煉鐵廠渣處理系統節水改造

徐潤益

（河鋼宣鋼煉鐵廠，河北張家口 075100）

前言

宣鋼煉鐵廠高爐水渣處理方式，除3#高爐采用底濾法外，1#、2#、4#高爐均采用嘉恒法，即熱熔渣經渣溝流入粒化塔內，在流經由沖制箱噴出水流后，經水流沖刷和水淬將熱熔渣急速冷卻為粒徑較小的水渣可樂，并被水流帶入脫水器內經轉鼓渣水分離后，用皮帶將水渣運至渣場。經過多年實踐生產運行，逐漸發現公司的這四座高爐渣處理系統，除3#爐渣處理系統相對穩定外，1#、2#、4#高爐渣處理系統存在諸多問題，系統故障率較高，備品備件更換頻繁，檢修工作量大，運行維護費用高。特別是水耗嚴重。必須進行改造。

1 節水改造的必然性分析

1.1 1#爐沖渣返渣系統改造中，新增了汽提機、螺旋機和小皮帶機，主要對回水含渣在沉淀池內積聚產生的板結渣進行提取、分離、輸送，汽提機提出的渣子在螺旋機內旋轉分離，渣子落入小皮帶轉運至其他皮帶系統，螺旋機內回水通過回水管回流至循環池內，螺旋機呈傾斜狀，由于螺旋機尾部置于的回水管與螺旋機頂部位置差較小，分離出的渣子仍含有少量的水，導致整個皮帶系統帶水、漏水，渣場污水產生多，給冬季皮帶生產帶來較大隱患，也給渣場污水消耗增加難度。

1.2 2#爐沖渣生產系統在在線生產3座高爐渣處理系統中，水資源消耗量最大，特別在1#爐沖渣生產使用渣場污水、3#爐沖渣生產采用焦化廢水，工業清水消耗量大幅降低的情況下，2#爐沖渣清水消耗量成為廠關注的焦點，也成為作業區節水的主要目標。

1.3 2016年焦化廢水引入沖渣生產，由于焦化廢水粘度高，加劇了過濾池內渣子間的粘性，導致過濾池過濾性能變差，依靠過濾池底部鋪設的石子進行過濾回水的能力變差，致使渣處理適應焦化廢水的能力變差，導致系統設備設施在正常生產中的能力變差，導致渣溝、過濾池邊跑冒滴漏現象嚴重，現場綜合治理難以推進。

1.4 3#爐沖渣過濾池底部鋪設的石子，自2016年設備能源部循環泵站溢流水及焦化廢水引入應用以來，受此兩股廢水粘性的影響，石子粘連、透水性變差，過濾池設計使用壽命超標，使用廢水生產以來，過濾池在超壽命使用三個月的情況下，過濾板結、不下水日益突出，已經影響到正常沖渣生產。

1.5 1#、2#爐渣處理系統生產中，渣水分離不能做到徹底，經皮帶轉運至渣場的成品渣含水量依舊很大，為了減少污水外排造成水資源浪費，對渣場污水進行回收至距離較近的1#爐北場沖渣循環池，用于沖渣生產。但沖渣隨高爐倒場，當北場停場檢修時，渣場污水不能達到定時定量的消化，導致污水積聚，拉渣車輛出入渣場通行受阻，需要外排，既給現場綜合治理帶來一定困難，又加劇了水資源的極大浪費。

1.6 3#高爐渣處理系統采用底濾法，系統回水在冬季還將作為廠區附近居民樓的取暖，主要依靠熱水泵房內3臺采暖泵的作用，將回水供給居民樓采暖；夏季，在熱水泵房3臺冷卻泵的作用下將回水供給涼水塔進行二次冷卻降溫后用于沖渣生產。3臺采暖泵和3臺冷卻泵的出口管道自成一體，除了冬季采暖季五個月，采暖泵運行外，其他時間，均是冷卻泵在運行。在冷卻泵遠遠大于采暖泵運行的實際情況下，冷卻泵變頻器故障頻次增加，給正常生產帶來困難，存在生產隱患，采暖泵夏季停用，造成設備長期閑置，降低了其利用率，有改進的必要。

