英文摘 要 ：High pressure water descaling system is the key device for the improvement of roll material quality. However, the energy cost of high pressure centrifugation water pump is very high. Though there 抮e some applications using high-voltage inverter to revamp, the prices are still high. We use a MVRSM36 high-voltage solid soft starter made by Benshaw Company to alternate the four high pressure centrifugation water pumps. This method has the advantages of energy-saving, device life extending, and cost reducing.
關鍵詞： 高壓水除鱗 高壓固態軟起動器 軟起動器 高壓離心水泵
1 引言
在軋鋼生產過程中，板坯、方坯等在加熱爐中加熱都會發生氧化，并生成很厚的氧化鐵皮，附著在鋼鐵材料表面上。另外，鋼鐵在軋制過程中，還會發生二次氧化，形成薄薄的二次氧化鐵皮。在軋輥的輾壓作用下，一部分氧化鐵皮被破碎成小片狀自動脫落，另一部分則被壓人金屬表面，形成夾渣、麻點、疤痕等，成為影響軋材表面質量的重要因素之一。
為了改善成品質量，目前在鋼鐵軋制中廣泛采用在線高壓水除鱗系統。根據不同鋼種，需采用不同的除鱗水壓。高壓水除鱗系統的工作原理是利用高壓水噴出時產生的強大的沖刷力和冷卻力、軋材的基體材料和氧化鐵皮層因冷卻收縮率不同而產生的剪切力以及水滲入基體材料和氧化鐵皮之間產生的蒸汽膨脹爆裂，使氧化鐵皮破碎成小碎片并與基體表面迅速脫離，同時高壓水按設定方向沖掉氧化鐵皮。
但是高壓水除鱗系統使用的是高轉速大流量的高壓離心泵，它空轉時電能消耗較大，而除鱗時間只占軋制時間的l5～20％，因此如果讓高壓離心泵都工作，并且大部分時間處于空轉狀態，那么大部分（可能達到70%）的電能將被浪費掉。
2 解決的方案
為降低高壓離心泵高速空轉的消耗，有幾種方案可以考慮。
（1）采用可變速的高壓水除鱗泵
例如在電機與高壓離心泵之間加設調速型液力耦合器，或者采用高壓變頻器驅動電動機等方法調節水泵轉速，根據蓄能器液位（或壓力）調節高壓離心泵轉速，以改變輸出流量和壓力。當蓄能器液位達到上工作液位或壓力達到壓力上限時，離心泵降速運行；當蓄能器液位達到下工作液位或或壓力達到壓力下限時，離心泵升速運行。由此達到節能目的。例如鞍鋼新軋鋼中板廠就采用調速節能的方法，節能效果達到35%左右。
（2）另一種方法是對高壓離心泵進行開停控制，雖然會有很好的節能效果，但如對電機進行直接接至電網或從電網斷開的開停控制，這不僅會對電網造成很大的沖擊，而且會對水泵和管路系統造成很大沖擊，影響設備的壽命。
（3）固態軟起動器控制
例如柳鋼集團2032熱軋板帶除鱗系統采用一臺美國本秀（BENSHAW）公司的MVRSM36-10kV-4000kW固態軟起動器根據需要輪流對四臺高壓離心水泵進行起動控制。
3 固態軟起動器高壓水除鱗系統
為解決其它方案存在的問題，我們采用1臺美國本秀（BENSHAW）公司的MVRSM36-10kV-4000kW 固態軟起動器根據需要輪流對4臺高壓離心水泵進行起動控制，取得了節能達28～35%以上非常好的效果。
3.1 2032熱軋板帶除鱗系統圖
