柳鋼煉鐵廠水耗異常分析及處理

劉 偉，韋 俊，方 凌，黃 榮

(柳州鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，廣西柳州 545002)

前言

煉鐵廠環水車間負責煉鐵廠各高爐配套凈環軟水系統、渣處理系統、環保除塵系統的生產運行管理，其中凈環水系統、渣處理系統在運行過程中，由于蒸發、排污、用戶消耗、水渣帶水等原因，系統水量存在一定的消耗，需要補充工業新水。水耗是車間除了電耗之外的第二大能耗指標，水耗的高低直接影響車間成本指標的完成。2021 年5 月份，柳鋼煉鐵廠環水車間噸鐵水耗大幅上升，出現超過控制指標的情況。針對工業水耗異常、超標情況進行分析和排查，制定控制措施和改進方案，逐步實施后達到降低水耗和生產成本的目的。[1]

1 工業水消耗數據分析

煉鐵廠環水車間管轄的生產區域非常廣，各生產、用水點分散在煉鐵廠各個區域，全面現場排查非常困難，由于煉鐵廠在動力能源介質管網上，安裝有完善的二級計量、三級計量儀表，并且開發了煉鐵廠高爐信息系統，高爐信息系統上對各動力能源介質三級計量數據有實時的監控。對于車間主要動力能源介質的工業水系統，車間也要求各主要用水崗位對每班補水數據進行監控，錄入煉鐵廠補水數據錄入系統。通過對信息系統二級計量、三級計量數據及崗位錄入補水數據的對比，來排查分析系統的異常。

1.1 二級計量數據的統計分析

所謂二級計量數據，是指動力廠供應煉鐵廠區域總管的計量數據，是該廠核算水耗成本的基準數據。結合該廠各生產系統區域分布情況和動力廠公司工業水管網現狀，該廠的生產區域和工業水補水管網主要劃分為A 區（3#高爐、4#高爐及配套區域）、老區（1#爐A、1#爐B、5#高爐、6#高爐及其配套區域）及2#爐（2#高爐及配套區域）區域。

通過查閱二級計量表數據，煉鐵廠三個區域2021年1至5月日均用水量數據如表1所示。

表1 煉鐵廠各區域日均新水消耗統計表 單位：m3

對表1 中二級計量數據進行統計分析，從圖1中可以發現：全廠水耗除了1月份較低外，2～4月保持穩定，5 月份大幅上升；按區域看，2#爐區域水耗基本保持穩定，A 區除1 月份水耗較低外，其余各月基本穩定，5 月份小幅上升，主要是老區水耗變化較大，特別是5月份增加較多，增幅達19.3%。

圖1 煉鐵廠二級計量數據曲線圖

1.2 三級計量數據的統計分析

三級計量數據，是指煉鐵廠范圍內各個終端用戶的計量數據，對于工業水系統，煉鐵廠環水車間的主要終端用戶有各高爐配套凈環水系統、沖渣水系統、渣?；到y、空冷器噴淋水補水系統、脫濕鼓風循環水系統等。通過對三級計量數據的統計和分析，我們可以很容易發現存在異常補水情況的系統和異常時間段。

從煉鐵廠高爐信息系統導出各三級計量表數據，整理完成后得到的車間范圍內工業水主要補水點2021年1至5月日均用水量數據，如表2所列。

通過對表2 中新水消耗數據進行分類對比分析，結合各生產系統的工藝流程和特點，我們分為凈環系統、沖渣系統、空冷器噴淋及脫濕系統三部分進行對比分析。

表2 煉鐵廠環水車間工業水主要補水點日均新水消耗統計表 單位：m3

從圖2 中我們可以看出：6 個凈環水系統里面，1#爐A 凈環系統保持長期穩定、低耗；1#爐B、5#爐凈環系統補水數據變化較大，但總體消耗較低；2#爐凈環系統水耗數據波動不大，但長期處于高位；6#爐凈環、3#4#爐凈環系統水耗呈現急劇上升狀態。

圖2 環水車間凈環系統三級計量數據曲線圖

從圖3 中我們可以看出：6 個沖渣水系統里面，2#爐、5#爐、6#爐沖渣系統保持長期穩定、低耗；3#爐、4#爐沖渣系統新水消耗量較大，特別是3#爐沖渣系統5 月份補水消耗大幅上升；1#爐沖渣系統水耗長期處于高位，且5月份水耗呈現急劇上升狀態。

