萬東明，胡子秋，鄭志勝
（河南安陽鋼鐵集團(tuán)有限公司，河南安陽 455004）

　　摘　要：安陽鋼鐵公司煉鐵廠高爐用水系統(tǒng)原采用直流式供水，存在水質(zhì)差、水量不足等問題。采用敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對原供水系統(tǒng)進(jìn)行改造，同時對循環(huán)冷卻水進(jìn)行處理后，冷卻水系統(tǒng)水的循環(huán)利用率達(dá)98％，濃縮倍數(shù)達(dá)1.86。解決了水量不足、設(shè)備結(jié)垢、腐蝕的問題。
　　關(guān)鍵詞：煉鐵；高爐；循環(huán)冷卻水；水處理；旁濾
　　中國分類號：TU991.4
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
　　文章編號：1009—2455（2002）0—0016—02

1 冷卻水系統(tǒng)改造前狀況

　　安陽鋼鐵公司煉鐵廠高爐冷卻系統(tǒng)水源為地表水，冷卻對象主要為高爐冷卻壁，其冷卻強(qiáng)度對高爐一代壽命起著決定性的作用。原供水方式一直采用直供式，使用后的水未經(jīng)循環(huán)，直接外排，浪費(fèi)很大，同時還存在水質(zhì)差、水量不足、水壓低等問題。考慮到原供水方式已暴露出如上很多弊端，且無事故供水措施，嚴(yán)重制約了煉鐵廠生產(chǎn)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益的提高，加上兩供水泵站內(nèi)管道年久失修、腐蝕嚴(yán)重且難以更換，是生產(chǎn)中的一個重大設(shè)備隱患，因此在新建6#380m³高爐之際同步建設(shè)高爐區(qū)循環(huán)泵站勢在必行。

2 高爐循環(huán)水工程設(shè)計

2.1 循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程
　　目前，國際上比較先進(jìn)的高爐循環(huán)水冷卻技術(shù)是采用軟水閉路循環(huán)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是節(jié)水的冷卻效果好，較好地解決了結(jié)垢和腐蝕問題，但在檢漏方面沒有特別成功的經(jīng)驗(yàn)。本次設(shè)計結(jié)合我公司高爐容積小、冶煉強(qiáng)度高、在其一代爐齡的中后期、高爐冷卻壁及爐底水冷管漏水現(xiàn)象嚴(yán)重的實(shí)際情況，采用了敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，以便于生產(chǎn)運(yùn)行過程中及時了解滲漏情況，采取相應(yīng)措施予以解決，有利于安全生產(chǎn)。
　　補(bǔ)充水和循環(huán)水的工藝流程圖如圖1、圖2所示。

2.2 設(shè)計指標(biāo)
　　①滿足7座高爐的生產(chǎn)用水，循環(huán)水量為10 100m³/h；自流回水；循環(huán)利用率大于98％。
　　②供水主管水壓達(dá)到0.5MPa；冷卻出水溫度≤32℃。
　　③改善供水水質(zhì)，使水中懸浮物含量由原來的120mg／L左右下降到20mg／L，并采用水質(zhì)穩(wěn)定措施基本消除高爐冷卻壁及循環(huán)水設(shè)施的結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象。
　　 ④設(shè)置事故水塔及事故水泵，確保安全供水
2.3 泵站平面布置
　　安陽鋼鐵公司為1958年建廠的老企業(yè)，并幾經(jīng)改造，現(xiàn)場建筑物已十分擁擠，這是設(shè)計的難點(diǎn)一。經(jīng)綜合比較，選在廠區(qū)外一處1.37hm²的三地帶，泵站內(nèi)主要構(gòu)筑物有：泵房、吸水池、配電室、加藥間、冷卻塔、過濾間、原水預(yù)處理設(shè)施等。泵房設(shè)供水泵組6臺、上塔泵組6臺，分別為3開3備，源水過濾泵組2臺，反沖洗泵組2臺，分別為1開1備，機(jī)械管道清洗過濾器4臺。
2.4 冷卻系統(tǒng)
　　冷卻設(shè)施采用L85型風(fēng)機(jī)逆流式鋼混框架構(gòu)冷卻塔4臺，單臺處理水量2600m³/h。風(fēng)筒采用MRT-85專用動能回收型玻璃鋼風(fēng)筒，冷卻塔的風(fēng)機(jī)采用L85A型軸流風(fēng)機(jī)，填料采用點(diǎn)波填料。
2.5 旁濾系統(tǒng)
　　結(jié)合本工程受場地限制的特點(diǎn)，設(shè)計采用了國外先進(jìn)的FILTOMAT管道過濾設(shè)備，在供水管道上直接過濾以達(dá)到去除水中懸浮物，代替?zhèn)鹘y(tǒng)旁濾設(shè)施的目的。具體形式為：在供水主管上并聯(lián)一路作為旁濾管道，通過閥門調(diào)節(jié)旁濾水量，利用管道自身壓力進(jìn)行反沖洗。由于該過濾方式有別于砂濾機(jī)理，為安全起見，設(shè)計按循環(huán)冷卻流量的25％進(jìn)行旁濾。
2.6 高爐本體配水系統(tǒng)的配套改造：
　　增大主供水管；在爐臺設(shè)濾網(wǎng)過濾器將使用水全部過濾；設(shè)計采用分區(qū)冷卻技術(shù)，即在高爐垂直方向上分成爐身一爐腰冷卻區(qū)、風(fēng)口區(qū)、爐缸區(qū)和爐底 區(qū)4個相對獨(dú)立的子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)在圓周方向上又分成若干個支系統(tǒng)，從而有效地保證了各部位對不同冷卻強(qiáng)度的要求。

