2250軋機層冷系統水溫控制技術研究

羅利民

(河鋼邯鋼邯寶能源中心，河北邯鄲 056003)

引言

邯鋼2250軋機主要生產高規格、高品質管線鋼、耐磨鋼，原設計層冷系統供水水溫38 ℃，回水水溫至45 ℃。因公司新品種開發，當生產X80/X100等管線鋼時，供水水溫要求32～28 ℃，現有水處理系統無法滿足生產需求。

1 問題分析

原設計選用工藝、設備裝配均達到國內先進軋鋼濁環水處理標準，用戶生產回水水溫高至45 ℃。在經冷卻塔充分冷卻后水溫降至38 ℃已屬不易，入夏以后，平均氣溫高達34 ℃，若水溫要求達到目標值，需大量置換生產凈化水，有時多至1 200 t/h。大量置換排水進入下水道，造成下游預濃縮水池及下水道水平衡困難，熱軋濁環系統水量冗余，水處理壓力增大，富余生產排水進入生產廢水處理站，大幅增加處理費用，因場地限制，無法進行較大的設備改造。因此，只有優化運行管理和提升設備保障，滿足軋機生產需要，同時降低水量消耗和運行成本。

2 改進措施

2.1 設備保障

冷卻塔系統。①散水系統，主要包括檢查冷卻塔主進水管路、分水管、噴頭等對破損松動情況及時進行修補固定，徹底清除布水管及噴頭內部堵塞物，以保證水管暢通，噴頭布水均勻。②散熱系統，主要包括檢查冷卻塔所有換熱材料及填料，徹底清除空隙間的水垢雜物，保證換熱材的潔凈，對損壞的換熱材和填料進行更換，填料不留空隙，連接件緊湊。③傳動系統，主要包括冷卻塔電機要求轉動靈活、油脂補充到位，無振動無異音。傳動軸、減速機及葉片要求螺栓緊固到位，無振動無雜音，油位適當[1]。

根據冷卻塔風機設計參數，風葉角度限于8°～24°變化范圍，角度太小則風量不足，不能充分發揮風機的潛力和作用。安裝角度太大，則會振動和噪聲增大，影響塔體和風機使用壽命。結合現場風機與電機功率匹配度，將風機葉片控制角度由14°提高至17°[2]，電機電流由190 A增加至230 A,額定電流280 A，通過提高風機葉片角度，增大風量，增加空氣與噴淋水的熱交換量。

對系統冷卻塔布水器進行檢查，修復和疏通布水管路、噴頭，改善散水系統；對損壞的填料進行更換和沖洗，保持散熱系統均勻可靠，將單塔冷卻效果提升到最佳狀態。根據季節懸掛冷卻塔風機防護窗紗，防止柳絮、楊絮和各類雜物進入冷水塔內影響水質。每班檢查層流過濾上塔泵出口壓力小于等于0.36 MPa，保障層流系統過濾器反洗時間小于等于24 h，保證設備反洗降溫效果。系統過濾器反洗水由熱軋濁環反洗泵供給水切換為層流系統過濾泵供給。利用日常定修停產時間，優先對熱軋層流系統砂濾器、自清洗過濾器進行濾網清洗和反洗裝置檢查，保證設備完好，過濾器過水順暢、無堵塞。

2.2 生產準備

通過對本地區氣溫數據統計，邯鄲地區夏季夜間平均氣溫25 ℃，較白天平均氣溫32 ℃低得多，盡量安排在0：00～5：00時段軋制，低速軋制或間斷性軋制，水溫更易控制。軋制時段更長、水溫波動更小，有效保證產品質量穩定。目前夜間時段軋制水溫最高32 ℃，基本不用進行補水置換，該時段軋制比例由20%提升至80%[3]。

生產準備階段，開啟層流供水泵主管道末端DN500手動沖洗閥門，聯系用戶開泵進行管道沖洗以去除管中雜物和管壁剝落物，沖洗水自流回層流熱水池。沖洗水回熱水池后，經過濾提升至過濾器，多次循環沖洗后對壓力高的砂濾器和自清洗過濾器進行反洗，循環沖洗0.5 h左右，將出水管末端沖洗閥關閉，停止沖洗，恢復投產運行準備模式，等待生產。特種鋼生產階段，增加過濾器反洗頻次，保證過濾器進出口壓差在正常范圍內，提高過濾器過水量。

2.3 工藝優化

聯系確認生產任務，提前2 h，通過減少系統補水措施逐步緩慢降低系統水池液位，由日常控制液位在4.5～4.8 m降至3.5～4.0 m之間，增開過濾上塔泵，由日常開2備3切換為開3備2，提高回水過濾量。特種鋼軋制期間風機全部開啟降溫。密切與熱軋生產用戶聯系，根據熱軋廠生產產品種類不同調節水泵供水量。當用水要求流量6 000 t/h時，運行兩臺層流冷卻供水泵（560 kW），設備開2備3。用水要求流量9 000 t/h時（見表1），增開1臺層流冷卻主泵，切換為開3備2。用水要求降量時，及時停運設備，實現兩種運行方式切換。

表1 軋制品種鋼水量需求表

改變系統補水方式，由原系統水溫高、水質差的熱軋濁環補水切換為生產凈環水與軟水相結合的補水方式，關閉熱軋濁環向層流系統補水DN300閥門，打開層流系統生產水及軟水補水閥門，根據液位調節補水量。

2.4 應急換水操作

層流冷卻系統補水設計為工業生產補充水和軟水補充水兩種。在水溫高至32 ℃時，進行生產水（水溫28 ℃）補水置換，調節生產水補水閥門開度，并進行過濾器反洗，實現反洗與補水相結合，待軋制結束后立即停止置換。總補水量維持在500 t/h以下。對水質跟蹤化驗，當硬度或氯離子超標時，適當補充置換軟水,見表2。特種鋼軋制期間職工加強設備巡檢，對風機、過濾泵加強震動、溫度、油位監控；各水池液位及管道供回水溫度加強測量，由每次2 h增加至每次0.5 h[4]。

表2 目標水質、熱軋濁環水質、生產凈化水質、軟水水質對比

3 結果與討論

（1）優化運行模式，充分利用外部環境條件，實現職工簡單操作即可優化水處理運行方式，達到降低水溫、提高水質的目的，保障軋機穩定運行。

（2）操作與檢修維護有機結合，綜合調節補水、管道沖洗、過濾器反洗、設備檢修與維護、日常檢查與操作、生產準備與生產安排等諸多方面，達到更好的提升效果。

（3）發揮現有設備的最大功效，通過冷卻塔設施安裝窗紗、設備傳動系統改造、散水、散熱系統維護等措施，實現了設備冷卻功效提升,充分發揮熱軋工藝中冷卻集管的作用。

（4）利用水質指標的優化與提升，更好地發揮了熱軋生產線密集型層流冷卻工藝的優勢，提高了生產效率。