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高炉循环冷却水系统改造
来源: 作者: 发布时间:2007-12-26

    
 1.冷却水系统改造前状况

  安阳钢铁公司炼铁厂高炉冷却系统水源为地表水,冷却对象主要为高炉冷却壁,其冷却强度对高炉一代寿命起着决定性的作用。原供水方式一直采用直供式,使用后的水未经循环,直接外排,浪费很大,同时还存在水质差、水量不足、水压低等问题。考虑到原供水方式已暴露出如上很多弊端,且无事故供水措施,严重制约了炼铁厂生产的发展和经济效益的提高,加上两供水泵站内管道年久失修、腐蚀严重且难以更换,是生产中的一个重大设备隐患,因此在新建6#380m3高炉之际同步建设高炉区循环泵站势在必行。

2 高炉循环水工程设计
2.1 循环水系统工艺流程
  目前,国际上比较先进的高炉循环水冷却技术是采用软水闭路循环系统,其特点是节水的冷却效果好,较好地解决了结垢和腐蚀问题,但在检漏方面没有特别成功的经验。本次设计结合我公司高炉容积小、冶炼强度高、在其一代炉龄的中后期、高炉冷却壁及炉底水冷管漏水现象严重的实际情况,采用了敞开式循环冷却系统,以便于生产运行过程中及时了解渗漏情况,采取相应措施予以解决,有利于安全生产。
  补充水和循环水的工艺流程图如图1、图2所示。
2.2 设计指标
  ①满足7座高炉的生产用水,循环水量为10 100m3/h;自流回水;循环利用率大于98%。
  ②供水主管水压达到0.5MPa;冷却出水温度≤32℃。
  ③改善供水水质,使水中悬浮物含量由原来的120mg/L左右下降到20mg/L,并采用水质稳定措施基本消除高炉冷却壁及循环水设施的结垢、腐蚀现象。
   ④设置事故水塔及事故水泵,确保安全供水
2.3 泵站平面布置
  安阳钢铁公司为1958年建厂的老企业,并几经改造,现场建筑物已十分拥挤,这是设计的难点一。经综合比较,选在厂区外一处1.37hm2的三地带,泵站内主要构筑物有:泵房、吸水池、配电室、加药间、冷却塔、过滤间、原水预处理设施等。泵房设供水泵组6台、上塔泵组6台,分别为3开3备,源水过滤泵组2台,反冲洗泵组2台,分别为1开1备,机械管道清洗过滤器4台。
2.4 冷却系统
  冷却设施采用L85型风机逆流式钢混框架构冷却塔4台,单台处理水量2600m3/h。风筒采用MRT-85专用动能回收型玻璃钢风筒,冷却塔的风机采用L85A型轴流风机,填料采用点波填料。
2.5 旁滤系统
  结合本工程受场地限制的特点,设计采用了国外先进的FILTOMAT管道过滤设备,在供水管道上直接过滤以达到去除水中悬浮物,代替传统旁滤设施的目的。具体形式为:在供水主管上并联一路作为旁滤管道,通过阀门调节旁滤水量,利用管道自身压力进行反冲洗。由于该过滤方式有别于砂滤机理,为安全起见,设计按循环冷却流量的25%进行旁滤。
2.6 高炉本体配水系统的配套改造:
  增大主供水管;在炉台设滤网过滤器将使用水全部过滤;设计采用分区冷却技术,即在高炉垂直方向上分成炉身一炉腰冷却区、风口区、炉缸区和炉底 区4个相对独立的子系统,每个子系统在圆周方向上又分成若干个支系统,从而有效地保证了各部位对不同冷却强度的要求。
3 使用效果及讨论
3.1 使用效果
  安钢高炉循环水工程于1999年底投用后,循环利用率达98%以上,极大地缓解了我公司生产用水紧张的局面,同时确保了炼铁厂6座高炉用水的安全性和可*性,各项供水指标比直接使用河水时明显改善,悬浮物浓度基本稳定在23mg/L以下,高炉风口平台供水压力可达到0.3MPa,解决了原来水质差、水量小、水压低等问题,大大降低了冷却设 备和管路的酸洗或砂洗频率,提高了冷却效果,为高炉的稳产高产创造了必要条件。表1为浓缩倍数1.86时循环水质的实测数据。

表1 循环水质实测数据 水样pH总碱度/(mmol.L-1)总硬度/(mmol.L-1)钙离子/(mg.L-1)氯离子/(mg.L-1)总磷/(mg.L-1)循环水8.184.604.202801386.40补充水8.253.053.16248740.70

3.2 问题讨论
  高炉循环水工程投运以来,在实际操作和使用过程中我们也遇到了一些问题和难题,主要表现在以下几个方面:
  ①随着近年来高炉冷却设备的改进,尤其是大型冷却模块技术在安钢高炉上的应用,高炉用水量相应加大,但因循环泵站面积有限,只有通过小泵改大泵的方式进行改造。因此在决策上,应根据形势起前考虑,留有余地。
  ②总排水管为自流回水,在投用初期,曾出现排水不畅的现象,主要原因为高炉排水有落差,排水井内为气水混合物,按常规设计的排水井高度偏低。
  ③从实际使用情况来看,FILTOMAT过滤器在系统中产生的效果不太明显,主要原因是其安装地点在主供水管的旁通管上,位置不妥;稍有阻塞水流即绕近路而行,起不到旁滤效果,该过滤器更适合用于全部循环水都进行过滤以及过滤精度较高(原水水质较好)的情况。
  ④鉴于高炉本体为敞开式箱、槽排水方式,从进料系统落下的矿石、焦炭颗粒经排水井会进人循环系统,这样不但增加了系统中的悬浮物浓度,严重时还可影响水泵运行。现已通过在排水箱、槽上加盖板及热水池人口前加格栅等办法解决。敞开式循环水系统应尽量避免水质受污染。


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