梅鋼熱軋濁循環系統過濾器的改造及運行效果

鄒正東

1 概述

高速過濾器是壓力式多介質過濾器的一種，其濾速一般為20～40 m/h。它是現代工業水處理的主要裝置之一，具有濾速高、處理量大和自動化程度高的特點，非常適用于處理鋼鐵企業中煉鋼、連鑄和熱軋等濁循環水（含有氧化鐵皮及油質）[1]。

梅山鋼鐵于2012年完成二期建設，產能達到760萬t/年，在熱軋水處理系統建設中，引進了34臺高速過濾器，分別應用于直接冷卻循環水、層流冷卻循環水二個系統上，對循環水水質進行凈化處理。過濾器的技術參數為：

直徑:5 m

濾速:35 m/h

過濾量:≥687 m3/h

壓力:≤0.4 MPa

阻損:≤0.05 MPa

2 熱軋濁循環水處理工藝介紹

熱軋濁循環分為直接冷卻水和層流冷卻水兩系統，主要處理軋線回水中懸浮物、氧化鐵皮和油質，經冷卻塔冷卻后重復利用。具體工藝如圖1、圖2。

其中，濁循環旋流池的作用是分離較大粒徑的氧化鐵皮，起一次沉淀的作用，沉淀時間為8～15 min，表面負荷宜為20～30 m3/(m2h)；平流池的水力停留時間比旋流池要長，一般不小于30 min，表面負荷宜為4～6 m3/(m2h)，可去除較小顆粒的氧化鐵皮，起二次沉淀的作用；平流池的出水經過過濾器達到去除懸浮物和油的效果，滿足水質要求。

3 運行問題及解決措施

3.1 運行問題分析

二熱軋剛剛投產時，軋線新設備調試，大量含油廢水進入濁循環水處理系統，導致進水水質超出了系統處理能力。

另一方面，過濾器本體部分設備存在固有缺陷，所以，濁環水高速過濾器及其配套設備在使用之初就出現了一系列的問題，供水水質波動大，達不到要求，具體水質指標如表1。

圖1 直接冷卻水工藝流程圖

圖2 層流冷卻水工藝流程圖

表1 濁環水水質指標 mg/L

具體問題表現為：

(1)過濾器濾料板結、混層現象嚴重，濾料安裝高度無標準。對濁環過濾器開蓋檢查及更換濾料時發現，石英砂與無煙煤混合在一起，無煙煤、石英砂、鵝卵石均糊滿了大量的油泥，其中無煙煤、石英砂板結嚴重，造成過濾效果較差。同時，發現有4臺濾層剩余高度低于 2 m（2#、16#在 1.5 m 左右，5#幾乎無濾料）；但有的濾料高度仍超高（按照標準濾料層厚度為 2.6 m），如 1#、11#、13#、14#、15#、17#、19#均在 3.7 m以上。

(2)過濾器反洗強度控制困難，反洗強度大時大量濾料(石英砂、無煙煤)被沖出過濾器，排入預濃縮池，造成濾料大量流失，同時影響污泥處理系統的正常運轉，水壓低又導致單罐反洗水流量不足，反洗水量不足造成濾料清洗不干凈，濾料發生板結、硬化現象，從而又造成過濾器正常過濾出水量減少及濁環水水質變差，濁環水中的油污未能有效清除，形成惡性循環。

(3)過濾器頂部自動排氣閥動作不靈，導致氣洗時羅茨風機經常憋壓，減少風機使用壽命。

(4)過濾器存在漏砂現象，嚴重影響用戶的產品質量。開蓋檢查時發現濾板與中心管焊接不牢，且濾帽松動較多，濾帽與濾板接觸面不平整；且濾板下部由于設計原因導致部分水源永遠排不盡，且內部濾料泄漏后在濾板下部易造成堵塞。

3.2 改造措施

3.2.1 過濾器本體改造

(1)采用新的濾料級配，以保證濾料有效的膨脹高度和過濾精度。在過濾器內壁進行濾料裝配時，畫出水平線，作為鋪裝高度標記，濾料級配為：

第一層：石英砂粒徑2～4 mm，厚度500 mm

第二層：石英砂粒徑1.2～1.6 mm，厚度700 mm

第三層：無煙煤有效粒徑2.4～2.8 mm，厚度1400 mm

(2)針對過水量不足的現象，對濾帽的材質、形式進行了改造。通過與1422老線過濾器濾帽進行了對比，發現1780熱軋的過濾器濾帽過水面積明顯不足。所以更換時，拆除過濾器內原有濾帽，更換為與1422熱軋過濾器濾帽同型號的長柄濾帽，濾帽緊固使用雙螺母形式，防止濾帽在反洗時松動。

(3)對過濾器內部中心管進行補焊，濾板下部加焊；在濾板下部的U型槽處增設DN150管道，末端加設閥門控制，以便于在檢修時可將此層水源排盡或將砂石清除，具體如圖3。

圖3 改造后U型槽

(4)將自動排氣閥更換為氣動閥門，并將氣動閥門的自動控制程序寫入過濾器的反洗控制程序中，實現自動自動控制。

3.2.2 管道及附屬設施的改造

(1)針對反洗水量不易控制的現象，在過濾器出水總管上加裝流量調節閥和壓力變送器，降低余壓反洗水量的波動現象，提高反洗效果。

(2)新增羅茨風機的變頻柜，通過對風機電機進行調速來控制反洗氣量；且對風機出氣總管進行改造，增加防倒灌裝置，降低風機的故障率。

4 改造后運行效果

(1)改造后的高速過濾器運行效果穩定，單臺高速過濾器水處理流量由原來的400～500 m3/h增加到650 m3/h，供水水質指標的穩定性也大幅提高，減少了因噴嘴堵塞造成水冷效果不好而出現的質量事故，大大提高了生產效率，具體數據如表2。

表2 改造前后水質、水量對比情況

改造后的高速過濾器再未發生濾料跑料現象，且反洗周期由原來的12 h延長到現在的24 h，反洗水量由出水總管的流量調節閥控制，徹底杜絕了跑料現象的發生。

(3)改造后的羅茨風機運行狀況良好，再無憋壓、水流倒灌的現象出現，大大減少了風機的故障率，節約了維修成本。

5 總結

通過采取以上改進措施，過濾器的運行穩定性得到了提高，向1780熱軋供水的水質、水量有了顯著改善，因水量不足影響主線生產的概率大大降低，軋機作業率得到了明顯的提高；同時，過濾器故障率的下降也降低了設備維護成本，促進了現場5S的管理。

[參 考 文 獻]

[1]王紹文等．鋼鐵工業廢水資源回用技術與應用[M]．北京:冶金工業出版社，2008