永昌鋼鐵80萬噸棒材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80萬噸棒材工程循環水處理各系統設計參數及工藝流程，設計需要遵循的相關規程規范及需要注意的各類技術問題。本工程已于2012年6月順利投產，設計和工程實施相結合，對于鋼鐵行業80萬噸棒材工程的循環水處理系統設計及相關注意事項具有較大的借鑒意義及參考價值。

關鍵詞：軋鋼 棒材 凈循環 濁循環 循環水處理

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0045-01

云南永昌鋼鐵有限公司80萬噸棒材工程循環水系統包括生產給水系統、凈循環水系統、加熱爐凈循環水系統及軟水系統、穿水冷卻水系統、濁循環水系統、鐵皮溝沖渣水系統等。主要構筑物包括循環水池及泵房、旋流沉淀池、水處理間等。

1 生產給水系統

生產給水系統是為滿足生產用水所設置，包括洗手拖把池等。管徑為DN50。

2 凈循環水系統及加熱爐凈循環水系統

凈循環水系統為軋線主輔電機、液壓站、潤滑站、輥道軸承、齒輪箱、監測儀器等的冷卻所設置，水量合計883 m3/h，主管徑DN400，在水泵房設置凈循環水泵兩臺，一用一備，Q=920 m3/h，H=55 m。管道出口設Q=1000 m3/h自清洗過濾器一臺。加熱爐凈循環水系統為加熱爐系統各設備的冷卻所設置，水量合計120 m3/h，主管徑DN150，在水泵房設置加熱爐凈循環水泵兩臺，一用一備，Q=120 m3/h，H=55 m。另為滿足事故狀態的供水，在水泵房設置事故柴油機泵一臺，Q=60 m3/h，H=55 m。管道出口設Q=150 m3/h自清洗過濾器一臺。以上兩路凈循環回水在冷卻塔之前匯合，有壓上冷卻塔，循環水經風冷熱量交換后流至凈循環水池，供用戶循環使用。

3 加熱爐軟水系統

加熱爐軟水系統為加熱爐系統汽化冷卻汽包用水所設置。軟水在軟水間制備，設置一套Q=30 m3/h軟水處理裝置，其包括預處理過濾器及軟水器等設備，水量25 m3/h，主管徑DN100，設置軟水供水泵兩臺，一用一備，Q=25 m3/h，H=30 m。

4 穿水冷卻水系統、濁循環水系統及沖渣水系統

穿水冷卻水系統為穿水直接冷卻用水所設置。水量合計800 m3/h，主管徑DN400，在水泵房設置穿水冷卻水泵兩臺，一用一備，Q=800 m3/h，H=55 m。管道出口設Q=1000 m3/h自清洗過濾器一臺。在穿水冷卻系統中有加壓泵使得穿水冷卻的壓力得到進一步提升，滿足穿水冷卻系統的需要。穿水冷卻水還有另一種做法，即從水泵房供出的就是高壓水，這需要根據穿水冷卻設備的需求而定。

濁循環水系統為溫控冷卻、高壓水除磷、軋輥、軋機機列、導位、活套等的直接冷卻所設置。水量合計902 m3/h，主管徑DN400，在水泵房設置濁循環水泵兩臺，一用一備，Q=950 m3/h，H=55 m。管道出口設Q=1000 m3/h自清洗過濾器一臺。

沖渣水系統為沖鐵皮溝內氧化鐵皮所設置。水量合計250 m3/h，主管徑DN250，在旋流沉淀池泵房設置沖渣水泵兩臺，一用一備，Q=250 m3/h，H=55 m。沖渣點為鐵皮溝左右側支溝端頭及交匯處。

以上三種濁循環水在鐵皮溝混合后流入旋流沉淀池沉淀，用抓斗將鋼渣從旋流池中間圓筒抓出，一部分水用泵提升沖氧化鐵皮；另一部分用泵提升送稀土磁盤凈化設備，經處理后經濁環調節池至濁循環水熱水池，用濁循環水上塔泵送至冷卻塔冷卻后再回到濁循環冷水池，供用戶循環使用。

5 鐵皮溝及旋流沉淀池

鐵皮溝由左右側支溝和主溝組成。左側支溝主要供粗軋區中軋區濁循環水排放。右側支溝主要供精軋區及穿水冷卻濁循環水排放。主溝匯集左右側支溝的濁循環水。左右側支溝匯合處為三岔口圓弧異形溝便于導流。支溝及主溝前部分為開口結構，后部分為全封閉隧道與地下旋流沉淀池聯通，濁循環水通過主溝流入旋流沉淀池。旋流沉淀池根據水質，水量，表面負荷等參數進行設計。

鐵皮溝底以鑄石板進行砌筑，主要用輝綠巖或頁巖鑄石。設計鐵皮溝時先確定鐵皮溝的坡度，不應小于3.5%，沖渣斷面流槽采用圓底梯形斷面，根據濁循環水量初步確定流槽設計總高，設計水深，底面圓弧半徑，查詢相關給排水手冊確定該斷面在沖渣溝內的流速流量是否能滿足實際水量的需要。鑄石板廠家也應提供詳細的參數。

6 管網敷設

循環水管網分為室內管網和室外管網。在室外，循環水泵房離棒材車間距離不應太遠，考慮到檢修方便采用管道架空而不選擇管道埋地，各類管道可采用管道共架形式，布置上滿足標準規范。

循環水室內管網主管道在平臺下方梁柱間穿行，也盡量采取共架形式，注意不要與梁柱或其他專業管道電纜橋架相碰。

濁循環水主管道應分出粗軋、中軋、精軋三部分支管，因主軋線會出現堆鋼的情況需要人為及時處理，所以此時需要在三支管上設置電動蝶閥迅速切斷水源，管網壓力會瞬間升高，主管系統需要設置超壓釋放閥來調整系統的壓力，或通過水泵的變頻來減少濁循環水流量。在平臺下地面應圍繞軋機基礎做相應排水溝道，因系統正常運行中會有少量的濁環水漏到地面。

7 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。凈循環水為間冷開式系統循環冷卻水系統，補充水量按2%進行考慮，其水質滿足規范表3.1.8的要求，其濃縮倍率不小于3。濁循環水為直冷系統循環冷卻水系統，補充水量按5%進行考慮，其水質滿足規范表3.1.10的要求，其濃縮倍率不小于3。根據原水水質和目標水質要求確定補充水處理技術方案，可綜合采用生化、石灰、混凝、沉淀、過濾、消毒、超濾、離子交換、反滲透等處理工藝。如原水的BOD及COD含量較高，可采用生物濾池及膜生物反應器（MBR）進行預處理。如原水為高硬度，高堿度水質，宜采用石灰或弱酸樹脂軟化等處理辦法。如原水所含陰離子（如CL-或SO42-）比較多，可進一步采取離子交換或反滲透的處理辦法。具體流程可進行組合，以提高循環冷卻水的濃縮倍率。

8 循環水管道沖洗試壓及清洗預膜處理

循環水管道沖洗試壓按《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》相關規范進行。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。為了工藝的順利完成，可能需要增加臨時管道，完成后需要拆除。

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。

9 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。

參考文獻

[1]工業循環冷卻水處理設計規范[S].GB50050-2007.

[2]建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范[S].GB50242-2002.