圖1 柳鋼集團2032熱軋板帶除鱗系統
圖1為柳鋼集團2032熱軋板帶除鱗系統圖。它包含下述設備：
（1）高壓電機拖動的高壓離心除鱗泵組4臺；
（2）高壓蓄能器2個（一個水罐,一個氣罐）；
（3）高壓空壓機2臺；
（4）自清洗過濾器2臺；
（5）電動輸出閥4臺；
（6）蓄能器（水罐）電動閘閥1臺；
（7）最低液面閥1臺；
（8）最小流量閥4臺；
（9）除鱗閥（噴射閥6臺）；
（10）軋線檢修電動閘閥6臺，分別與6臺除鱗閥相對應。
3.2 高壓水除鱗系統的工作過程
該高壓水除鱗系統的工作過程如下：柳鋼熱軋廠高壓水除鱗的工藝布局參見圖2。低壓水管道經自清過濾器進入高壓電機拖動的高壓離心除鱗泵，輸出高壓水至蓄能器，最低液面閥開啟，待蓄能器壓力與泵出口壓力平衡后，即可待命開啟高壓管道噴射閥除鱗，正常高壓除鱗管道壓力保持在21～23Mpa。當壓力低于報警范圍（蓄能器液位達到下工作液位時），就立刻起動另外一臺泵增加壓力。用一臺美國本秀（BENSHAW）公司的MVRSM36-10kV- 4000kW固態軟起動器輪流起動四臺高壓離心水泵，其控制系統單線圖如圖3所示。
圖2 柳鋼熱軋廠高壓水除鱗的工藝布局
圖3 固態軟起動器輪流起動4臺高壓離心水泵的系統單線
該高壓離心泵控制系統共由16臺控制柜組成,由二段10kV電源供電。系統中HSS柜和HSS2柜為中壓固態軟起動器柜,HSSPWR和 HSSPWR2分別為固態軟起動器HSS和HSS2的進線斷路器柜。每臺電動機配有二臺真空斷路器柜來控制,其中一臺（HSSQHQ1、HSSQHQ2、 HSSQHQ3、HSSQHQ4）是電機與固態軟起動器接通和斷開的斷路器柜,另一臺（HSSQH1、HSSQH2、HSSQH3、HSSQH4）是電機接到電源的斷路器柜（旁路斷路器柜）。LQH1為二臺固態軟起動器的聯絡柜,LQH2為二段10kV電源的聯絡柜。通常情況下每段10kV母線各有一臺固態軟起動器輪流起動二臺水泵。當有一段母線失電、或者一臺固態軟起動器出現故障需檢修時,則可合上聯絡斷路器LQH1或LQH2,便可用另一段正常的母線或者另一臺正常的固態軟起動器來控制全部四臺水泵,變成一臺固態軟起動器輪流控制四臺水泵的系統。現階段為了節省投資暫時只配置了一臺固態軟起動器（HSS柜）,其型號為MVRSM36-10kV-4000kW。最近準備再配一臺固態軟起動器（HSS2柜）組成二臺固態軟起動器輪流控制四臺水泵的系統,以提高整個系統的可靠性。
高壓水除鱗系統設有PLC控制裝置。PLC控制系統可根據除鱗管道壓力，輸出控制信號來起動或斷開高壓除鱗水泵，并且可使幾臺水泵有大致相同的工作幾率，避免設備疲勞，提高設備的使用壽命。
該高壓除磷系統采用美國本秀（BENSHAW）公司的MVRSM36-10KV-4000kW晶閘管固態軟起動器，在設備投入成本上其性價比高于高壓變頻裝置。在設備維護方面，基本達到免維護，且設備運行穩定可靠，啟動電流能設定在0～160%的范圍內,可以頻繁無沖擊啟動。在節電方面，該高壓除鱗系統采用高壓蓄能器2個（1個水罐,1個氣罐）平衡水壓，根據流量和壓力的要求通過PLC對電機的投入或退出進行控制，經過一年多的運行,減少1臺電機長期空轉運行，全年節電達17280000kW·h，其高壓除磷系統節電率達到28～35%左右。
4 結束語
柳鋼集團2032熱軋板帶除鱗系統采用一臺BENSHAW公司的MVRSM36型高壓固態軟起動器輪流起動四臺高壓離心水泵的方式，既能達到節能的目的，提高設備壽命，又大大降低了成本。它以投資省而優于采用調速型液力耦合器或者采用高壓變頻器驅動電動機等方法可變速的高壓水除鱗泵方案,它以不會對電網造成很大沖擊，也不會對水泵和管路系統造成很大沖擊而優于高壓離心泵的開停控制方案。