高爐循環(huán)水系統(tǒng)工藝

1、高爐循環(huán)水系統(tǒng)工藝,趙俊強(qiáng) 水處理作業(yè)區(qū),目 錄,一、前言 二、高爐水系統(tǒng)人員機(jī)構(gòu) 三、高爐密閉循環(huán)水系統(tǒng) 四、高爐凈循環(huán)水系統(tǒng) 五、高爐直流水系統(tǒng) 六、鼓風(fēng)機(jī)站凈循環(huán)水系統(tǒng),一、前 言,煉鐵給水系統(tǒng)主要用于：高爐、熱風(fēng)爐冷卻；鼓風(fēng)機(jī)站用水；爐渣的?；透稍膰娝取Ｋ谑褂眠^(guò)程中，一部分水僅被加熱，另一部分水不僅被加熱而且被污染。未被污染的熱廢水，經(jīng)冷卻后循環(huán)使用。被污染的廢水，經(jīng)適當(dāng)處理后循環(huán)使用，或供其他用戶繼續(xù)使用。 煉鐵系統(tǒng)對(duì)連續(xù)給水的要求十分嚴(yán)格，一旦中斷用水，不但會(huì)引起停產(chǎn)造成損失，使連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)失調(diào)，而且還可能會(huì)使某些受冷卻水保護(hù)的設(shè)備被燒壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成重大事故。因此，除必

2、須做到連續(xù)供水外，對(duì)中斷給水會(huì)造成設(shè)備毀壞的用戶，還要采取特殊的安全供水措施。 煉鐵給水系統(tǒng)主要采用循環(huán)給水，并盡可能提高循環(huán)利率。,煉鐵水系統(tǒng),根據(jù)高爐工藝對(duì)水的水壓、水溫、水質(zhì)的不同要求，水處理系統(tǒng)設(shè)施主要系統(tǒng)有： 聯(lián)合除鹽水密閉循環(huán)系統(tǒng) 高爐凈循環(huán)系統(tǒng) 高爐直流水供水系統(tǒng) 鼓風(fēng)機(jī)站凈循環(huán)系統(tǒng) 渣處理系統(tǒng) 鑄鐵機(jī)濁循環(huán)系統(tǒng),二、高爐水系統(tǒng)人員機(jī)構(gòu),高爐循環(huán)水系統(tǒng)：值班工長(zhǎng)1人,高爐循環(huán)水系統(tǒng)：崗位員工12人,高爐循環(huán)水系統(tǒng)：崗位外協(xié)4人,三、高爐密閉循環(huán)水系統(tǒng),高爐本體采用除鹽水聯(lián)合閉路循環(huán)冷卻，用戶主要有: 高爐冷卻壁、爐底、風(fēng)口（小套、中套）、直吹管、熱風(fēng)閥等。 總循環(huán)水量為 3500

3、 m3/h ，供水溫度為 40 ，系統(tǒng)溫升12 ，循環(huán)率為 99.95 ，軟水補(bǔ)充水量1.75m3/h ，最大補(bǔ)水能力為100 m3/h 。 為了保護(hù)高爐生產(chǎn)設(shè)備的安全，凡不得斷水的部位均設(shè)有安全供水措施 。,密閉循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：,可靠性高，因采用除鹽水強(qiáng)制循環(huán)，可以承受熱流密度大幅度波動(dòng)，無(wú)結(jié)垢、無(wú)腐蝕、壽命長(zhǎng)，爐役末期冷卻器損壞率較小。 耗水耗能小，無(wú)蒸發(fā)，耗水量?jī)H為循環(huán)水量的0.11%。 供排水系統(tǒng)簡(jiǎn)化，投資少，占地少。,1、工藝簡(jiǎn)介,高爐聯(lián)合軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)包括: 高爐冷卻壁主供水泵組，高爐風(fēng)口小套高壓供水泵組，高爐風(fēng)口中套及熱風(fēng)閥中壓供水泵組，布置在主循環(huán)泵房。 主供水泵組將冷卻后的

