优化控制，减少了
电机、水泵和阀门的故障时间和次数，延长了设备的使用寿命，转炉汽化系统运行更加安全
稳定，节能效果显著，有效的降低了炼钢成本。
本发明的控制技术的控制系统软件部分是一个软件模型，是在现有系统上编制
的，硬件设备增加了变频器，然后与PLC进行通讯，接收发送信息，用PROFIBUS现场总线进行
联网通讯。Profibus就是西门子的标准网络协议，变频器也是标准协议接收发送。图1、图2
中各个设定值是满足既能保证汽化锅炉安全稳定运行，又能保证最大效益节能的条件下。
通过测量大量数据(温度、流量、水质、锅炉管的探伤等等)，结合计算得出的设定值。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也
应视为本发明的保护范围。