永昌鋼鐵1080 m³高爐循環水處理系統設計概述

摘 要：本文簡要描述了我院總承包的云南永昌鋼鐵有限公司1080 m3高爐煉鐵工程循環水處理各系統設計參數及工藝流程，對于類似系統設計具有較大的借鑒參考價值。

關鍵詞：高爐 煉鐵 凈循環 軟水密閉 循環水處理

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（a）-0070-01

云南永昌鋼鐵有限公司1080 m3高爐煉鐵工程循環水系統包括軟水密閉循環水系統、凈循環水系統、補水系統等。主要構筑物包括循環水池及泵房、軟水間等。

1 高爐軟水密閉循環水系統

高爐軟水密閉循環水系統為高爐本體系統冷卻壁、爐底及熱風爐本體系統熱風閥、倒流休風閥、混風切斷閥等設備的間接冷卻水所設置。

1.1 工藝流程

用高爐軟水泵將循環水從循環水泵房送出，經外網將其送至高爐區域后分成兩路，一路送高爐冷卻壁中的直冷管。另一路經高爐爐底冷卻和爐體冷卻壁中的蛇形管后，再送回水泵房，由熱風爐軟水泵進行二次加壓，送至熱風爐為熱風閥等設備進行換熱，之后再送至高爐與冷卻壁直冷管匯合后送至爐頂，然后回到水泵房經蒸發式空冷器冷卻后循環使用。在回水系統中爐頂平臺設有脫氣罐、膨脹罐，保證系統水壓穩定。

該系統軟水密閉循環水量2500 m3/h，其中冷卻壁直冷水約2000 m3/h，爐底及冷卻壁蛇形管約500 m3/h，熱風爐軟水約500 m3/h。

在水泵房內設置高爐軟水泵三臺，兩用一備，Q=1400 m3/h，H=59 m。另為滿足事故狀態的供水，在水泵房設置軟水系統事故柴油機泵一臺，Q=1650 m3/h，H=59 m。此泵組出口設置自清洗過濾器一臺。設置熱風爐軟水泵進行二次加壓，一用一備，Q=540 m3/h，H=65 m。熱風爐軟水泵出水管和高爐軟水泵出水管用閥門連接。

1.2 水膜式空冷器

在水泵房頂部設置水膜式空冷器六臺。單臺空冷器流量Q=500 m3/h，六臺并聯，能將系統52 ℃的軟水經過空冷熱交換降溫到38 ℃。閉式空冷循環冷卻系統以空冷器為核心設備，用軟水代替傳統工業循環水。軟水吸收工藝裝置熱量后，通過空冷器冷卻，降溫后再到工藝裝置中進行換熱，如此在系統中密閉循環?？绽淦鹘Y構從上到下依次為風機系統、管束系統、水箱系統、噴淋系統。

在氣溫低的時候，開啟風機系統，將空氣從百葉窗吸入，使空氣從管束下面向上通過管束，利用冷空氣即可帶走管內介質的熱量。在氣溫高的夏天，開啟風機系統的同時開啟噴淋系統，從水箱系統中由噴淋循環泵吸水到管束系統的上方向下噴淋水，在管外表面形成薄水膜。空氣在風機的作用下從管束下方向上掠過管束。管外表面水膜迅速的蒸發，從而大大的強化了管外傳熱，達到了冷卻管內軟水的目的。

1.3 高爐爐頂脫氣罐、膨脹罐系統

在高爐爐頂設置脫氣罐、膨脹罐。脫氣罐的功能是將軟水中的各種氣體從軟水密閉系統中脫除，氣體通過頂部自動排氣閥排放。膨脹罐容積為10 m3。膨脹罐液位與軟水間軟水補充水泵連鎖，當到低液位時，水泵自動補水到正常液位。膨脹罐通過氮氣壓力調節閥配合溢流排氣電動閥和排污電動閥，控制膨脹罐壓力穩定保持在0.1 MPa，以提高冷卻介質的欠熱度和系統設備的抗氧化能力。

