燒結循環水系統改進

白霄飛

（中鋼設備有限公司，北京 100080）

0 引言

我國鋼鐵行業經過近10 年的飛躍發展，鋼產量越來越大，國企通過兼并重組產生了一批世界級規模的大鋼廠；民企也通過擴張式的發展產生了很多聯合鋼廠。不管是國企還是民企，為了占有更大的市場、提高產品競爭力，都不斷的向產業的上游和下游拓展，逐漸形成全產業鏈的綜合鋼廠。燒結礦作為煉鐵必不可少的原料，因其不便運輸和儲存的特點，使燒結廠的大規模新建、擴建成為了綜合鋼廠發展過程中的重要一環[1]。隨著高爐大型化，燒結也向著大型化的發展。因此，燒結廠的用水量也越來越大，節水降耗的呼聲更是越來越高。

本文將從分析燒結循環水系統傳統流程入手，分析傳統流程的不足之處，深入研究先進、適用、有效、成熟的循環水技術，并結合工程實例找出有效的處理方法和結論。

1 燒結循環水系統的傳統流程

1.1 傳統工藝流程及用水特點

燒結系統用水分為冷卻水、工藝添加水和地坪沖洗水。

燒結用冷卻水均為間接冷卻水，冷卻水經供水泵組加壓送用戶使用，然后無壓回至泵站熱水井，經上塔泵組加壓至冷卻塔冷卻后回到冷吸水井，再經供水泵組供用戶循環使用。使用后水質基本沒有污染，僅水溫升高。主要用戶有燒結機隔熱板，單齒輥（主軸和蓖板），一次混合機和二次混合機的主電機、減速機和液力耦合器，主抽風機及各處除塵風機、環冷風機等。供水壓力在0.55～0.65 MPa 之間，溫升約8 ℃。工藝流程如圖1 所示。

圖1 燒結循環水傳統工藝流程圖

工藝添加水為根據工藝需要加入工藝物料的水，對水質沒有要求。主要用戶有一次混合機和二次混合機的添加水，生石灰消化用水，各處除塵加濕機用水。除塵加濕機用水量較小，為間斷用水。其他用戶用水量較大，均為連續用水；而且水溫越高對工藝越有利。水源為生產新水或中水。

地坪沖洗水重要是各車間、轉運站、通廊的灑掃用水。各處地坪沖洗水經過集水溝收集至集水坑，用水泵加壓送至濃縮池。濃縮池上清液回到清水池，用泵加壓供各處沖洗地坪使用；底泥排入泥漿池，用泵加壓送入一次混合機回用[2]。系統補充水為生產新水或中水（再生水）。

1.2 傳統工藝流程的不足

單齒輥蓖板回水采用集管、漏斗的形式，為無壓回水；系統中其他用戶均為有壓回水，回水壓力0.4 MPa左右。為了滿足單齒輥蓖板的用水要求，整個循環水系統做成了無壓回水。該系統供水壓力為0.65 MPa，阻損在25 m 以內；這樣，對于其他用戶點而言，有0.4 MPa的壓力浪費。

2 燒結循環水系統流程的改進

2.1 燒結廠循環水用水特點

燒結廠內循環水用戶主要有點火爐隔熱板、單齒輥的主軸和篦板、助燃風機、環冷風機、主抽風機主電機和液壓站，一次混合機和二次混合機的電機、減速機、液力耦合器，各處環境除塵的風機、變頻器冷卻等。用水點十分分散，用水量個別用戶較大，普遍較小。水質要求不高，符合《工業循環水處理設計規范》中對開式間接冷卻水的水質要求即可。供水壓力在0.2～0.5 MPa 之間，僅單齒輥篦板為無壓回水，其余用戶回水壓力可保證0.25 MPa。

2.2 改進后的工藝流程

為了節能減排，增加能源利用率，并減少生產成本，采用有壓回水更為有利。在單齒輥的篦板側面，每個集管下面都有一個回水漏斗。可以取消回水漏斗，將集管直接接到回水管上，最后匯集回到循環回水總管上。此時，工藝流程如圖2 所示。

圖2 燒結循環水改進工藝流程圖

部分工廠的操作工有目視回水的習慣，因此比較堅持單齒輥篦板無壓回水，可以從漏斗處觀察出水是否通暢。針對運行中的操作習慣，可以在取消漏斗后原位增加軟管窺鏡，同樣可以觀察水流情況[3]。

2.3 改進前后設備選用對比

某燒結廠2 臺燒結機，總循環水量為754 m3/h，改進前和改進后設備選型如表1 所示。

表1 新舊工藝設備選型對比表

從表1 中可以看出，改進后少了一組水泵；因此，降低了能耗，也減少了維護的工作量。

2.4 新工藝流程的優點

1）節能降耗。取消了冷卻塔供水泵組，降低了能耗，達到了節能減排的目的。

2）工藝簡單。工藝流程簡單化。

3）運行簡單。少了一組泵，減少了運行維護的工作量。

4）減少投資。燒結泵站設備減少，水泵站長度減少1/3，一次性投資減少。

3 工程實例

3.1 某廠360 m2 燒結工程

北方某廠新建360 m2燒結工程，在設計之初就采用了單齒輥篦板有壓回水的方案。在篦板訂貨時，就要求制造廠按照有壓回水設計制作，取消了回水漏斗，并裝有軟管窺鏡。實施后，使用效果良好，實現了設計時提出的節能減排的目的，在減少投資并不影響生產的前提下，提高了燒結廠的能源利用率。

該廠用水量如表2 所示。

表2 北方某廠燒結工程用水量表

3.2 某廠2×480 m2 燒結工程

480 m2的燒結機是最高級別的燒結工程。該工程還配套建設了余熱鍋爐和發電，煙氣脫硫，煙氣循環等設施。因此，該廠除了一般燒結廠的共同特點，還有自身的一些獨有的特點。為了提高運行的靈活性和供水穩定性，并降低能耗，余熱鍋爐和發電單設一組泵供水。以為發電部分用水量相對燒結部分十分大，這就造成泵站布置不均衡。此時，如果仍然堅持單齒輥篦板無壓回水，會讓泵站和吸水井布置非常不均衡。

該工程一開始就采納了兄弟工廠的先進經驗，采用了燒結循環水系統有壓回水的方式，在有效地節能并降低投資的同時，大大改善了泵站的布置合理性，成為燒結廠和余熱發電聯合布置的典范。

3.3 國外某廠燒結工程

在做某國的燒結廠時，充分考慮了各種適用技術。單齒輥篦板有壓回水作為其中之一，從始至終都在考慮范圍，最終應運到了該工程中。咨詢公司等外方技術人員在項目初期也是顧慮重重。在參觀過相關工廠后，同意采用該技術。項目竣工投產后，業主對此贊不絕口。

4 結論

1）對傳統燒結循環水系統的流程及使用，發現其中不足，當系統供水壓力為0.65 MPa，阻損在25 m以內，這樣就有0.4 MPa 的壓力浪費。

2）通過改進后的燒結循環水系統的用水，增加了能源利用率，采用有壓回水，新工藝達到節能減耗，工藝、運行簡單，節省投資，值得在生產實踐中大力推廣。