CN106964592B - 一种vod/vd炉真空泵清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种VOD/VD炉真空泵清洗方法，包括如下步骤：1)配制真空泵清洗液；2)将真空泵从原系统中隔离出来；3)组成清洗液循环系统；4)使用清洗液清洗；5)清洗液循环系统放空；6)使用清水清洗；7)清洗过程结束，恢复原系统；本发明基于对真空泵内壁结垢层进行化学成分分析，配制出专用真空泵清洗液；进而采用真空泵清洗液通过化学清洗和循环清洗的方式，达到干净彻底地清除真空泵内壁结垢的目的；清洗后，VOD/VD炉的运行稳定性和冶炼效率均得到大幅提高。

Description

一种VOD/VD炉真空泵清洗方法

技术领域

本发明涉及工业设备化学清洗技术领域，尤其涉及一种VOD/VD炉真空泵清洗方法及真空泵清洗液。

背景技术

全蒸汽喷射泵系统VOD/VD炉是以脱碳精炼为主，主要由氧的供给速度(强度)、顶吹氧枪的高度、真空度(真空泵的启动台数)和底吹氩流量来控制。可以精炼轴承钢、合金结构钢、弹簧钢、优质碳素钢、超低碳不锈钢等。由于它具有极强的真空脱气能力，因此可保证钢种的氢、氧、氮含量达到最低水平，并精确调整钢水成分，使夹杂物充分上浮，而有效提高钢的纯洁度。由于VOD/VD炉的脱碳是在真空缶中进行的，因此VOD/VD炉的管道系统内必须是真空净化状态。而且真空泵气体压差转换控制对整个冶炼过程的顺利进行和成品碳含量的控制都极其重要；但是，真空泵一、二、三级喷射器及扩压器的喉部管内壁上的粉尘附着物逐渐形成的粉尘结垢层，严重影响了VOD/VD炉运行的可靠性、稳定性。

全蒸汽喷射泵系统VOD/VD炉真空管道内壁粉尘的结垢，主要形成在真空脱气阶段，从熔融钢水表面蒸发的气体很快被冷凝，产生大量的金属和金属氧化合物粉末，这些粉末进入到真空系统；此时气压小于100Pa，在这样低的气压下，气体的密度也很低，在冶炼阶段，上述低气压将阻止粉尘颗粒排出脱气装置；尤其是当VOD/VD炉除尘设备效果不佳时，这些粉尘将在脱气装置中冷却壁上或在前几米连接管道上沉积；在下一炉冶炼抽真空阶段，由于高密度气体流导致烟尘量增加(“真空吸尘器效应”)，在脱气过程中产生大量粉尘进入真空管道内；部分粉尘粉末不能随气体进入脱气装置或旋风除尘器，而是附着在真空管道内壁上或在喷射泵内形成粉尘沉积，逐渐形成大约厚度在3-12mm粉尘附着物，如果扩压器内粉尘达到一定厚度，会改变扩压器的轴心线，这时拉瓦尔喷嘴喷出的高速蒸汽会在扩压器内部产生一种紊流现象，使泵的工作特性明显下降，影响泵的抽气性能；最终结果是降低了设备系统的工作效率，增加了冶炼生产过程中的运行成本。当钢中的碳含量要求达到0.03％以下时，在进行真空脱碳阶段，要求的终点碳越低，真空度或高真空度反弹幅度次数越大，脱碳时间越长，用气相定碳法无法准确测定到废气总量及其CO、CO₂的含量，也无法计算出碱含量随时间的降低曲线，终点碳标准很难实现，同时加大了蒸汽的能耗，进而破坏真空系统的稳定性、平衡性，导致无法满足生产的工艺要求，必须停机清理管道及喷射器内的粉尘沉积层和结垢层。

