高爐冷卻水溫度的逆向控制

陳寶紅,祁玲,徐海峰

高爐冷卻水溫度的逆向控制

陳寶紅,祁玲,徐海峰

(安陽鋼鐵集團公司動力廠,河南安陽455000)

闡述了安鋼2800 m3高爐聯合軟水密閉循環冷卻水系統的工藝控制原理，提出了運行中升溫控制的方法。

高爐冷卻;軟水;密閉循環水系統;升溫控制

1 前言

眾所周知，高爐是煉鐵的主要生產設備，在生產過程中，高爐爐內溫度可達1500益，而爐皮、立柱等鋼結構件在正常狀況下的允許的最大溫度一般為400益，超過此溫度時，鋼結構件的強度值就會下降。為了使爐墻溫度保持在允許的范圍內，冷卻水系統至關重要，在高爐設備中，冷卻工作的正常與否往往決定著高爐整體及各個部件的使用壽命乃至高爐能否正常生產。作為安鋼集團“三步走”發展戰略重點工程之一的2800 m3高爐，其本體冷卻系統采用了國際上較先進的“聯合軟水密閉循環水系統”，其冷卻系統工藝先進，自動化程度高，并具有節能、環保等特點，投產使用四年來各項功能均達到了設計要求。

2 供水工藝

安鋼2800 m3高爐冷卻系統由聯合軟水密閉循環水系統敞開式凈循環水系統和工業水增壓直流系統組成。其中軟水系統中的一次水主供泵組將經板式換熱器（以下簡稱板換）冷卻后的軟水送至高爐冷卻壁供水環管，一部分水冷卻冷卻壁直冷管，一部分水先經過爐底再冷卻冷卻壁蛇形管，兩部分回水均回至冷卻壁回水集管；回水中一部分經高壓增壓泵組加壓供風口小套冷卻，一部分經中壓增壓泵組供風口中套直吹管及熱風閥冷卻，其余回水采用旁通，該三部分回水均進入脫氣管脫氣后，再經回水總管進入板換冷卻后循環使用。在板換中軟水通過與進入板換的二次水進行水/水熱交換，軟水溫度得到降低，而二次水溫度則升高，升高后的二次水和凈環系統的其他回水一并通過冷卻塔來降低溫度循環使用。工藝見圖1。

通過圖1我們可以看出，軟水水溫是通過板換來降低的，要調整軟水溫度，必須通過調整進入板換的二次水的溫度和流量來完成，而升高的二次水溫又是通過凈循環系統中的冷卻塔來冷卻的，所以在系統日常運行過程中，通常采用調整二次泵組運行臺數和風機運行臺數來對軟水溫度進行控制。

3 問題的提出

2012年全年高爐對軟水供水溫度的要求一直維持在42~44益，比較穩定。進入12月份以來，2800 m3高爐持續異?！郀t爐墻結渣、結瘤嚴重，為了達到脫渣的目的，原本一直維持在42~44益的軟水供水溫度在12月1日至12月8日七天時間內被連續三次要求提高，最后高爐供水溫度要求在47~49益。這種要求在其他季節通過減少二次泵運行臺數和風機臺基本上就能滿足。但在冬季，即使把風機全停，二次泵運行臺數降至最低也是無法達到要求的。

4 解決方法

圖1 高爐聯合軟水系統工藝圖

為了滿足高爐對供水溫度的要求，保證高爐穩定運行，我們在保證其他用戶不受影響的基礎上針對不同的溫度要求采取了以下措施：

（1）第一次調整

12月1日，軟水溫度要求44~46益，從工藝圖我們可以看出，調整軟水溫度最直接的辦法就是控制二次水的流量和溫度，因為進入12月份以來，我們的冷卻塔風機基本上處于關閉狀態，所以我們通過根據以往總結的二次水量和溫度的關系，調整了單臺板換流量，將進入3#板換的二次水流量由600 m3/h降低到100 m3/h,，調整后，二次水流量2300 m3/h降低到1900 m3/h，軟水溫度滿足要求，二次水泵運行無異常。

（2）第二次調整

12月3日，軟水溫度要求45~47益，關閉了3#板換后，仍不能滿足，又將4#板換流量調低了100 m3/h左右，調整后二次水量為1700 m3/h，4#板換流量為400 m3/h，軟水溫度滿足要求，二次水泵基本正常。

（3）第三次調整

12月7日，軟水溫度要求47~49益，關閉了4#板換后，二次水流量為1600 m3/h，軟水溫度仍不滿足要求，我們試著調整了1#、2#板換二次進水流量，但當二次水量降到1500 m3/h時，二次水泵里已有較明顯的異音，振動也較之前大很多。顯然，再通過調整二次水量來提高軟水溫度將會對水泵造成較大的破壞。

調整流量行不通，我們想到了通過提高板換二次進水側溫度來提高軟水側溫度。我們調整了冷水池超越閥L1。冷水池超越閥，顧名思義，就是使循環水超越冷卻塔直接回到冷卻塔集水池，即減少上塔水量，從而達到提高凈循環系統整體溫度的目的。然而，凈循環系統中除了包含二次水泵組外，還有爐頂泵組和綜合泵組。其中爐頂泵組供高爐十字測溫及冷卻爐頂齒輪箱，綜合泵組供高爐系統空調、TRT及液壓站，這些用戶對水溫也有一定的要求，現階段的控制參數標準是臆35益。所以，為了既能使軟水溫度達到要求又不至于影響到凈循環系統的運行，我們在調整過程中循序漸進，通過記錄開啟圈數來精確控制閥門開度。閥門開啟前二次水溫度大概在25~27益，通過對超越閥的數次調整，我們發現當超越閥開度達到1/4時，二次水溫可達到31~32益，當開度增大到1/3時，二次水溫可達33~34益，根據天氣情況的不同，還會有1~2益的浮動。同時，我們還發現當二次水溫度維持在31~32益時，軟水溫度基本能滿足要求。根據以上結論，我們在運行過程中，通過對二次水的密切關注和超越閥的及時控制，最終滿足了高爐對軟水溫度的要求。

5 總結

本次通過對板換和冷水池超越閥的組合調整，實現了對水溫的穩定控制并充分滿足了高爐對水溫的要求。但如果高爐再次要求提高水溫，這些調整可能仍滿足不了要求,需要討論開啟軟水超越閥R1（一般情況不進行操作）或尋求其他的水溫調整方法。另外，本次調整發生在冬季，二次水溫有較大的調整空間，冷水池超越閥具有可操作性，如果在夏季，二次水溫較高，這種操作可能不適用。

Reverse Control of Cooling Water Temperature of Blast Furnace

Chen Baohong,Qi Ling,Xu Haifeng
(The Power Supply Plant of Anyang Iron and Steel Co.,Ltd.,Anyang,Henan 455000,China)

The process control principle of combined close-loop circulative soft water cooling system of Anyang Steel’s 2800 m3blast furnace was discussed and control method for temperature increase during operation was also forwarded.

BF cooling;soft water;close-loop circulative water system;temperature in原crease control

TK223.5

B

1006-6764（2013）10-0053-02

2013-04-24

陳寶紅（1981-），女，畢業于河北理工大學，給水排水專業助理工程師，現從事高爐供水技術工作。