3 使用效果及討論

3.1 使用效果
　　安鋼高爐循環(huán)水工程于1999年底投用后，循環(huán)利用率達(dá)98％以上，極大地緩解了我公司生產(chǎn)用水緊張的局面，同時確保了煉鐵廠6座高爐用水的安全性和可靠性，各項(xiàng)供水指標(biāo)比直接使用河水時明顯改善，懸浮物濃度基本穩(wěn)定在23mg／L以下，高爐風(fēng)口平臺供水壓力可達(dá)到0.3MPa，解決了原來水質(zhì)差、水量小、水壓低等問題，大大降低了冷卻設(shè) 備和管路的酸洗或砂洗頻率，提高了冷卻效果，為高爐的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)創(chuàng)造了必要條件。表1為濃縮倍數(shù)1.86時循環(huán)水質(zhì)的實(shí)測數(shù)據(jù)。

表1 循環(huán)水質(zhì)實(shí)測數(shù)據(jù) 水樣 pH 總堿度/（mmol.L^-1) 總硬度/（mmol.L^-1) 鈣離子/（mg.L^-1) 氯離子/（mg.L^-1) 總磷/（mg.L^-1) 循環(huán)水 8.18 4.60 4.20 280 138 6.40 補(bǔ)充水 8.25 3.05 3.16 248 74 0.70

3.2 問題討論
　　高爐循環(huán)水工程投運(yùn)以來，在實(shí)際操作和使用過程中我們也遇到了一些問題和難題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
　　①隨著近年來高爐冷卻設(shè)備的改進(jìn)，尤其是大型冷卻模塊技術(shù)在安鋼高爐上的應(yīng)用，高爐用水量相應(yīng)加大，但因循環(huán)泵站面積有限，只有通過小泵改大泵的方式進(jìn)行改造。因此在決策上，應(yīng)根據(jù)形勢起前考慮，留有余地。
　　②總排水管為自流回水，在投用初期，曾出現(xiàn)排水不暢的現(xiàn)象，主要原因?yàn)楦郀t排水有落差，排水井內(nèi)為氣水混合物，按常規(guī)設(shè)計的排水井高度偏低。
　　③從實(shí)際使用情況來看，F(xiàn)ILTOMAT過濾器在系統(tǒng)中產(chǎn)生的效果不太明顯，主要原因是其安裝地點(diǎn)在主供水管的旁通管上，位置不妥；稍有阻塞水流即繞近路而行，起不到旁濾效果，該過濾器更適合用于全部循環(huán)水都進(jìn)行過濾以及過濾精度較高（原水水質(zhì)較好）的情況。
　　④鑒于高爐本體為敞開式箱、槽排水方式，從進(jìn)料系統(tǒng)落下的礦石、焦炭顆粒經(jīng)排水井會進(jìn)人循環(huán)系統(tǒng)，這樣不但增加了系統(tǒng)中的懸浮物濃度，嚴(yán)重時還可影響水泵運(yùn)行。現(xiàn)已通過在排水箱、槽上加蓋板及熱水池人口前加格柵等辦法解決。敞開式循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)盡量避免水質(zhì)受污染。

　　作者簡介：萬東明（1966－），男，重慶人，工程師，1989年畢業(yè)于西安冶金建筑學(xué)院環(huán)工系給排水專業(yè)，現(xiàn)在河南安陽鋼鐵公司設(shè)計院從事給排水設(shè)計工作。