生产实践证明，VOD/VD炉真空泵是系统深脱气、深脱碳关键主泵，也是粉尘结垢最严重的区域，真空泵内壁形成的粉尘沉积层与粉尘结垢层，制约了VOD/VD炉真空管道系统的使用功能，如果经常性的清灰不但繁重且空间狭窄，不易解决且费时费力；因真空泵空间狭小，无法进行人工清洗，常规方法是采用高压水清洗、PIG清管清洗：其中高压水清洗是采用50Mpa以上的高压水射流，对管道内表面污垢进行高压水射流剥离清洗。该技术主要用于短距离管道，并且管道直径必须大于50cm以上。PIG工业清管技术是依靠泵推动流体产生的推动力驱动PIG(清管器)在管内向前推动，将堆积在管线内的污垢排出管外，从而达到清洗的目的；但是上述方法均无法对VOD/VD炉的真空泵进行快捷彻底的清洗。

申请号为201320435807.9的中国专利公开了“一种真空泵在线清洗装置”，申请号为201410505365.X的中国专利公开了一种“蒸汽喷射泵内壁清理装置”；均采用在真空泵内设置喷淋装置的方法对真空泵进行在线清洗，但是喷淋的有效覆盖面积有限，无法对真空泵内壁进行全面且彻底的清洗；另外，两者均是采用清水清洗，对于由于真空泵内壁结垢的成分复杂、附着力强，采用水洗方式根本无法达到有效去除真空泵内壁结垢层的目的。

发明内容

本发明提供了一种VOD/VD炉真空泵清洗方法，基于对真空泵内壁结垢层进行化学成分分析，配制出专用真空泵清洗液；进而采用真空泵清洗液通过化学清洗和循环清洗的方式，达到干净彻底地清除真空泵内壁结垢的目的；清洗后，VOD/VD炉的运行稳定性和冶炼效率均得到大幅提高。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种VOD/VD炉真空泵清洗方法，包括如下步骤：

1)配制真空泵清洗液；所述真空泵清洗液由以下组分按质量百分比组成：盐酸35％～45％，十二烷基硫酸钠6％～14％，六次甲基四胺2％～6％，氢氟酸1％～4％，磷酸三钠10％～15％，氢氧化钠20％～28％；以上组分混合均匀后配制成真空泵清洗液备用；

2)将真空泵从原系统中隔离出来；将一级真空泵的下蒸汽入口、三级真空泵的下蒸汽入口与相连的蒸汽管道断开，将三级真空泵的上蒸汽出口与相连的冷凝器断开，并在断开处的管道上分别安装临时阀门，临时阀门与管道密封连接，且安装后临时阀门均处于关闭状态；

3)组成清洗液循环系统；将一级真空泵下蒸汽入口的临时阀门的另一端通过管道与循环清洗泵的清洗液出口连通，循环清洗泵的清洗液入口连接清洗液容器；将三级真空泵上蒸汽出口的临时阀门的另一端通过管道与液体过滤装置连通，液体过滤装置的另一端连接清洗液容器；以上连接完成后形成清洗液循环系统；

4)使用清洗液清洗；将配制好的真空泵清洗液加入清洗液容器中，打开一级真空泵下蒸汽入口和三级真空泵上蒸汽出口的临时阀门，使清洗液循环系统形成通路；启动循环清洗泵，通过真空泵清洗液对一级、二级、三级真空泵进行循环清洗；真空泵清洗液与真空泵内壁的积垢发生化学反应，积垢溶解后随清洗液流出，经液体过滤装置将其中的大颗粒杂质进行过滤后，进入清洗液容器内反复使用；用真空泵清洗液清洗真空泵3-6个小时后关闭循环清洗泵；

5)清洗液循环系统放空；关闭一级真空泵下蒸汽入口和三级真空泵上蒸汽出口的临时阀门，将循环清洗泵的清洗液入口与清洗液容器之间的连接断开；将循环清洗泵的清洗液出口、三级真空泵下蒸汽入口及一级真空泵下蒸汽入口的临时阀门通过软管连接罐车，打开一级真空泵下蒸汽入口和三级真空泵下蒸汽入口的临时阀门，将清洗液循环系统中残余的真空泵清洗液与积垢混合物排出到罐车中外运；然后将清洗液循环系统重新连接；

6)使用清水清洗；将循环清洗泵的清洗液入口连接清水容器，按照与步骤4)相同的方法使用清水对一级、二级和三级真空泵进行清洗；清洗时间1-2小时；然后按照与步骤5)相同的方法将清水清洗后的清洗液循环系统放空；