4、除鹽水送至冷卻壁供水環(huán)管，一部份水冷卻冷卻壁直冷管，一部分水先經(jīng)過(guò)爐底再冷卻冷卻壁蛇行管，兩部份回水進(jìn)入冷卻壁回水集管；回水中的一部分經(jīng)高壓增壓泵組加壓供風(fēng)口小套冷卻，一部分經(jīng)中壓增壓泵組加壓供風(fēng)口中套、熱風(fēng)閥及直吹管等冷卻，其余回水采用采用旁通，三部分回水均進(jìn)入脫氣罐脫氣后，利用余壓再經(jīng)回水總管進(jìn)入蒸發(fā)空冷器 ，經(jīng)冷卻后循環(huán)使用,2、除鹽水密閉系統(tǒng)工藝流程,爐底,高爐冷卻壁,蛇形管,1#小套高壓泵,2#小套高壓泵,1#中套增壓泵,2#中套增壓泵,風(fēng)口小套,熱風(fēng)閥 直吹管 風(fēng)口中套,脫氣罐,穩(wěn)壓罐,HH,LL,1#主供水泵,3#主供水泵,2#主供水泵,柴油機(jī)供水泵,蒸發(fā)空冷器,1#補(bǔ)水泵,2#

5、補(bǔ)水泵,柴油機(jī)補(bǔ)水泵,除鹽水補(bǔ)水池,除鹽水外管網(wǎng),殺菌、滅藻劑,緩蝕、阻垢劑,DN800,DN800,DN500,DN700,DN500,DN800,DN800,生產(chǎn)消防水,（2格）,DN700,DN600,DN500,DN450,DN450,DN400,DN450,DN400,DN450,DN400,DN150,DN150,DN200,DN100,DN250,DN400,DN25,DN25,3500m3/h,2900m3/h,600m3/h,2060m3/h,910m3/h,1150m3/h,最?。?.75m3/h,最大：17.5m3/h,DN600,除鹽水密閉系統(tǒng)注水流程,除鹽水密閉系統(tǒng)正

6、常循環(huán)流程,1#主供水泵,2#主供水泵,1#中套增壓泵,1#小套高壓泵,1#補(bǔ)水泵,高壓泵組出現(xiàn)故障時(shí)的流程,爐底,高爐冷卻壁,蛇形管,1#小套高壓泵,2#小套高壓泵,1#中套增壓泵,2#中套增壓泵,風(fēng)口小套,熱風(fēng)閥 直吹管 風(fēng)口中套,脫氣罐,穩(wěn)壓罐,HH,LL,1#主供水泵,3#主供水泵,2#主供水泵,柴油機(jī)供水泵,蒸發(fā)空冷器,1#補(bǔ)水泵,2#補(bǔ)水泵,柴油機(jī)補(bǔ)水泵,除鹽水補(bǔ)水池,除鹽水外管網(wǎng),殺菌、滅藻劑,緩蝕、阻垢劑,DN800,DN800,DN500,DN700,DN500,DN800,DN800,生產(chǎn)消防水,（2格）,DN700,DN600,DN500,DN450,DN450,DN40

7、0,DN450,DN400,DN450,DN400,DN150,DN150,DN200,DN100,DN250,DN400,DN25,DN25,3500m3/h,2900m3/h,600m3/h,2060m3/h,910m3/h,1150m3/h,最小：1.75m3/h,最大：17.5m3/h,DN600,1#主供水泵,1#中套增壓泵,2#中套增壓泵,2#主供水泵,增壓泵組出現(xiàn)故障時(shí)的流程,1#小套高壓泵,2#小套高壓泵,全停電事故,柴油機(jī)供水泵,全停電且事故柴油機(jī)故障,脫氣罐的作用：,脫氣罐的功能主要是使氣水分離。,脫氣罐的原理：,當(dāng)回水進(jìn)入脫氣罐后，由于脫氣罐的過(guò)水?dāng)嗝娣e較大，降低了水流速

8、，使氣體從水流中浮升到脫氣罐頂部。水在管內(nèi)流速一般為12.5m/s，擴(kuò)大斷面使水流速為0.10.2m/s即可溢出氣體。脫氣罐設(shè)置在系統(tǒng)的最高處。,3、用戶設(shè)備介紹,主要是利用水具有熱脹冷縮的特性。 總?cè)莘e由三部分組成： 1、膨脹管水容積V 2、安全水容積（V的 2030%） 3、氮?dú)馊莘eVn,膨脹罐：,吸收系統(tǒng)因水溫升高而引起的體積膨脹。 充氮?dú)猓€(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力，提高冷卻水的欠熱度。 系統(tǒng)泄漏（法蘭、閥門(mén)、管道漏水），罐內(nèi)液體、氣體容積變化。 對(duì)系統(tǒng)水位進(jìn)行監(jiān)控，水位信號(hào)與補(bǔ)水泵聯(lián)鎖。 排氣作用。,膨脹罐的作用：,膨脹罐的位置：,膨脹罐可布置在系統(tǒng)的任何部位。,4、泵站主要設(shè)備,主供水泵

