高爐煉鐵冷卻水系統(tǒng)故障應(yīng)急措施

蔡 飛 趙曉軍 李恒旭

作者通聯(lián)：遼寧鞍山鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠高爐點檢作業(yè)區(qū) 遼寧鞍山市 114031

E-mail：229872554@qq.com

一、概述

高爐冷卻水系統(tǒng)主要作用是給各種冷卻設(shè)備提供水，保證冷卻設(shè)備的熱流強度控制在所能承受范圍之內(nèi)。高爐冷卻水系統(tǒng)包括：高爐本體冷卻水系統(tǒng)，齒輪箱冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，風(fēng)口小套等工業(yè)高壓凈環(huán)水循環(huán)系統(tǒng)，液壓站等低壓工業(yè)凈環(huán)水系統(tǒng)。考慮到冷卻水系統(tǒng)生產(chǎn)過程中的缺憾，增加相應(yīng)設(shè)備和管路，對崗位加強管理，對工藝加深理解，增強對事故的應(yīng)急處理能力。

二、齒輪箱冷卻水循環(huán)系統(tǒng)工藝流程及應(yīng)急措施

1.齒輪箱冷卻水循環(huán)系統(tǒng)工藝流程

齒輪箱冷卻水循環(huán)系統(tǒng)工藝流程中，給水廠供給的工業(yè)新水由浮球閥控制水位，自動補水，進入水箱，由提升泵站水泵加壓，打到爐頂水冷站，經(jīng)過過濾器過濾后，一路進入接受罐(煤氣均壓罐)，平時對齒輪箱冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進行補水(首次使用的齒輪箱循環(huán)水也由此路水供給)。另外一路水經(jīng)過過濾器過濾后供給板式換熱器，與齒輪箱循環(huán)冷卻水進行熱交換，進水溫度控制在40℃以下的前提下，保持齒輪箱循環(huán)系統(tǒng)水溫＜50℃。接受罐相當(dāng)于水箱(水源)，水泵將接受罐內(nèi)的水加壓，首先經(jīng)過自動反沖洗過濾器進行過濾，然后進入板式換熱器，將齒輪箱傳來的熱量交換給提升泵站水系統(tǒng)，在板式換熱器內(nèi)完成熱量交換，降低齒輪箱冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)水溫度，最終將冷卻水送到上水槽，再由上水槽自上而下流經(jīng)下部8塊水冷卻板的水管中，最后經(jīng)下水槽回水到接受罐。為實現(xiàn)冷卻水從上水槽到接受罐之水的回流，上下水槽之間、下水槽與接受罐之間有管道連接，保證三者上部空間所充氣體壓力達到動態(tài)相等，從而達到水冷齒輪箱的水自動流回接受罐的目的。為保證上水槽不發(fā)生向高爐內(nèi)漏水，上下水槽之間有溢流管，上水槽水位過高，水自動溢流到下水槽。

2.利用現(xiàn)有設(shè)備提高應(yīng)急能力措施

（1）齒輪箱所供冷卻水完全斷水情況下，經(jīng)DN65管路通入齒輪箱內(nèi)的氮氣及同時開啟事故氮氣閥門經(jīng)過DN100管路通入的氮氣量，可以保證齒輪箱至少4h連續(xù)工作，最大可以達到12h。由于齒輪箱的溫度受頂溫的影響，因此氮氣的密封、吹掃、冷卻作用時間會發(fā)生相應(yīng)變化，齒輪箱的有效工作時間會隨之變化，因此處理故障的時間要以齒輪箱的實際溫度曲線為依據(jù)，并保留一定的節(jié)余時間，以便對故障進行快速處理。

（2）提升水泵斷水情況下，為確保齒輪箱水冷系統(tǒng)熱交換和補水順利進行，可以關(guān)閉水冷站內(nèi)的提升泵閥門，采用風(fēng)口高壓管線供水。冬季氣溫低，管路內(nèi)的存水容易凍結(jié)，需要將上部進氣閥門和提升泵站內(nèi)的放水閥門開啟，放凈管道內(nèi)的存水，防止提升泵站至水冷站的管路凍裂。

（3）水冷站循環(huán)泵斷水情況下，為確保齒輪箱水冷系統(tǒng)熱交換的順利進行，開啟補水管道上與齒輪箱水系統(tǒng)的連接閥門，直接補水至上水槽進行水冷卻。由于水向接受罐內(nèi)連續(xù)補充，罐內(nèi)水位持續(xù)升高，在故障排除期間，定期向外排水，但是要防止罐內(nèi)水被排空，均壓氮氣隨之排出，通風(fēng)不良位置要防止氮氣窒息，發(fā)生人身傷亡事故。

