空壓機站旁濾系統優化改造的實踐

趙利平，趙劉強

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北唐山 063200）

引言

循環水旁濾過濾器通過逐步多次的循環截留，將系統內的雜質過濾，最后通過必要的反沖洗，將雜質過濾排出水循環系統。隨著設備使用年限的延長，某鋼鐵廠燒結空壓機站循環水濁度超標，導致空壓機、干燥器冷卻器銅管堵塞，嚴重影響冷卻器換熱效果。2020 年11 月份結合高爐休風對吸水井、冷塔集水槽進行清洗，但是循環水濁度下降不明顯，后期又通過增加排水量來控制水質，水質有所改善，但是補水量增加50 t/d，運行成本增加。12月打開旁濾罐人孔檢查，發現罐體內過濾層上部淤泥較厚達200 mm，局部淤泥出現板結，并且淤泥有穿透濾層現象。從旁濾罐內部情況分析來看，旁濾罐內部濾料已失效，因此造成循環水系統濁度高的直接原因就是旁濾系統失效。

1 原因分析

（1）前期濾料填裝不夠規范，濾層厚度達不到設計要求，后期濾料有少量流失和淤泥穿透濾層現象。罐體底部設計缺乏水帽，水流分布不均勻，水流在罐體內部產生隧道效應，邊緣區域出現盲區，降低過濾效果。

（2）燒結空壓機站旁濾罐操作系統設計為手動操作，人為干預因素較多，設備要求連續過濾16 h后必須反洗15 min，一旦旁濾罐過濾時間過長，造成罐體內部懸浮物、沉渣積累過多，操作人員沒有嚴格按照要求及時反洗造成污物聚集，是造成板結的直接原因。

（3）濾料直接吸著不易脫落的污泥，單靠水流剪切力無法剝離濾層中的污物。

（4）燒結空壓機站毗臨燒結、球團區域，周邊環境較差，空氣中的粉塵、懸浮物通過冷塔進入循環水系統。

2 優化方案

2.1 均勻布水改造

嚴格按照規范填裝濾料，確保濾料高度達到1 800 mm；罐體底部增設卵石，替代水帽，水流通過卵石之間縫隙流通實現均勻布水效果。

2.2 控制系統升級

為了減少人為干預，確保旁濾系統性能有效發揮，將旁濾系統通過計算機程序自動控制，提高了作業效率和設備自動化水平。工藝流程見圖1。

圖1 旁濾系統工藝流程圖

2.2.1 過濾狀態

程序啟動后自動通過脈沖信號給至V1、V4 閥門，閥門得電后30 s自動打開，V2、V3不得電保持關閉狀態，此狀態持續16 h。

2.2.2 過濾狀態切換至反洗狀態

16 h后，過濾狀態結束，程序自動通過脈沖信號給至V2、V3 閥門，閥門得電后30 s 自動打開，1 min后程序自動將關閉脈沖信號給至V1、V4 閥門，V1、V4閥門30 s自動關閉，旁濾罐進入反洗狀態。

2.2.3 反洗狀態切換至過濾狀態

反洗15 min 后，程序自動將脈沖信號給至V1、V4 閥門，閥門得電后30 s 自動打開，1 min 后程序自動將關閉脈沖信號給至V2、V3 閥門，V2、V3 閥門30 s 自動關閉，旁濾罐進入過濾狀態。通過上位電腦程序發出打開、停止脈沖信號控制閥門切換，從而達到以時間為周期實現旁濾罐狀態在線切換。

2.3 增加氣水反沖洗

當污泥穿透進入過濾層或者濾床底板截留淤泥后，單靠水流剪力反沖洗不能將污物從濾層剝離。通過氣水聯合沖洗可以解決這個問題，壓縮空氣加入后，可以達到以下效果。

（1）在反洗過程中可以增加剪切力，使得通常水沖洗時不易剝落的污物在氣泡急劇上升的高剪力下得以剝落［1］。

（2）可以增加濾料直接的擾動，使得濾料顆粒之間的碰撞摩擦加劇，降低污物在濾料上的附著力。

（3）氣泡在濾層中的運動減少了水沖洗時濾料之間的阻力。

（4）其提高濾料層的清潔度。

旁濾罐瀕臨1#空壓機，1#空壓機設計有2 根DN50 泄水管，主要用來排放中間冷卻器內的冷凝水，泄水管排放壓力最高0.6 MPa，流量100 m3/h。通過控制泄水管閥門大小使壓縮空氣流速保持在15 m3/h，在罐底制作布氣管，壓縮空氣通過布氣管實現均勻布氣，先用壓縮空氣進行氣洗，氣洗5 min后，氣水混合反洗10 min，最后用清水反洗5 min，每周進行一次。

2.4 增加冷塔外部防塵網

鑒于燒結空壓機站地理位置靠近燒結、球團區域，周邊環境相對較差，建議對冷卻塔進風口增加防塵濾網。前期發生過編織袋、塑料袋進入冷塔集水槽回水口，導致回水不暢，由于發現及時未造成較大影響。

3 實施效果

2020 年12 月15 旁濾系統改造完畢，改造后濁度和懸浮物含量達到冷卻器使用要求，數據前后對比如下表1所示。

表1 改造前后數據對比

4 小結

通過對旁濾系統濁度高現狀分析［2］，通過增加鵝卵石、優化控制邏輯、增加防塵網等手段解決了循環水濁度偏高問題，改造實施后達到了預期效果，為空壓機站換熱器穩定高效運行奠定了基礎。