7)清洗过程结束，恢复原系统；以上过程全部结束后，将一级真空泵与循环清洗泵之间的连接断开，将三级真空泵与液体过滤装置之间的连接断开；将一级真空泵的下蒸汽入口、三级真空泵的下蒸汽入口及三级真空泵的上蒸汽出口的临时阀门取下，将一级、二级、三级真空泵重新接入原系统中。

所述真空泵清洗液与真空泵内壁积垢发生化学反应并使其溶解的作用机理如下：

MnO₂+4HCl＝MnCl₂+Cl₂+2H₂O；

Fe₂O₃+6HCl＝2FeCl₃+3H₂O；

2KMnO₄+16HCl＝2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O；

14HCl+K₂Cr₂O₇＝3Cl₂+2CrCl₃+2KCl+7H₂O；

CuO+2HCl＝CuCl₂+H₂O；

MgO+2HCl＝MgCl₂+H₂O；

2HCl+Ca(OH)₂＝CaCl₂+2H₂O；

2NaOH+SiO₂＝Na₂SiO₃+H₂O；

HCl+NaOH＝NaCl+H₂O。

所述临时阀门为耐酸球阀。

所述循环清洗泵采用聚四氟乙烯泵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)基于对真空泵内壁结垢层进行化学成分分析，配制了专用的真空泵清洗液；

2)采用真空泵清洗液通过化学清洗和循环清洗的方式，达到干净彻底地清除真空泵内壁结垢的目的；

3)清洗后，VOD/VD炉的运行稳定性和冶炼效率均得到大幅提高；

4)过程简单，可操作性强，清洗效率高。

附图说明

图1是本发明所述VOD/VD炉真空泵清洗方法的原理示意图一(清洗过程)。

图2是本发明所述VOD/VD炉真空泵清洗方法的原理示意图二(放空过程)。

图中：1.一级真空泵 2.二级真空泵 3.三级真空泵 4.临时阀门 5.循环清洗泵6.液体过滤装置 7.清洗液容器/清水容器 8.罐车

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本发明所述一种VOD/VD炉真空泵清洗方法，包括如下步骤：

1)配制真空泵清洗液；所述真空泵清洗液由以下组分按质量百分比组成：盐酸35％～45％，十二烷基硫酸钠6％～14％，六次甲基四胺2％～6％，氢氟酸1％～4％，磷酸三钠10％～15％，氢氧化钠20％～28％；以上组分混合均匀后配制成真空泵清洗液备用；

2)将真空泵从原系统中隔离出来；将一级真空泵1的下蒸汽入口、三级真空泵3的下蒸汽入口与相连的蒸汽管道断开，将三级真空泵3的上蒸汽出口与相连的冷凝器断开，并在断开处的管道上分别安装临时阀门4，临时阀门4与管道密封连接，且安装后临时阀门4均处于关闭状态；

3)如图1所示，组成清洗液循环系统；将一级真空泵1下蒸汽入口的临时阀门4的另一端通过管道与循环清洗泵5的清洗液出口连通，循环清洗泵5的清洗液入口连接清洗液容器7；将三级真空泵3上蒸汽出口的临时阀门4的另一端通过管道与液体过滤装置6连通，液体过滤装置6的另一端连接清洗液容器7；以上连接完成后形成清洗液循环系统；

4)如图1所示，使用清洗液清洗；将配制好的真空泵清洗液加入清洗液容器7中，打开一级真空泵1下蒸汽入口和三级真空泵3上蒸汽出口的临时阀门4，使清洗液循环系统形成通路；启动循环清洗泵5，通过真空泵清洗液对一级、二级、三级真空泵1、2、3进行循环清洗；真空泵清洗液与真空泵内壁的积垢发生化学反应，积垢溶解后随清洗液流出，经液体过滤装置6将其中的大颗粒杂质进行过滤后，进入清洗液容器7内反复使用；用真空泵清洗液清洗真空泵3-6个小时后关闭循环清洗泵5；