三、高爐除鹽（軟）水閉路循環(huán)系統(tǒng)存在缺憾及應(yīng)急措施

1.新1#高爐蒸發(fā)式空冷器存在缺憾

新1#高爐建成投產(chǎn)，蒸發(fā)式空冷器運行狀況一直良好，隨著設(shè)備的運行，光管管束外表面結(jié)垢問題日益凸現(xiàn)，冷卻效果隨之變差，加上爐塵、燒結(jié)灰塵等進入噴淋水中，管束上方的噴淋水管堵塞，噴嘴無法噴下水。加上設(shè)計方面的原因，疏通花費時間長，給設(shè)備維護及管理帶來極大麻煩。北方天氣轉(zhuǎn)冷后，蒸發(fā)式空冷器風(fēng)機上方的水蒸氣彌漫，能見度低，給維修帶來安全隱患。

2.蒸發(fā)式空冷器應(yīng)急措施

（1）用高壓水槍出口的高壓水對管束進行清洗，處理掉附著在管束上面的水垢，恢復(fù)原有的冷卻效果。

（2）增加蒸發(fā)式空冷器臺數(shù)。由于空間位置影響，生產(chǎn)期間無法增加，但可以有效利用現(xiàn)有設(shè)備，來控制高爐循環(huán)水溫。

高爐正常生產(chǎn)狀態(tài)下，除鹽水閉路循環(huán)Ⅱ系統(tǒng)（高爐循環(huán)水）9臺蒸發(fā)式空冷器風(fēng)機和噴淋水泵滿負荷運行，去高爐水溫度基本控制在40～45℃。根據(jù)經(jīng)驗，Ⅰ系統(tǒng)（熱風(fēng)爐循環(huán)水）水溫度一直維持在40℃以下，即使夏季，3臺蒸發(fā)式空冷器僅運行2臺，便可滿足生產(chǎn)需要。考慮把熱風(fēng)爐循環(huán)水系統(tǒng)其中靠近高爐循環(huán)水系統(tǒng)的1臺蒸發(fā)式空冷器，增加閥門及管道，可以隨時切斷任意一水系統(tǒng)的水，冷卻另外一水系統(tǒng)，以互為備用。增加1臺蒸發(fā)式空冷器后，高爐正常生產(chǎn)，溫度控制在35～40℃，即使進入7月后，天氣炎熱，Ⅱ系統(tǒng)高爐循環(huán)水溫度一直有效控制在35～40℃，減少了補充新水量。

3.蒸發(fā)式空冷器改造需要解決的難題

（1）生產(chǎn)運行期間增加管道和閥門。有壓力作用下，在DN600和DN900主管道上增加管道和閥門。先將DN300管道和法蘭在主管道上焊接完畢，閘閥安裝在所焊接的管道上，墊片位置正確，所有螺栓緊固。鉆機在閥門上裝好，密封正常后，開啟閥門到最大位置，保證鉆機在主管道上所開的孔徑最大，轉(zhuǎn)動鉆機，在主管道開孔后，退出鉆頭，關(guān)閉閥門，鉆機拆卸下來即可，其他管道和閥門的連接，可在正常情況下進行。

（2）熱風(fēng)爐水系統(tǒng)減少了水管道管徑，循環(huán)水流量減少，在保證控制溫度的前提下，開啟來水與回水連接閥門，調(diào)節(jié)流量，達到原來供水量。利用高爐大修機會，把管束蒸發(fā)式空冷器更換為板式蒸發(fā)式空冷器，同時在原臺數(shù)基礎(chǔ)上再增加2臺，新更換的板式蒸發(fā)式空冷器，可以不再拆卸風(fēng)機，直接停機后進入風(fēng)機下方，更換噴嘴，對垂直板的孔徑進行清洗，方便了維護，同時維護人員工作量大大減少。

四、高爐、熱風(fēng)爐除鹽（軟）水閉路補水系統(tǒng)存在缺憾及應(yīng)急措施

高爐、熱風(fēng)爐兩個水系統(tǒng)中，原來用2臺補水泵作為一個獨立系統(tǒng)，當(dāng)一個系統(tǒng)的2臺泵同時出現(xiàn)故障時，就不好處理。為此，將兩個系統(tǒng)的4臺水泵并聯(lián)，出口管道中間位置增加連接閥門。正常情況下，連接閥門關(guān)閉。事故狀態(tài)下，假定高爐補水泵出現(xiàn)故障，需要采用熱風(fēng)爐補水泵向高爐氮壓罐內(nèi)補水，確保水位處在上限。首先將去熱風(fēng)爐氮壓罐管路上的閥門關(guān)閉，防止兩系統(tǒng)水串通，然后開啟連接閥門，操作箱上采用手動啟動水泵，補水到氮壓罐水位上限，補水完畢停泵。

