連鑄、棒材、高線共用旋流井清理技術

王遠德，王才德

（1.甘肅省民航建設監理咨詢有限責任公司，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅建祥工程建設監理有限公司，甘肅 蘭州 730050）

1 問題的提出

鋼鐵工業連鑄、棒材、和高速線材生產線濁環水系統中氧化鐵皮處理一般設計為各自獨立的旋流井處理工藝，利于運行管理和計劃檢修。考慮到鋼鐵短流程、節約工程投資，榆鋼公司連鑄、棒材和高速線材三條生產線濁環水處理設計為共用旋流沉淀井。三條生產線濁環水系統通過各自氧化鐵皮溝收集后匯合流入總氧化鐵皮溝，最后通過DN900管道進入共用旋流沉淀井。連鑄、棒材、高線共用旋流井設計直徑為22m，外環區（溢流堰）直徑為17m，井底標高為-19.8m，處理水量為5200m3/h。由于鋼鐵工業生產的連續性，連鑄、棒材、高線共用旋流井自投產以來從未進行清理，加之連鑄、棒材、高線生產工藝的不同而產生的氧化鐵皮顆粒大小相差較大，導致共用旋流井內水泵吸水井沉積了大量濕渣。利用連鑄、棒材、高線生產間隙，集中對旋流井進行抽水，抽水后測得淤積濕渣平均高度達1m。由于沉積濕渣淤積，堵塞了水泵吸水管頭部，造成水泵吸水困難，使水泵不能在設計工況高效段運行，旋流井出水水質較差。

為保質保量供應連鑄、棒材和高線濁環水，借雙高爐休風、年休檢修之際，擬對旋流井吸水井沉積濕渣進行清理。雖然連鑄、棒材、高線濁環水停用，但由于鋼鐵工藝原因和客觀存在的管道現狀,連鑄部分濁環水和棒材及高線部分凈環水流入氧化鐵皮溝，致使旋流井清理難度加大。連鑄、棒材、高線共用旋流井廢渣清理的難點是讓三條氧化鐵皮溝匯合段的截流擋水和旋流井內降排水達到水量平衡，重點是對旋流井水泵吸水井淤積濕沉渣的清除，從而保證旋流井清理工作順利進行。

2 旋流井截流擋水和旋流井內降排水工作的實施

2.1 連鑄、棒材、高線共用旋流井工況概述

連鑄、棒材、高線濁循環水系統共用一個旋流沉淀池。連鑄、棒材、高線共用旋流井設計直徑為22m，外環區（溢流堰）直徑為17m，井底標高為-19.8m，處理水量為5200m3/h。旋流井包括中心圓筒旋流區、外環沉淀區、吸水井和泵站三部分，其中，中心圓筒是抓斗從池底抓渣的通道。含氧鐵皮的廢水沿切線方向流入中心圓筒，水流旋轉下降，然后從中心圓筒下部流出，沿外環沉淀區穩流上升。除了大塊鐵皮進入中心圓筒后立即下沉外，較小顆粒的氧化鐵皮雖經旋流而起到加速沉淀的作用，但主要還是靠外環沉淀區沉淀。根據旋流井工作原理，設計的旋流井結構示意圖如圖1所示：

圖1 旋流井結構示意圖

2.2 水量平衡及吸水井淤積濕沉渣測量計算結果

為進一步驗證連鑄、棒材、高線濁循環水系統共用旋流沉淀池達到的效果，充分提供有效的理論數據，經過實地勘查、測算，其結果如下：

（1）旋流井清理前降水量：

π÷4×（22m）2×5m=1900m3。

（2）水量平衡時排水量（兩條軋線濁環水全停、部分連鑄二冷水回旋流井）：200m3/h（其中含凈環回水84m3/h、不可預見水量）。

（3）吸水井淤積濕沉渣量：

π÷4×（222－172）m2×1m=153m3。

2.3 截流擋水和降排水方案實施

1）在連鑄、棒材、高線氧化鐵皮溝匯合段加設截水壩，截留絕大部分氧化鐵皮溝內來水，形成第一次截流擋水。同時在截水壩前放置4臺WQ70-25-7.5潛水排污泵（配備消防水帶）排水。方案實施前，首先應對氧化鐵皮溝匯合段（加設截水壩處）氧化鐵皮渣子進行人工清除，利用風鎬、鐵鍬等工具鑿挖至氧化鐵皮溝溝底，形成寬約3m的溝槽，便于截水壩實施。加設截水壩時前后錯峰三行沙袋,高度為1.5m，同時用木板、鋼管制作斜支撐后背,保證截水壩的穩定性。