5)清洗液循环系统放空；如图2所示，关闭一级真空泵1下蒸汽入口和三级真空泵3上蒸汽出口的临时阀门4，将循环清洗泵5的清洗液入口与清洗液容器7之间的连接断开；将循环清洗泵4的清洗液出口、三级真空泵3下蒸汽入口及一级真空泵1下蒸汽入口的临时阀门4通过软管连接罐车8，打开一级真空泵1下蒸汽入口和三级真空泵3下蒸汽入口的临时阀门4，将清洗液循环系统中残余的真空泵清洗液与积垢混合物排出到罐车8中外运；然后将清洗液循环系统重新连接；

6)使用清水清洗；如图1所示，将循环清洗泵5的清洗液入口连接清水容器7，按照与步骤4)相同的方法使用清水对一级、二级和三级真空泵1、2、3进行清洗；清洗时间1-2小时；然后按照与步骤5)相同的方法将清水清洗后的清洗液循环系统放空(如图2所示)；

7)清洗过程结束，恢复原系统；以上过程全部结束后，将一级真空泵1与循环清洗泵5之间的连接断开，将三级真空泵3与液体过滤装置6之间的连接断开；将一级真空泵1的下蒸汽入口、三级真空泵3的下蒸汽入口及三级真空泵3的上蒸汽出口的临时阀门4取下，将一级、二级、三级真空泵1、2、3重新接入原系统中。

所述真空泵清洗液与真空泵内壁积垢发生化学反应并使其溶解的作用机理如下：

MnO₂+4HCl＝MnCl₂+Cl₂+2H₂O；

Fe₂O₃+6HCl＝2FeCl₃+3H₂O；

2KMnO₄+16HCl＝2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O；

14HCl+K₂Cr₂O₇＝3Cl₂+2CrCl₃+2KCl+7H₂O；

CuO+2HCl＝CuCl₂+H₂O；

MgO+2HCl＝MgCl₂+H₂O；

2HCl+Ca(OH)₂＝CaCl₂+2H₂O；

2NaOH+SiO₂＝Na₂SiO₃+H₂O；

HCl+NaOH＝NaCl+H₂O。

所述临时阀门4为耐酸球阀。

所述循环清洗泵5采用聚四氟乙烯泵。

本发明为了实现对真空泵内壁进行化学清洗的目的，首先根据真空泵内壁结垢的化学成分组成配制专用真空泵清洗液。

首先在水质条件符合GB10067.1-88《电热设备基本条件--通用部分》的标准前提下，(如PH 6-8,悬浮性固体＜10MG/L,碱度＜60MG/L等)，对真空泵内壁的粉尘结垢层进行取样和化验分析，结果其中含有近十种主要化学成分，这些化学成分及百分比含量如下表所示；

序号	名称	元素符号	百分比含量
				1	镁	Mg	1.2％
2	硅	Si	3.3％
				3	钾	K	4.4％
4	钙	Ga	3.9％
				5	铬	Cr	7.5％
6	锰	Mn	36.9％
				7	铁	Fe	29.5％
8	铜	Cu	1.5％
				9	锌	Zn	6.0％
10	铅	Pb	2.6％

在此基础上根据以下作用机理配制真空泵清洗液：

MnO₂+4HCl＝MnCl₂+Cl₂+2H₂O；

Fe₂O₃+6HCl＝2FeCl₃+3H₂O；

2KMnO₄+16HCl＝2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O；

14HCl+K₂Cr₂O₇＝3Cl₂+2CrCl₃+2KCl+7H₂O；

CuO+2HCl＝CuCl₂+H₂O；

MgO+2HCl＝MgCl₂+H₂O；

2HCl+Ca(OH)₂＝CaCl₂+2H₂O；

2NaOH+SiO₂＝Na₂SiO₃+H₂O；

HCl+NaOH＝NaCl+H₂O。

因此，本发明所述真空泵清洗液能够有效溶解并彻底清除真空泵内壁的积垢，且不会损伤VOD/VD炉装置本体。

本发明所述VOD/VD炉真空泵清洗方法简单易操作，并且排出的污水经过罐车收集净化后PH呈中性，能够保证进一步处理后达到工业排放标准。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种VOD/VD炉真空泵清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)配制真空泵清洗液；所述真空泵清洗液由以下组分按质量百分比组成：盐酸35％～45％，十二烷基硫酸钠6％～14％，六次甲基四胺2％～6％，氢氟酸1％～4％，磷酸三钠10％～15％，氢氧化钠20％～28％；以上组分混合均匀后配制成真空泵清洗液备用；

