貴溪冶煉廠熔煉一系統循環水系統改造實踐

朱圣高

(江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

江西銅業集團公司貴溪冶煉廠熔煉一系統包括閃速爐、轉爐和陽極爐三大爐。爐體結構上的共同特點就是采用大量不同類型的冷卻元件對爐體進行強制性立體冷卻，特別是閃速爐和電爐爐體。熔煉車間循環水體系中閃速爐爐體冷卻水循環系統稱為凈化水I 系統，它包括冷卻元件、冷卻設備、貯水設備、供水設備、過濾設備、殺菌和緩蝕阻垢設備等。以前的二期改造，新建了一個600T 高位水塔和一個400T 低位循環水池。三期改造后閃速爐反應塔熱負荷由1245MJ/m3·h 上升到1445MJ/m3·h，為了保證爐子的壽命及生產安全順行，根據熱負荷增加的量及一期投產以來至二期改造結束后的爐修及耐火材料損耗情況，三期閃速爐冷卻水改造時新建了一個5000T 備用水池。

熔煉車間一系統區域內設備較多，設備冷卻用水量很大。以前這些設備冷卻水的出水直接外排，造成嚴重的浪費，同時外排的水被生產過程中外冒的粉塵污染，造成二次污染。為了有效地減少水資源浪費、減少二次水污染，現將區域內設備冷卻用水全部接入循環水管網系統，重復利用，提高清水循環利用率，以節約能源降低生產成本。

2 改造內容

2.1 爐體用冷卻循環水改造

2011年利用閃速爐大修的機會，熔煉車間將原有的冷熱水混合降溫循環系統，改為現在的機械通風冷卻降溫系統，即拆除原有1#5000T 水池，在其位置上建立新的熱水池、冷水池、熱水長軸泵及冷卻塔。改造后閃速爐爐體冷卻水回水直接進入1000T熱水池，通過熱水長軸泵將熱水池中的熱水引至冷卻塔上進行機械通風冷卻，經降溫后流向1000T 冷水池。新建的1000T 冷水池通過二根DN1000mm管道與原800T 冷水池連通，同時新建的冷、熱水池之間配置7 個連通口，如果3 臺熱水長軸泵同時出現故障，導致熱水池水位升高，則熱水池中的熱水會通過7 個連通口溢流到1000T 冷水池內［1］。

改造前800T 低位水池正常補給水是由廠區凈化水管網供應，5000T 備用水池是在水廠出現供水故障時才打開，向800T 低位水池補充給水，正常情況下5000T 水池中的水處于停滯不用狀態。改造后800T 冷水池正常補水來源于5000T 備用水池，這樣5000T 備用水池中的水處于循環過程中，不會成為死水，同時5000T 備用水池供水管線配置補給水流量計和調節閥，補給水量便于計量和控制。改進后的爐體冷卻水循環系統流程圖見下圖1 和改造后的貯水池和設備明細見下表1。

圖1 改進后的爐體冷卻水循環系統流程圖

表1 改造后的爐體循環水系統中貯水池和設備明細表

2.2 設備冷卻水改造

2.2.1 改造前區域內主要設備用水量如下表2。從表2 中可以看出設備用水總量約為2642m3/d，如果直接外排將造成嚴重的水資源浪費和生產成本的增加。改造后對表2 中設備用水接入循環水管網中重復利用。

改造前區域內設備冷卻水管為一進一出，即一根進水管和一根出水管，現在改為二進二出，即增加一根循環水進水管和一根循環水出水管。正常情況下連接到凈化水管網的進水管和外排至地溝的出水管關閉，由循環水管網進行供水，只有在循環水管網出現故障的情況下才打開凈化水管網臨時供水。改造后區域內所有的風機和泵的出口管道配置觀察鏡閥組(三個手動閥和一個觀察鏡)和點檢球閥［2］。見圖2。

2.2.2 A 路線設備改造。改造前A 路線設備是指區域內其它輔助設備冷卻水(如閃速爐、轉爐鍋爐排污、立式操作室空調、轉爐隔熱水套、區域內保溫蒸汽疏水等)，改造后將其進、出水全部接入循環水管網，不安排觀察鏡閥組［3］，見圖3。

圖3 改造后輔助設備的出口管道配置圖

2.2.3 新增的設備冷卻水循環水管網系統。造后區域內各類設備冷卻水出水回流后直接進入熱水池，經熱水泵輸送到冷卻塔上進行冷卻降溫后流向冷水池中，再由冷水泵供應到需要冷卻的設備，如此循環往復。經冷水泵供應的冷卻水一部分水流向纖維球過濾器進行過濾，凈化水質，過濾后的水再回到冷水池中。冷水池與熱水池之間的隔墻上配有三個連通口，熱水池內有一溢流口，溢流水流至地溝。為了彌補循環過程中的水流失，增加了一根界外水管向冷水池補充水量，當冷水池液位低于下限值時自動打開進水閥進行補水。為了調整水質，延緩管道結垢，配套了殺菌和緩蝕阻垢加藥設備，通過工藝人員定期定量加入［4］。具體循環流程見圖4。