2 沖渣系統節水改造

2.1 1#爐沖渣螺旋機回水管改造

為了保證正常生產，減少皮帶含水量，2017年5月，利用高爐休風時機，對螺旋機回水管進行了改造，將原回水管封堵，在此基礎上，下降300 mm，重新設置回水管，開挖、焊接，將整個回水管在原有基礎上降低300 mm，回水管降低，回水降低，同時降低了螺旋機頂部分離出渣子的含水量。螺旋機回水管整體下降后，螺旋機內水位降低，螺旋機頂部分離的渣子含水減少，輸送至皮帶系統的渣子含水量減少，皮帶帶水跑水冬季結冰減少，渣場污水產生減少，污水回收工作及現場管理工作取得進步。

2.2 2#爐沖渣系統節水改造

為了降低工業清水消耗，2017年5月份，對2#爐沖渣生產用水進行節水改造，改造分別根據現有設備設施對南北場污水利用進行回收。根據設備能源部循環泵站距離2#爐沖渣北場較近，將泵站溢流水在加裝閥門、管路后，回抽到北場循環池內，引用到北場沖渣生產中，代替工業清水的補充；在南場，對原建焦化廢水泵房設備設施進行排查，修補破損部位后，打開閥門，引入焦化廢水，在回水池內設置潛水泵，根據回水池內水位線，即水量情況，開啟潛水泵將廢水回抽至南場循環池內，用于補充南場生產用水，減少工業清水在南場沖渣生產中的使用。

2.3 3#高爐實現全廢水沖渣生產改造

為了更好地服務生產，提高焦化廢水在沖渣生產中的使用量，提高沖渣設備設施適應焦化廢水的能力，提高過濾池正常保產能力，在泵的使用上由過去的3臺沖渣泵改為4臺沖渣泵沖渣生產，在過濾池操作方面，創新天車抓渣操作方法，在過濾池石子上面保留1 m厚的渣子作為過濾池保護石子，以此促進過濾池回水順暢，渣溝兩邊分別加高100 mm，幾項舉措的實施，既保證了過濾池回水正常、沉淀池凈化正常的作用，又避免了渣溝兩邊的跑水、溢水發生，從而保證了焦化廢水在沖渣生產中的很好使用。

2.4 渣場污水在1#爐沖渣南北場的共同使用改造

2017年6月，對1#高爐渣場回水管路進行改造，在北場與南場間加裝管路，使該管路和渣場與北場間管路接通，在渣場與北場間管路出口端加裝一個閥門。當北場停場檢修，關閉出口端閥門，渣場污水改變出口方向，經北場與南場間新增管路，流入南場循環池。閥門加裝位置遠遠低于北場與南場間新增的管路，只要打開閥門，渣場污水將全部回流至北場，即使南場停機檢修，不用擔心渣場污水進入南場影響檢修工作。

2.5 3#爐沖渣過濾池性能提升改造

2017年5月至6月，組織對3#爐沖渣過濾池石子進行集中更換。由于4個過濾池均不下水，逐步更換石子，進度慢，生產難以保持，所以在更換石子前，提前對在用的2個過濾池的板結進行疏松，滿足過濾池更換石子中的生產需要，為其他2個過濾池更換石子做保障，同時在操作上，降低蓄水池水位，使蓄水池水位低于過濾池底部，保證了另外2個過濾池石子更換工作安全穩定有序進行，在不影響生產的前提下，45天時間內圓滿完成了4個168 m2過濾池石子更換工作。

