宣鋼公司轉爐供水系統優化實現節能降耗

常 虹

（河北鋼鐵集團宣鋼公司一鋼軋廠，河北 宣化075100）

宣鋼公司轉爐供水系統優化實現節能降耗

常 虹

（河北鋼鐵集團宣鋼公司一鋼軋廠，河北 宣化075100）

本文介紹了河鋼集團宣鋼公司百噸轉爐爐區涼水塔風機由電力驅動改為由循環水回水驅動的改造背景及過程，并分析了其改造后節能效益及社會效益。

涼水塔；水輪機；循環水

中國鋼鐵產業正處于結構調整和優化升級的時期，面臨著日益嚴峻的資源和環境壓力，必須走資源節約型、環境友好型的可持續發展道路。在最大程度上節水、節電、回收和利用轉爐煤氣對于煉鋼節能降耗，減輕環境污染意義重大。

1 項目提出背景

河北鋼鐵集團宣鋼公司百噸轉爐爐區現已具有年產鋼400萬噸生產能力，其供水系統的優劣對設備及工藝系統影響巨大，百噸爐區兩座110噸轉爐已投產10余年，120噸轉爐已投產5年，隨著主體設備的擴容改造，及原來的落后設計，百噸爐區3座轉爐水循環系統存在諸多缺陷。給鑄坯質量帶來不穩定，除塵效果不佳，設備冷卻不到位影響設備使用壽命等諸多弊病，而且新水用量居高不下。因此，迅速對百噸爐區水系統優化是解決問題的關鍵所在。

2 水系統冷卻水塔現狀及存在問題

宣鋼公司110噸爐區循環泵站和120噸爐區循環泵站，循環冷卻水涼水塔，原設計涼水塔頂部風機的傳動是由電力拖動，在塔頂配置電動機，主要運用電動機來驅動風筒楓葉的轉動。耗電量比較大，不具備節能條件。其中110噸泵站凈環水涼水塔頂部風機功率18.5KW,共2臺。軟環水涼水塔頂部風機功率30KW,共4臺。連鑄濁環水涼水塔頂部風機功率30KW,共2臺。120噸泵站凈環水涼水塔頂部風機功率22KW共2臺，120噸泵站二冷水涼水塔30KW1臺。運行模式為24小時連續運行,消耗電能較大。

120泵站的15臺涼水塔塔底為玻璃鋼材質，冬季結冰墜落后極易將塔底砸漏，由于玻璃鋼材質不易修補，造成漏水。塔底節水盤擋堰低且小，冷卻水飛濺外溢現象嚴重。

3 水系統冷卻水塔優化技術改造方案

為節約電能，宣鋼公司對涼水塔進行了水輪機改造，以水輪機來替換電動機。水輪機的動力源來自循環冷卻水系統的重力勢能和循環水泵的富余揚程。以水輪機驅動可以保證工業冷卻塔正常的工作參數，水輪機的輸出軸與風機相連驅動其轉動，而不依靠電能，從而有效的節約了電能。如圖1所示為水動風機冷卻塔的結構圖，水輪機的位置在布水系統的上部，水流經水輪機以后的出水到布水的位差即可獲得0.5-1m的水頭。

改造需要把水輪機安裝在原減速箱基礎上，安裝風機接通進水管和水輪進口，接通布水器和水輪出口即可。圖2為冷卻塔專用水輪機。

從2010年3月開始陸續對110噸爐區凈環水涼水塔2#，軟環水2#，濁環水1#和2#，120噸泵站凈環水2#共5臺涼水塔進行了水輪機改造，節約了電能及備件費用。拆除原來的風扇驅動電機和減速機，改為水輪機驅動風扇葉旋轉，達到節約電能消耗的目的。改造后，將涼水塔頂部風機驅動由電力拖動改為水力驅動，利用上塔水出口損失的動壓驅動水輪機帶動風扇。為了保持生產的連續性，取消原來的電機、聯軸器及減速機等設備，從而節約了大量備件費。設備簡單化，從而降低了維修工的勞動強度。并加裝上水閥門，調節上水閥門達到調節水輪機輸出功率，從而調節風扇葉旋轉速度，達到調節水溫的目的。

圖1 水動風機冷卻塔結構

同時，對120噸泵站的15臺涼水塔塔底進行改造，由原來的玻璃鋼底改為6mm鋼板，鋼板上下面做玻璃鋼防腐，擋堰加高200mm，外延200mm，有效地解決了塔底漏水問題。

4 運行效果

改造后運行效果良好，滿足煉鋼及連鑄水溫要求。

自11年4月份5臺涼水塔改造完畢后，涼水塔風扇電機停運，大量節約了電能，該設備運行穩定。并且水輪機風扇轉速隨涼水量變化而變化，水量大轉速高，滿足了循環水降溫要求。經過11年夏季高溫天氣，該廠所屬水系統水溫控制良好，滿足了生產需要。

5 實施后效果分析

通過對5臺涼水塔實施水輪機改造，節約了大量備件費用和電費，延長了水塔使用壽命，減少了對涼水塔的零修費用。

1）設備簡單化，從而降低了維修工的勞動強度。

2）取消原來的電機、聯軸器及減速機等設備，從而節約了大量備件費。

3）節省了大筆電費

6 節能效益及社會效益

改造的5臺涼水塔電機功率和實際運行功率分別為：一臺凈環水18.5KW實際功率15KW，一臺軟環水30KW實際功率25KW，兩臺濁環水30KW實際25KW，一臺120泵站凈環水22KW實際18KW，一臺120噸泵站二冷水30KW實際功率25KW。合計節約總功率為15+25+25+25+18+25=133KW

年節約電費：133*24*365*0.52=60.58萬元

設備投資：100萬元。

設備使用壽命15年，備件和材料費用年節約20萬元。（主要為電機、減速機備件費）

年效益：60.58+20-100/15=73.91萬元

通過對百噸爐區水系統優化改造達到了指標優化、工藝順暢、節能降耗的目的。

水輪機代替電力拖動在冶金行業涼水塔上的應用，以及玻璃鋼涼水塔塔底采用鋼板結構的應用。為煉鋼工藝節約電耗提供了新的有效措施，為公司更好的發展提供了能源保證。

圖2 水輪機結構

同時自動化程度的提高大大可以減小崗位勞動強度，為公司減員增效提供有利措施。

［1］曲彩云，白剛.機械設計手冊［M］.北京：機械工業出版社， 2004．

［2］王世輝，薛文陸.涼水塔風機驅動系統的節能改造【J】.氯堿工業，2010.