圖4 設備冷卻水循環示意圖

2.3 新增場面水回收重復再利用系統

在設備冷卻水循環水池東面建有一個場面水回水池，用于收集場面清洗后的回水?；厮械墓腆w雜質在水池中沉淀，以后定期清理，水池表面的清水用水泵抽出用于場面清洗，循環利用［5］。具體流程見圖5。

圖5 新增場面水回收重復再利用系統流程圖

2.4 新增陽極爐冷卻水槽用廢水重復利用系統

在陽極爐北面新建有一個冷卻水槽用廢水回水池，用于收集水槽中的廢熱水。通過循環和新加入冷水使水溫下降以滿足生產需要［7］。具體流程見圖6。

圖6 新增陽極爐冷卻水槽用廢水重復利用系統流程圖

2.5 新增冰銅、渣包殼場噴淋水循環系統

在主廠房西南角新建有一個廢水回水池，用于收集噴淋水系統中使用過中的廢水。通過循環和新加入少量冷水使水溫下降以滿足噴淋系統需要［6］。具體流程見圖7。

圖7 新增冰銅、渣包殼場噴淋水循環系統

3 改造后的效果

(1)熔煉車間一系統此次改造后完成了節水減排項目的改造，將閃速爐、轉爐、陽極爐區域內所有水冷設備(包括爐體冷卻水和各處風機、循環泵、鼠籠、回轉窯、空調等生產過程用水)的進出水接入循環水系統中，現在在天晴的情況下地溝內已經無外排水，實現了工業廢水的零排放。

(2)熔煉車間一系統將FFB 和CFB 的連續排污水接入循環水系統中。原來的排污取樣口安裝了一個閥門，取樣時臨時打開排污閥即可。

(3)熔煉車間一系統廢水收集池收集場面沖洗水和雨后初期污水，之后將池中污水送往硫酸車間處理。

(4)熔煉車間一系統將轉爐噴淋水系統、陽極爐冷卻水槽系統用廢水重復利用，減少了外排廢水量提高了生產效益。

(5)熔煉車間一系統閃速爐冷卻塔隨著生產熱負荷的增加，尤其是在夏天，爐體冷卻水的進水溫度經常高達36～38℃左右，原來的3 臺冷卻塔已經不能滿足冷卻的效果，為了提高對循環水的冷卻效果，在新建的熱水池上方又新建了3 臺冷卻塔，提高了冷卻效果，降低了用于降溫用的補給水量［8］，因此減少了800T 水池的溢流水流量，保證了閃速爐作業率的同時降低生產成本提高了效益。

(6)熔煉車間一系統設備冷卻水和廢水收集池的相應設備(冷水泵、熱水泵、冷卻塔、纖維球過濾器、輸送泵、沖洗泵等)都已投入正常運行中。對循環水系統操作進行全面培訓，強化了系統運行管理。現已納入車間日常管理范疇。

4 結束語

2011年貴溪冶煉廠熔煉車間利用年修的機會對區域內循環水系統進行改造并舉加大水資源管理，優化生產、創新技術，新鮮水取水量和污水排放量遞減，工業水利用率明顯提升，真正實現了水資源的循環利用，既提升了效益、又踐行了保護環境、節約資源的社會責任。

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［2］張勤，張穎哲.連鑄水處理技術的應用和效果［J］.江蘇冶金，1995(01):20 -23.

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［4］王利平，劉生沛.轉爐除塵濁環水系統的改造［J］.冶金動力，2001(05):31 -34.

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［6］趙開宇.轉爐濁環水系統水質穩定措施與對策［J］.科技信息，2009(20):19 -20.

［7］李磐，殷鵬程.西門子PLC 在煉鋼轉爐水處理系統中的應用［J］.工業控制計算機，2009(08):28 -33.

［8］陳治國，孫麗紅.冶金動力工業水處理專家［J］.冶金動力，2009(04):9 -13.