故障處理時間受故障前補水時間間隔限制，同時水系統(tǒng)突發(fā)大量漏水，補水頻繁，會極大影響補水時間間隔，氮壓罐內(nèi)水位一般在2m以上，可以大大延長補水時間。如果故障發(fā)生在夜間，由于夜間查找、作業(yè)難度較大，故障排除時間會相對較長，補水泵并聯(lián)會顯得非常必要。

制水過程故障或高爐突發(fā)事故造成大量漏水，除鹽水制水量無法滿足繼續(xù)供水，為確保供水安全，采用工業(yè)新水直接替代除鹽水。故障排除后，在管道的最低點及其他排污點進行排污，同時加藥處理。可在新水管道上直接架設(shè)一條旁通管道直接進入除鹽水箱，以備緊急使用。正常情況下，關(guān)閉旁通管路上的閥門，使用除鹽水，事故狀態(tài)下直接使用新水進行補水。

五、自清洗過濾器工業(yè)凈環(huán)水循環(huán)系統(tǒng)及應(yīng)急措施

自動反沖洗水過濾器罐體內(nèi)的橫隔板將其內(nèi)腔分為濁水腔和清水腔，橫隔板上安裝內(nèi)外兩環(huán)、多根過濾柱（過濾柱為不銹鋼絲的多棱結(jié)構(gòu)，堅固耐用，過濾精度根據(jù)過濾水質(zhì)要求而數(shù)值各不相同）。給水廠凈環(huán)泵站循環(huán)泵送來的凈環(huán)水經(jīng)入口進入濁水腔，又經(jīng)隔板孔進入過濾柱的內(nèi)腔。大于過濾柱縫隙的雜質(zhì)被截留，清水穿過縫隙到達清水腔。所有過濾柱濾過的水在清水腔內(nèi)匯合，由出口輸出。

當(dāng)雜質(zhì)在過濾柱內(nèi)積累到一定厚度時，會使?jié)崴慌c清水腔產(chǎn)生壓力差。隨著雜物增加，將使過濾水量減少，過濾壓差增大。當(dāng)壓差達到一定值時，出水口壓力降低，接在進出水管之間的壓差計開始工作，發(fā)出命令，使電動裝置轉(zhuǎn)動工作，同時，排污閥門延遲一段時間后自動開啟，當(dāng)排污吸盤轉(zhuǎn)至濾柱入水口下方，過濾后的壓力水以過濾時的反方向沖刷濾柱空隙，將阻掛在濾孔入口處的雜物經(jīng)排污吸盤及排污管，排到罐體外的污水井內(nèi)。這樣依次對濾柱進行清洗，過濾過程卻不中斷，直至完成各個濾柱的排污動作，雜質(zhì)沖洗干凈后，排污閥門自動關(guān)閉。

過濾柱內(nèi)雜物淤積時且在內(nèi)外環(huán)自動逐根排污失效的情況下，先將其中一臺自動反沖洗水過濾器入口的電動閥門緩慢關(guān)閉，同時注意觀察自動反沖洗水過濾器前后壓力表數(shù)值的變化，如果數(shù)值變化不大，仍能滿足生產(chǎn)需要，不影響正常供水，可以關(guān)閉該自動反沖洗水過濾器出口閥門，檢修自動反沖洗水過濾器。如果不能滿足生產(chǎn)需要，就不能關(guān)閉前后閥門進行檢修。改換另外一臺自動反沖洗水過濾器進行試驗，決定是否關(guān)閉閥門進行檢修。關(guān)閉入口閥門后，把罐體底部手動排污閥門打開，出口閥門連續(xù)進行開關(guān)幾次，利用水的沖擊，把過濾柱內(nèi)雜物沖洗下來，從罐體底部排污管道排出，直到壓差滿足生產(chǎn)需要，然后采用相同方法對另外一臺進行沖擊式清洗，直到滿足生產(chǎn)需要。采用此方法，可全部清洗或除了排污吸盤正好對著的兩根過濾柱外的其他全部清洗，但此時不能連續(xù)供水。