永昌鋼鐵1080 m³高爐循環(huán)水處理系統(tǒng)設(shè)計概述

摘 要：本文簡要描述了我院總承包的云南永昌鋼鐵有限公司1080 m3高爐煉鐵工程循環(huán)水處理各系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)及工藝流程，對于類似系統(tǒng)設(shè)計具有較大的借鑒參考價值。

關(guān)鍵詞：高爐 煉鐵 凈循環(huán) 軟水密閉 循環(huán)水處理

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（a）-0070-01

云南永昌鋼鐵有限公司1080 m3高爐煉鐵工程循環(huán)水系統(tǒng)包括軟水密閉循環(huán)水系統(tǒng)、凈循環(huán)水系統(tǒng)、補水系統(tǒng)等。主要構(gòu)筑物包括循環(huán)水池及泵房、軟水間等。

1 高爐軟水密閉循環(huán)水系統(tǒng)

高爐軟水密閉循環(huán)水系統(tǒng)為高爐本體系統(tǒng)冷卻壁、爐底及熱風(fēng)爐本體系統(tǒng)熱風(fēng)閥、倒流休風(fēng)閥、混風(fēng)切斷閥等設(shè)備的間接冷卻水所設(shè)置。

1.1 工藝流程

用高爐軟水泵將循環(huán)水從循環(huán)水泵房送出，經(jīng)外網(wǎng)將其送至高爐區(qū)域后分成兩路，一路送高爐冷卻壁中的直冷管。另一路經(jīng)高爐爐底冷卻和爐體冷卻壁中的蛇形管后，再送回水泵房，由熱風(fēng)爐軟水泵進行二次加壓，送至熱風(fēng)爐為熱風(fēng)閥等設(shè)備進行換熱，之后再送至高爐與冷卻壁直冷管匯合后送至爐頂，然后回到水泵房經(jīng)蒸發(fā)式空冷器冷卻后循環(huán)使用。在回水系統(tǒng)中爐頂平臺設(shè)有脫氣罐、膨脹罐，保證系統(tǒng)水壓穩(wěn)定。

該系統(tǒng)軟水密閉循環(huán)水量2500 m3/h，其中冷卻壁直冷水約2000 m3/h，爐底及冷卻壁蛇形管約500 m3/h，熱風(fēng)爐軟水約500 m3/h。

在水泵房內(nèi)設(shè)置高爐軟水泵三臺，兩用一備，Q=1400 m3/h，H=59 m。另為滿足事故狀態(tài)的供水，在水泵房設(shè)置軟水系統(tǒng)事故柴油機泵一臺，Q=1650 m3/h，H=59 m。此泵組出口設(shè)置自清洗過濾器一臺。設(shè)置熱風(fēng)爐軟水泵進行二次加壓，一用一備，Q=540 m3/h，H=65 m。熱風(fēng)爐軟水泵出水管和高爐軟水泵出水管用閥門連接。

1.2 水膜式空冷器

在水泵房頂部設(shè)置水膜式空冷器六臺。單臺空冷器流量Q=500 m3/h，六臺并聯(lián)，能將系統(tǒng)52 ℃的軟水經(jīng)過空冷熱交換降溫到38 ℃。閉式空冷循環(huán)冷卻系統(tǒng)以空冷器為核心設(shè)備，用軟水代替?zhèn)鹘y(tǒng)工業(yè)循環(huán)水。軟水吸收工藝裝置熱量后，通過空冷器冷卻，降溫后再到工藝裝置中進行換熱，如此在系統(tǒng)中密閉循環(huán)?？绽淦鹘Y(jié)構(gòu)從上到下依次為風(fēng)機系統(tǒng)、管束系統(tǒng)、水箱系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)。

在氣溫低的時候，開啟風(fēng)機系統(tǒng)，將空氣從百葉窗吸入，使空氣從管束下面向上通過管束，利用冷空氣即可帶走管內(nèi)介質(zhì)的熱量。在氣溫高的夏天，開啟風(fēng)機系統(tǒng)的同時開啟噴淋系統(tǒng)，從水箱系統(tǒng)中由噴淋循環(huán)泵吸水到管束系統(tǒng)的上方向下噴淋水，在管外表面形成薄水膜?？諝庠陲L(fēng)機的作用下從管束下方向上掠過管束。管外表面水膜迅速的蒸發(fā)，從而大大的強化了管外傳熱，達到了冷卻管內(nèi)軟水的目的。

1.3 高爐爐頂脫氣罐、膨脹罐系統(tǒng)

在高爐爐頂設(shè)置脫氣罐、膨脹罐。脫氣罐的功能是將軟水中的各種氣體從軟水密閉系統(tǒng)中脫除，氣體通過頂部自動排氣閥排放。膨脹罐容積為10 m3。膨脹罐液位與軟水間軟水補充水泵連鎖，當(dāng)?shù)降鸵何粫r，水泵自動補水到正常液位。膨脹罐通過氮氣壓力調(diào)節(jié)閥配合溢流排氣電動閥和排污電動閥，控制膨脹罐壓力穩(wěn)定保持在0.1 MPa，以提高冷卻介質(zhì)的欠熱度和系統(tǒng)設(shè)備的抗氧化能力。

2 凈循環(huán)水系統(tǒng)