2）在旋流井渣框處制作擋水板 （1.3m×1.3m×0.03m）一塊，放置在旋流井進水管口(DN900)處，同時在渣框處放置2臺WQ25-25-2.2潛水排污泵（配備消防水帶）排水。待氧化鐵皮溝匯合段加設的截水壩實施完成，經確認截水壩運行正常后提吊渣框，再利用風鎬、鐵鍬等工具鑿挖旋流井進水管口處氧化鐵皮，使擋水板緊靠進水管管口，然后用沙袋靠實壓緊擋水板，形成第二次截流擋水。

3）在旋流井外環沉淀區臨時加裝4臺WQ70-25-7.5潛水排污泵進行降排水和水量平衡，使旋流井外環區水位降至吸水井井底以下1m，且保持水位基本穩定。

4）氧化鐵皮溝截留廢水的回收處理及利用：截水壩前和渣框處截留的廢水通過管道直接流入平流沉淀池（化學除油器工藝之后）；平流沉淀池處理后排至污水廠處理后用于綠化用水。

3 旋流井內水泵吸水井淤積濕沉渣清除

旋流井內水泵吸水井淤積濕沉渣清除工作，主要采用高壓水沖洗和人工清理相結合的辦法進行。詳細的工作步驟如下：

1）旋流井截流擋水設施施工完成，經確認截流擋水設施、降排水設備運行正常，實現水量平衡時已具備旋流井淤積濕沉渣清除條件。此時，必須安排煤氣防護站對水泵吸水井內氣體進行檢測。待水泵吸水井內氣體檢測合格，方可讓人員進入進行清理。

2）高壓水沖洗：在完成前期必要的工作環節后，可實行高壓水沖洗清理工作，即在旋流井外環區安裝4臺WQ25-25-2.2潛水排污泵，用作高壓沖洗水水源，利用消防水帶和沖洗水槍把淤積的氧化鐵皮沖入方形提板閥孔，促其流入旋流井外環區，借助重力沉淀到旋流井井筒底部。同時，再安排旋流井抓渣天車，四班三運轉連續不間斷地對旋流井中心筒進行抓渣作業，確保沉積的氧化鐵皮及時得到清除。

3）人工清除：對于高壓水不易沖洗的細小氧化鐵皮，可讓人工進行清除。根據實際運行情況，可及時安排清理人員進入吸水井，用方形鐵鍬將沉積淤積的濕渣清理至方形提板閥孔處，再利用高壓水沖洗辦法，促使沉渣流入井筒。

4 旋流井清理安全保障措施及注意事項

為使旋流井內淤積的濕沉渣得到徹底清除，保質保量地完成廢渣清理工作，有效促進各方面工作有序進行，還應注意以下幾個方面：

1）通風換氣，確保安全。在清理工作之前，旋流井內應安裝2臺軸流風機，使旋流井及其水泵吸水井充分通風或換氣，保障工作人員安全。

2）安全交底，技術培訓。在旋流井濕沉渣清理之前，作業區技術負責人應對清理人員進行安全技術交底、培訓和必要的演練，確保萬無一失。

3）及時檢測，確保安全。煤氣防護站要對水泵吸水井內氣體進行及時檢測，重點檢查一氧化碳和氧氣含量。要明確責任，突出重點，做到防患于未然。待水泵吸水井內氣體檢測合格后方可讓人員進入，進行清理工作。

4）安全警示，加強防護。在清理工作之前，應在旋流井周圍懸掛明顯安全警示標示，并讓每位工作人員熟知；凡進入旋流井清理人員，一律必須系好安全帶；清理人員下井前和上井時要及時清點人員，做到準確無誤；凡在井下作業時，每3人須組成安全互保對子，以確保人身安全。

5）防潮防爆，通道明亮。在確保其他安全措施的前提下，要注意防潮防爆，通道寬敞明亮，增強清理人員的自我防護意識。在旋流井水泵吸水井內安裝防潮防爆燈5盞，確保井內通暢明亮。

5 結論

連鑄、棒材、高線濁環水系統共用了一個旋流井，在一定程度上節約了工程投資，省時省力，減少了生產成本，但給旋流井的運行和檢修卻帶來了很大的困難。利用雙高爐休風、年休之際，通過加設截水壩、擋水板，安裝降排水設備等進行水量平衡；采用高壓水沖洗和人工清理相結合的辦法，以及安全技術措施的改進、實施，從而確保了旋流井清理工作順利進行。