2.6 提高3#爐沖渣設備性能改造

為了提高6臺泵的綜合使用性能，在采暖泵和冷卻泵出水管道用2根DN300管道連通，兩頭各安裝2個閥門，共4個閥門。這樣即使在夏季，關閉采暖泵供居民采暖管路出口閥門，依然可以用采暖泵代替冷卻泵對回水供給涼水塔的冷卻工作，給冷卻泵及其電氣設備、變頻器充足的檢修時間，以保證冷卻泵的正常使用，避免了冷卻泵變頻器老化故障多的生產實際問題，極大地提高保產能力。將夏季閑置設備充分利用，發揮作用，充分提高設備利用率，而且極大地提高了設備保產能力。

3 改造后效果分析

3.1 1#爐沖渣螺旋機回水管改造，改造中未投入任何費用，只對回水管位置進行了下移。改造前因渣子含水量大，導致工業清水補水量增加，年約產生工業清水171000 t，改造后，含水量降低，工業清水消耗量年降低至48600 t，直接節約工業清水122400 t，改造后，轉運至皮帶輸送機上渣子含水量降低，皮帶帶水漏水冬季結冰得到極大緩減，渣場污水量產生得到緩減，促進環保工作。

3.2 2#爐沖渣系統節水改造,通過南北場泵站溢流水和焦化廢水兩股污水的加入使用，既達到環保中廢水的高效回收利用，又極大地節約工業清水消耗，促進了環保、能源工作的高效化、合理化。

3.3 3#高爐沖渣全用焦化廢水，加大沖渣水量，加高渣溝，保護過濾池過濾層，既可以維護過濾池正常過濾性能，延長過濾池使用壽面，又可以提升焦化廢水在沖渣生產的適應，使3#高爐沖渣生產做到了在干渣生產外的全廢水生產，大大節約了工業清水的消耗，環保效果更加突出，更為企業生存提供了強大保障。

3.4 改造后，實現了渣場污水在1#爐沖渣南北場的共同使用，提高污水利用率，減少污水外排對能源浪費及現場的污染，促進了環保，同時也極大地減少了工業清水在1#爐南場的消耗。通過改造，解決了渣場污水不因停場而停用的一系列問題，保證了渣場污水的正常回抽使用，避免了渣場因污水積聚導致的車輛出入帶渣帶水影響現場環境情況的發生，環保工作效果明顯。

3.5 石子更換后，過濾池使用性能明顯增強，下水順暢，過濾池使用壽命延長，跑水溢水等能源損耗得到遏制，回水順暢，補水量降低；在保產方面提前疏松了在線用的兩個過濾池，保證了石子更換中的生產之需；在施工中，降低蓄水池水位保證了過濾池底部無水，保證了施工人員的防燙傷工作，為施工、生產雙安全推進奠定扎實基礎。

3.6 此項改造改變了過去20年來冷卻、采暖自成一體的工作模式，提高了采暖泵、冷卻泵在實際生產中綜合使用性能，更為冷卻泵正常檢修提供了充足時間保證，同時在服務高爐生產方面奠定良好設備穩定運行的基礎。提高了采暖泵運行率，即使不在冬季也可以用采暖泵代替冷卻泵進行生產，冷卻泵恢復正常檢修，這樣冷卻泵及變頻器故障導致的干渣生產不再發生。

4 項目效益

項目實施前，各高爐沖渣生產用工業清水：1#爐沖渣南場生產全部使用工業清水，年均耗171000 t，2#高爐年均耗750000 t，3#高爐稀釋焦化污水工業清水年產生510000 t。

項目實施后兩股污水引入后，年均耗水量明顯降低，約424900 t，年僅2#爐沖渣直接節約工業清水750000-424900=325100 t。

提高了廢水利用率，降低了工業清水消耗，促進了環保、能源的高效運作，社會效益明顯。加裝閥門，回收渣場污水生產以來，年均耗水下降到48600 t，直接減少工業清水171000-48600=122400 t。

創新抓渣方式上不需要任何投入，改造后，除需補充生產蒸發消耗量產生工業清水187500 t。

焦化廢水在3#爐沖渣得到了合理使用，既節約了清水消耗，更促進了廢水在環保中的合理消化，環保效益明顯。