2)将真空泵从原系统中隔离出来；将一级真空泵的下蒸汽入口、三级真空泵的下蒸汽入口与相连的蒸汽管道断开，将三级真空泵的上蒸汽出口与相连的冷凝器断开，并在断开处的管道上分别安装临时阀门，临时阀门与管道密封连接，且安装后临时阀门均处于关闭状态；

3)组成清洗液循环系统；将一级真空泵下蒸汽入口的临时阀门的另一端通过管道与循环清洗泵的清洗液出口连通，循环清洗泵的清洗液入口连接清洗液容器；将三级真空泵上蒸汽出口的临时阀门的另一端通过管道与液体过滤装置连通，液体过滤装置的另一端连接清洗液容器；以上连接完成后形成清洗液循环系统；

4)使用清洗液清洗；将配制好的真空泵清洗液加入清洗液容器中，打开一级真空泵下蒸汽入口和三级真空泵上蒸汽出口的临时阀门，使清洗液循环系统形成通路；启动循环清洗泵，通过真空泵清洗液对一级、二级、三级真空泵进行循环清洗；真空泵清洗液与真空泵内壁的积垢发生化学反应，积垢溶解后随清洗液流出，经液体过滤装置将其中的大颗粒杂质进行过滤后，进入清洗液容器内反复使用；用真空泵清洗液清洗真空泵3-6个小时后关闭循环清洗泵；

5)清洗液循环系统放空；关闭一级真空泵下蒸汽入口和三级真空泵上蒸汽出口的临时阀门，将循环清洗泵的清洗液入口与清洗液容器之间的连接断开；将循环清洗泵的清洗液出口、三级真空泵下蒸汽入口及一级真空泵下蒸汽入口的临时阀门通过软管连接罐车，打开一级真空泵下蒸汽入口和三级真空泵下蒸汽入口的临时阀门，将清洗液循环系统中残余的真空泵清洗液与积垢混合物排出到罐车中外运；然后将清洗液循环系统重新连接；

6)使用清水清洗；将循环清洗泵的清洗液入口连接清水容器，按照与步骤4)相同的方法使用清水对一级、二级和三级真空泵进行清洗；清洗时间1-2小时；然后按照与步骤5)相同的方法将清水清洗后的清洗液循环系统放空；

7)清洗过程结束，恢复原系统；以上过程全部结束后，将一级真空泵与循环清洗泵之间的连接断开，将三级真空泵与液体过滤装置之间的连接断开；将一级真空泵的下蒸汽入口、三级真空泵的下蒸汽入口及三级真空泵的上蒸汽出口的临时阀门取下，将一级、二级、三级真空泵重新接入原系统中。

2.根据权利要求1所述的一种VOD/VD炉真空泵清洗方法，其特征在于，所述真空泵清洗液与真空泵内壁积垢发生化学反应并使其溶解的作用机理如下：

MnO₂+4HCl＝MnCl₂+Cl₂+2H₂O；

Fe₂O₃+6HCl＝2FeCl₃+3H₂O；

2KMnO₄+16HCl＝2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O；

14HCl+K₂Cr₂O₇＝3Cl₂+2CrCl₃+2KCl+7H₂O；

CuO+2HCl＝CuCl₂+H₂O；

MgO+2HCl＝MgCl₂+H₂O；

2HCl+Ca(OH)₂＝CaCl₂+2H₂O；

2NaOH+SiO₂＝Na₂SiO₃+H₂O；

HCl+NaOH＝NaCl+H₂O。

3.根据权利要求1所述的一种VOD/VD炉真空泵清洗方法，其特征在于，所述临时阀门为耐酸球阀。

4.根据权利要求1所述的一种VOD/VD炉真空泵清洗方法，其特征在于，所述循环清洗泵采用聚四氟乙烯泵。