圖3 環水車間沖渣系統三級計量數據曲線圖

從圖4 中我們可以看出：A 區脫濕鼓風系統新水消耗較少；3#、4#爐空冷器補水從3月份開始呈現急劇上升區域；1#爐AB、5#、6#空冷器區域水耗較高，但5#、6#爐區域4月份補水量有大幅下降。

圖4 環水車間空冷器補水、脫濕系統三級計量數據曲線圖

2 現場異常排查及處理

2.1 現場主要異常排查情況

結合二級、三級計量數據對比分析情況，有針對性地開展了現場排查，排查過程中發現以下異常情況。

（1）1#爐沖渣水系統在1#爐凈環、軟水區域廢水排入渣池的情況下，水耗仍長期偏高。主要是由于行車從渣池抓渣裝倉上皮帶外運，水渣中帶水較多，大量沖渣水隨水渣經皮帶運輸到輔材物流站，物流站區域水渣濾出的水未回收至1#爐渣池。

（2）6#高爐冷卻壁漏水多，改接凈環水冷卻后，從風口平臺接凈環冷卻水水源，使用后從爐底排至外排水溝，未回收循環利用。

（3）1#爐B 軟水新增空冷器及1#爐A 軟水5#空冷器存在水箱補水浮球閥使用不正常，空冷器噴淋水存在長期溢流至外排水溝的情況。[2]

（4）1#爐A 凈環工業水補水管埋地部分存在腐蝕泄漏情況，長期大量漏水外排。

（5）2#爐供5#、6#爐礦槽除塵冷卻用凈環水管網，與工業水管網間設置有保安止回閥組，止回閥內漏，導致凈環水串水至工業水管網。

2.2 異常耗水情況的整改措施及落實

(1)針對1#爐沖渣系統抓渣裝倉時帶水多的情況，要求行車班增加抓斗上的排水孔，更換損壞漏渣的抓斗，延長抓渣滯空時間，盡量增加抓渣過程中的濾水量，減少水渣的帶水量；督促沖渣崗位做好與物流站崗位的溝通、配合，實現物流站區域水渣濾水回收循環利用；后續計劃對物流站料倉進行改造，實現濾水功能。

(2)針對6#爐區域冷卻壁使用凈環水后大量外排的情況，第一步先將部分外排的凈環水回收至6#爐渣?；?，實現車間內部循環使用；第二步將漏水冷卻壁的冷卻水系統改為由爐底常壓總管供水，從風口平臺出水回收至凈環水回水箱，實現凈環水系統的循環利用，減少外排水量。

(3)對各軟水泵房區域空冷器普遍存在浮球閥使用異常、空冷器水箱長期溢流、外排的情況，督促各班組做好浮球閥的管理和維護，完善水箱溢流回收管路，減少空冷器區域工業水外排情況。

(4)1#爐A凈環工業水補水管爐更新項目開工已有近一年，但施工進展緩慢，車間督促施工單位、班組、管理人員，要求限期完成，減少漏水浪費。

(5)針對5#、6#爐礦槽除塵區域凈環水串水至工業水管網的情況，指導崗位暫時關閉管網水總閥，后續對管網水安保管路閥門進行更新。

2.3 異常耗水情況的排查處理效果

經過兩周的排查和調控、處理，車間范圍內對應系統的工業新水消耗有了明顯下降，車間各工業水補水點日均補水量由5月份日均18 029 m3下降至15 779 m3，降幅達12%，其中1#爐沖渣系統日均水耗由5 月份日均2 613 m3下降至1 007 m3，降幅達61.5%；1#爐B 凈環系統日均水耗由641 m3下降至0 m3；5#爐凈環系統日均水耗有1 145 m3下降至98 m3。其余大部分凈環、沖渣等系統水耗異常情況也明顯改善，水耗降低效果顯著。

6#爐凈環系統原計劃改接爐底凈環水水源，從風口平臺回收，在施工過程中，發現爐底常壓水總管上原有DN200 預留閥門閥板脫落，無法打開，因此改接水源施工無法開展，導致水耗未按計劃降低，下一步車間將結合現狀繼續開展改進、回收工作。

3 結語

煉鐵廠設備逐年老化，故障率升高，導致噸鐵水耗持續上升。在對系統異常情況進行仔細、全面的排查，采取針對、有效的防控措施后，水耗逐步下降至正常水平。因此工業新水消耗等動力介質消耗是需要長期關注、管控的指標，即使設備、設施逐步老化，只要日常加強異常排查，及時采取改進、控制措施，也能較好的完成控制指標。[3]