高爐凈循環(huán)水系統(tǒng)分為高壓凈循環(huán)水系統(tǒng)、中壓凈循環(huán)水系統(tǒng)和低壓凈循環(huán)水系統(tǒng)。凈循環(huán)水總量約為2000 m3/h。

2.1 高壓凈循環(huán)水系統(tǒng)

高壓凈循環(huán)水系統(tǒng)主要為高爐本體系統(tǒng)風(fēng)口小套和渣口小套等設(shè)備的間接冷卻水所設(shè)置。水量約為700 m3/h。在水泵房內(nèi)設(shè)置高壓循環(huán)水泵兩臺，一用一備，Q=730 m3/h，H=140 m。另為滿足事故狀態(tài)的供水，在水泵房設(shè)置循環(huán)水系統(tǒng)事故柴油機泵一臺，Q=660 m3/h，H=140 m。管道出口設(shè)Q=800 m3/h自清洗過濾器一臺。

2.2 中壓凈循環(huán)水系統(tǒng)

中壓凈循環(huán)水系統(tǒng)主要為高爐本體系統(tǒng)風(fēng)口中套、渣口中套、風(fēng)口直吹管、無料鐘齒輪箱和爐喉噴水等設(shè)備的間接冷卻水所設(shè)置。水量約為650 m3/h。在水泵房內(nèi)設(shè)置中壓循環(huán)水泵兩臺，一用一備，Q=670 m3/h，H=91 m。管道出口設(shè)Q=800 m3/h自清洗過濾器一臺。

2.3 低壓凈循環(huán)水系統(tǒng)

低壓凈循環(huán)水系統(tǒng)主要為鼓風(fēng)機站、空壓站、熱風(fēng)爐液壓站、熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機、礦槽除塵及出鐵場除塵電機等設(shè)備的間接冷卻水所設(shè)置。水量約為600 m3/h。在水泵房內(nèi)設(shè)置低壓循環(huán)水泵兩臺，一用一備，Q=630 m3/h，H=52 m。管道出口設(shè)Q=800 m3/h自清洗過濾器一臺。

2.4 熱水回水及上塔冷卻系統(tǒng)

高、中壓凈循環(huán)水管出水泵房后經(jīng)室外管網(wǎng)到高爐本體，循環(huán)水與工藝設(shè)備換熱后流入風(fēng)口平臺的四個回水水箱中進行匯合，流入同一個回水主管，回水至凈循環(huán)熱水池。低壓凈循環(huán)水管出水泵房后經(jīng)室外管網(wǎng)到各個用水點進行換熱，回水至凈循環(huán)熱水池。

在水泵房內(nèi)設(shè)置熱水上塔泵三臺，兩用一備，Q=1300 m3/h，H=23 m。從凈循環(huán)熱水池把水輸送至凈循環(huán)冷水池上的四臺機械通風(fēng)逆流式玻璃鋼冷卻塔，設(shè)計水量Q=700 m3/h，進水溫度45 ℃，出水溫度35 ℃。經(jīng)過冷卻后，流入凈循環(huán)冷水池，供系統(tǒng)循環(huán)使用。

3 循環(huán)水補充水處理

循環(huán)水補充水系統(tǒng)應(yīng)參照《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》設(shè)計。

軟水密閉循環(huán)水為閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，補充水量按0.1%進行考慮，補充設(shè)計流量為循環(huán)水量的0.5%～1%，其水質(zhì)滿足規(guī)范表3.1.9的要求，其濃縮倍率根據(jù)補充水水質(zhì)確定。因原水水質(zhì)較好，凈循環(huán)水補充水直接采用工業(yè)水，如水質(zhì)波動太大，應(yīng)增加相關(guān)的水處理設(shè)備。

軟水補充水系統(tǒng)用來補充密閉系統(tǒng)損失的水量，制備能力30 m3/h，配置原水自動過濾器1套，自動軟水制備裝置1套（2罐），全自動軟水器采用二套多路閥及二罐配置系統(tǒng)，自動完成工作與再生的全部運行操作。軟水存放于軟水箱中，設(shè)置軟水補水泵兩臺，一用一備，Q=30 m3/h，H=66 m。

4 循環(huán)水管道沖洗試壓及清洗預(yù)膜處理

管道沖洗試壓按《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》進行。清洗和預(yù)膜程序按照人工清掃、水清洗、化學(xué)清洗、預(yù)膜處理順序進行。因軟水密閉系統(tǒng)的特殊性，清洗預(yù)膜時，需要借助凈循環(huán)水池，在施工圖中要體現(xiàn)實施方案，需增加臨時管道，完成后拆除。

人工清洗和水清洗為物理清洗，主要除去管道中的泥石焊渣等?；瘜W(xué)清洗是在系統(tǒng)中添加化學(xué)藥劑，除去系統(tǒng)中殘留的油污、浮銹、泥沙等物質(zhì)，為預(yù)膜創(chuàng)造良好的金屬表面。預(yù)膜處理是在溶液中添加緩蝕劑，使金屬表面迅速形成一層均勻的保護膜，使腐蝕反應(yīng)停止或減緩。

5 循環(huán)水運行加藥處理

系統(tǒng)運行時，根據(jù)循環(huán)水水質(zhì)情況，投加適量的緩釋阻垢劑及殺菌滅藻劑，確保減少系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕，保證系統(tǒng)的換熱效果，增加系統(tǒng)的使用壽命。