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.
关键词： 高压水除鳞 高压固态软起动器 软起动器 高压离心水泵
1 引言
在轧钢生产过程中，板坯、方坯等在加热炉中加热都会发生氧化，并生成很厚的氧化铁皮，附着在钢铁材料表面上。另外，钢铁在轧制过程中，还会发生二次氧化，形成薄薄的二次氧化铁皮。在轧辊的辗压作用下，一部分氧化铁皮被破碎成小片状自动脱落，另一部分则被压人金属表面，形成夹渣、麻点、疤痕等，成为影响轧材表面质量的重要因素之一。
为了改善成品质量，目前在钢铁轧制中广泛采用在线高压水除鳞系统。根据不同钢种，需采用不同的除鳞水压。高压水除鳞系统的工作原理是利用高压水喷出时产生的强大的冲刷力和冷却力、轧材的基体材料和氧化铁皮层因冷却收缩率不同而产生的剪切力以及水渗入基体材料和氧化铁皮之间产生的蒸汽膨胀爆裂，使氧化铁皮破碎成小碎片并与基体表面迅速脱离，同时高压水按设定方向冲掉氧化铁皮。
但是高压水除鳞系统使用的是高转速大流量的高压离心泵，它空转时电能消耗较大，而除鳞时间只占轧制时间的l5～20％，因此如果让高压离心泵都工作，并且大部分时间处于空转状态，那么大部分（可能达到70%）的电能将被浪费掉。
2 解决的方案
为降低高压离心泵高速空转的消耗，有几种方案可以考虑。
（1）采用可变速的高压水除鳞泵
例如在电机与高压离心泵之间加设调速型液力耦合器，或者采用高压变频器驱动电动机等方法调节水泵转速，根据蓄能器液位（或压力）调节高压离心泵转速，以改变输出流量和压力。当蓄能器液位达到上工作液位或压力达到压力上限时，离心泵降速运行；当蓄能器液位达到下工作液位或或压力达到压力下限时，离心泵升速运行。由此达到节能目的。例如鞍钢新轧钢中板厂就采用调速节能的方法，节能效果达到35%左右。
（2）另一种方法是对高压离心泵进行开停控制，虽然会有很好的节能效果，但如对电机进行直接接至电网或从电网断开的开停控制，这不仅会对电网造成很大的冲击，而且会对水泵和管路系统造成很大冲击，影响设备的寿命。
（3）固态软起动器控制
例如柳钢集团2032热轧板带除鳞系统采用一台美国本秀（BENSHAW）公司的MVRSM36-10kV-4000kW固态软起动器根据需要轮流对四台高压离心水泵进行起动控制。
3 固态软起动器高压水除鳞系统
为解决其它方案存在的问题，我们采用1台美国本秀（BENSHAW）公司的MVRSM36-10kV-4000kW 固态软起动器根据需要轮流对4台高压离心水泵进行起动控制，取得了节能达28～35%以上非常好的效果。
3.1 2032热轧板带除鳞系统图
图1 柳钢集团2032热轧板带除鳞系统
图1为柳钢集团2032热轧板带除鳞系统图。它包含下述设备：
（1）高压电机拖动的高压离心除鳞泵组4台；
（2）高压蓄能器2个（一个水罐,一个气罐）；
（3）高压空压机2台；
（4）自清洗过滤器2台；
（5）电动输出阀4台；
（6）蓄能器（水罐）电动闸阀1台；
（7）最低液面阀1台；
（8）最小流量阀4台；
（9）除鳞阀（喷射阀6台）；
（10）轧线检修电动闸阀6台，分别与6台除鳞阀相对应。
3.2 高压水除鳞系统的工作过程
该高压水除鳞系统的工作过程如下：柳钢热轧厂高压水除鳞的工艺布局参见图2。低压水管道经自清过滤器进入高压电机拖动的高压离心除鳞泵，输出高压水至蓄能器，最低液面阀开启，待蓄能器压力与泵出口压力平衡后，即可待命开启高压管道喷射阀除鳞，正常高压除鳞管道压力保持在21～23Mpa。当压力低于报警范围（蓄能器液位达到下工作液位时），就立刻起动另外一台泵增加压力。用一台美国本秀（BENSHAW）公司的MVRSM36-10kV- 4000kW固态软起动器轮流起动四台高压离心水泵，其控制系统单线图如图3所示。
图2 柳钢热轧厂高压水除鳞的工艺布局
图3 固态软起动器轮流起动4台高压离心水泵的系统单线
该高压离心泵控制系统共由16台控制柜组成,由二段10kV电源供电。系统中HSS柜和HSS2柜为中压固态软起动器柜,HSSPWR和 HSSPWR2分别为固态软起动器HSS和HSS2的进线断路器柜。每台电动机配有二台真空断路器柜来控制,其中一台（HSSQHQ1、HSSQHQ2、 HSSQHQ3、HSSQHQ4）是电机与固态软起动器接通和断开的断路器柜,另一台（HSSQH1、HSSQH2、HSSQH3、HSSQH4）是电机接到电源的断路器柜（旁路断路器柜）。LQH1为二台固态软起动器的联络柜,LQH2为二段10kV电源的联络柜。通常情况下每段10kV母线各有一台固态软起动器轮流起动二台水泵。当有一段母线失电、或者一台固态软起动器出现故障需检修时,则可合上联络断路器LQH1或LQH2,便可用另一段正常的母线或者另一台正常的固态软起动器来控制全部四台水泵,变成一台固态软起动器轮流控制四台水泵的系统。现阶段为了节省投资暂时只配置了一台固态软起动器（HSS柜）,其型号为MVRSM36-10kV-4000kW。最近准备再配一台固态软起动器（HSS2柜）组成二台固态软起动器轮流控制四台水泵的系统,以提高整个系统的可靠性。
高压水除鳞系统设有PLC控制装置。PLC控制系统可根据除鳞管道压力，输出控制信号来起动或断开高压除鳞水泵，并且可使几台水泵有大致相同的工作几率，避免设备疲劳，提高设备的使用寿命。
该高压除磷系统采用美国本秀（BENSHAW）公司的MVRSM36-10KV-4000kW晶闸管固态软起动器，在设备投入成本上其性价比高于高压变频装置。在设备维护方面，基本达到免维护，且设备运行稳定可靠，启动电流能设定在0～160%的范围内,可以频繁无冲击启动。在节电方面，该高压除鳞系统采用高压蓄能器2个（1个水罐,1个气罐）平衡水压，根据流量和压力的要求通过PLC对电机的投入或退出进行控制，经过一年多的运行,减少1台电机长期空转运行，全年节电达17280000kW·h，其高压除磷系统节电率达到28～35%左右。
4 结束语
柳钢集团2032热轧板带除鳞系统采用一台BENSHAW公司的MVRSM36型高压固态软起动器轮流起动四台高压离心水泵的方式，既能达到节能的目的，提高设备寿命，又大大降低了成本。它以投资省而优于采用调速型液力耦合器或者采用高压变频器驱动电动机等方法可变速的高压水除鳞泵方案,它以不会对电网造成很大冲击，也不会对水泵和管路系统造成很大冲击而优于高压离心泵的开停控制方案。