2 凈循環水系統

高爐凈循環水系統分為高壓凈循環水系統、中壓凈循環水系統和低壓凈循環水系統。凈循環水總量約為2000 m3/h。

2.1 高壓凈循環水系統

高壓凈循環水系統主要為高爐本體系統風口小套和渣口小套等設備的間接冷卻水所設置。水量約為700 m3/h。在水泵房內設置高壓循環水泵兩臺，一用一備，Q=730 m3/h，H=140 m。另為滿足事故狀態的供水，在水泵房設置循環水系統事故柴油機泵一臺，Q=660 m3/h，H=140 m。管道出口設Q=800 m3/h自清洗過濾器一臺。

2.2 中壓凈循環水系統

中壓凈循環水系統主要為高爐本體系統風口中套、渣口中套、風口直吹管、無料鐘齒輪箱和爐喉噴水等設備的間接冷卻水所設置。水量約為650 m3/h。在水泵房內設置中壓循環水泵兩臺，一用一備，Q=670 m3/h，H=91 m。管道出口設Q=800 m3/h自清洗過濾器一臺。

2.3 低壓凈循環水系統

低壓凈循環水系統主要為鼓風機站、空壓站、熱風爐液壓站、熱風爐助燃風機、礦槽除塵及出鐵場除塵電機等設備的間接冷卻水所設置。水量約為600 m3/h。在水泵房內設置低壓循環水泵兩臺，一用一備，Q=630 m3/h，H=52 m。管道出口設Q=800 m3/h自清洗過濾器一臺。

2.4 熱水回水及上塔冷卻系統

高、中壓凈循環水管出水泵房后經室外管網到高爐本體，循環水與工藝設備換熱后流入風口平臺的四個回水水箱中進行匯合，流入同一個回水主管，回水至凈循環熱水池。低壓凈循環水管出水泵房后經室外管網到各個用水點進行換熱，回水至凈循環熱水池。

在水泵房內設置熱水上塔泵三臺，兩用一備，Q=1300 m3/h，H=23 m。從凈循環熱水池把水輸送至凈循環冷水池上的四臺機械通風逆流式玻璃鋼冷卻塔，設計水量Q=700 m3/h，進水溫度45 ℃，出水溫度35 ℃。經過冷卻后，流入凈循環冷水池，供系統循環使用。

3 循環水補充水處理

循環水補充水系統應參照《工業循環冷卻水處理設計規范》設計。

軟水密閉循環水為閉式循環冷卻水系統，補充水量按0.1%進行考慮，補充設計流量為循環水量的0.5%～1%，其水質滿足規范表3.1.9的要求，其濃縮倍率根據補充水水質確定。因原水水質較好，凈循環水補充水直接采用工業水，如水質波動太大，應增加相關的水處理設備。

軟水補充水系統用來補充密閉系統損失的水量，制備能力30 m3/h，配置原水自動過濾器1套，自動軟水制備裝置1套（2罐），全自動軟水器采用二套多路閥及二罐配置系統，自動完成工作與再生的全部運行操作。軟水存放于軟水箱中，設置軟水補水泵兩臺，一用一備，Q=30 m3/h，H=66 m。

4 循環水管道沖洗試壓及清洗預膜處理

管道沖洗試壓按《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》進行。清洗和預膜程序按照人工清掃、水清洗、化學清洗、預膜處理順序進行。因軟水密閉系統的特殊性，清洗預膜時，需要借助凈循環水池，在施工圖中要體現實施方案，需增加臨時管道，完成后拆除。

人工清洗和水清洗為物理清洗，主要除去管道中的泥石焊渣等。化學清洗是在系統中添加化學藥劑，除去系統中殘留的油污、浮銹、泥沙等物質，為預膜創造良好的金屬表面。預膜處理是在溶液中添加緩蝕劑，使金屬表面迅速形成一層均勻的保護膜，使腐蝕反應停止或減緩。

5 循環水運行加藥處理

系統運行時，根據循環水水質情況，投加適量的緩釋阻垢劑及殺菌滅藻劑，確保減少系統的結垢和腐蝕，保證系統的換熱效果，增加系統的使用壽命。