[发明专利]一种型钢穿水冷却高压变频水泵的控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电气自动化控制技术领域，属于高炉炼铁的主要炉料的生产工艺，具体涉及一种型钢穿水冷却高压变频水泵的控制系统及方法。

背景技术

马钢三钢轧总厂大H型钢精轧后穿水冷却系统于2010年投入运行，该系统主要由三台高压水泵(560KW/台)、反冲洗过滤器、穿水旁通阀、Ⅰ段和Ⅱ段轧件穿水冷却装置(包括冷却水喷嘴、喷水控制阀、手动闸阀、冷却水嘴移动框架以及冷却水收集盘等)、轧件冷却水回水槽、回水池、提升泵、高速过滤器以及吸水井等所组成，该系统结构示意图如下图1所示。考虑到单位时间内该系统高压水泵给水量远大于轧件冷却水回水槽的回水量，为了防止型钢冷却水从冷却水收集盘中外溢以及避免高压水泵长期处于憋压和过载状态，该型钢穿水冷却系统必须仅在穿水冷却装置过钢时喷水，而无钢时停止喷水并打开穿水旁通阀，使高压水泵输出的冷却水直接回到系统回水池。基于此，该系统的冷却水控制方式为：当穿水冷却装置过钢时，穿水旁通阀关闭，喷水控制阀打开，型钢穿水冷却；当型钢尾部脱离穿水冷却装置后，系统打开穿水旁通阀，并在2秒钟(即穿水旁通阀的响应时间)后关闭喷水控制阀，穿水冷却装置停止喷水；当型钢头部接近穿水冷却装置时，系统打开喷水控制阀，并在2秒钟(即喷水控制阀的响应时间)后关闭穿水旁通阀，穿水冷却装置处于喷水状态。该穿水系统的上述冷却水控制方式使其存在多方面的缺陷：其一，对于现有的型钢穿水冷却系统，为了避免型钢冷却水从冷却水收集盘中外溢，穿水冷却装置每过一根型钢，喷水控制阀以及穿水旁通阀需要进行两次快速切换，并由此使系统高压水泵出口压力出现两次剧烈波动。正是由于高压水泵出口压力频繁出现剧烈波动，使系统供水管道出现水锤现象，并由此导致系统管道频繁出现开焊爆管、管道过滤器内腔损坏、高压水泵叶轮破碎以及出水阀阀板脱落的故障；其二，由马钢大H型钢生产线各种规格H型钢穿水情况统计可知，对于大多数需要穿水的各种品种规格H型钢来说，型钢穿水的水流量需求通常处在一台泵供水水量偏小而两台泵供水水量又偏大的状态。由于该穿水系统的供水泵采用的是10KV供电网络直接供电的高压水泵，高压水泵的运行速度不可调，这样，型钢穿水的水量调整只能通过控制冷却水嘴打开的数目来实现，在这种情况下，当型钢穿水实际喷水量小于或远小于水泵在额定负载状态下可提供的水流量时，必然造成高压水泵在型钢穿水期间出现憋压和过载现象，由此导致高压水泵气蚀严重，其叶轮平均使用寿命不到四个月，并且泵体的使用寿命也只有一年左右；其三，通常马钢大H型钢穿水冷却装置的平均过钢节奏为4分钟，其中型钢通过穿水冷却装置的平均时间仅为28秒。由此可知，在连续生产过程中，穿水系统高压水泵绝大部分时间是在做无用功(即高压水泵输出的冷却水直接经穿水旁通阀回到回水池)，由此导致大量无用的电耗。

发明内容