9、3臺(tái) Q2020m3/hH59m500kw 主供水柴油機(jī)泵 1臺(tái) Q2020m3/hH59m508kw 軟水補(bǔ)水泵 2臺(tái) Q100m3/hH80m37kw 補(bǔ)水柴油機(jī)泵 1臺(tái) Q100m3/hH80m50kw 風(fēng)口小套增壓泵 2臺(tái) Q1098m3/hH112m560kw 風(fēng)口中套增壓泵 2臺(tái) Q1170m3/hH65m280 kw 蒸發(fā)空氣冷卻器 9臺(tái) Q500m3/h T進(jìn)52 T出39,ZLP93型蒸發(fā)空氣冷卻器,具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效率高、投資費(fèi)用省、操作費(fèi)用低、安裝、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn) 主要特點(diǎn)：空冷加水冷 利用管外水膜的蒸發(fā)強(qiáng)化管內(nèi)外的傳熱將冷卻塔和板式換熱器（列管式水冷器）合為一體，采用

10、光管做傳熱管，另一方面由于蒸發(fā),空冷采用光管，空氣阻力減小，所需的風(fēng)量也小，水的蒸發(fā)耗量較低。,設(shè)備材質(zhì)說(shuō)明: 換 熱 管為不銹鋼玻節(jié)管；噴水管為不銹鋼；噴頭為ABS材料；水箱為普通鋼板內(nèi)襯玻璃鋼防腐處理；百葉窗為PVC材質(zhì)；構(gòu)架為鋼結(jié)構(gòu)。,工作過(guò)程：用泵將設(shè)備下部水池中的循環(huán)冷卻水輸送到位于水平放置的管束上方的噴淋水分配 器，由分配器將冷卻水向下噴淋到傳熱管表面，使管外表面形成連續(xù)均勻的薄水膜；同時(shí)風(fēng)機(jī)將空氣從設(shè)備下部空氣吸入,窗口吸入，使空氣自下向上流動(dòng)，橫掠水平放置的管束。此時(shí)傳熱管的管外換熱除依靠水膜與空氣流間的顯熱傳遞外，管外表面水膜的迅速蒸發(fā)吸收了大量的熱量，強(qiáng)化管外傳熱。從而達(dá)到

11、很好的冷卻效果。,管外表面水膜的蒸發(fā)大大地強(qiáng)化了管外傳熱，使設(shè)備總體傳熱效率明顯提高。 風(fēng)機(jī)向上抽吸空氣，加速管外表面水膜的蒸發(fā)，有利于強(qiáng)化管外傳熱，空氣、水走管外，空氣由下向上流動(dòng)，噴淋水則由上往下流動(dòng)，水、空氣與工藝介質(zhì)為交叉錯(cuò)流，水與空氣為逆流。這樣一來(lái)從流程布置上也強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過(guò)程。,防凍措施: 1.換熱器管束向后傾斜以排凈積水。 2.前后管箱底板設(shè)置了排水閥，設(shè)備停運(yùn)后，關(guān)閉進(jìn)水閥，打開(kāi)排水閥，約5分鐘可將管束里水排出。 3.水箱底部有一定的坡度，利于排污、排水。,5、安全供水措施,循環(huán)水泵采用二路獨(dú)立電源。 電氣、儀表、計(jì)算機(jī)重要控制設(shè)備采用不間斷UPS供電（維持30min） 。

12、 軟水密閉及工業(yè)凈化水泵組均設(shè)置備用泵，自動(dòng)切換。 風(fēng)口設(shè)置事故水處理系統(tǒng)。 除鹽水密閉系統(tǒng)設(shè)置主供水和補(bǔ)水事故柴油機(jī)泵組（10s內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)），同時(shí)還有一路生產(chǎn)消防水管網(wǎng)供給。 高爐自身帶有汽化冷卻（維持30min）。,汽化工作原理,汽化冷卻是依靠回水管和送水管內(nèi)工質(zhì)（水和汽水混合物）的重度差形成的。事故狀態(tài)下，爐底、爐壁冷卻水受熱后，其中一部分水變成蒸汽，于是在送水管路中充滿著汽水混合物，工質(zhì)的平均重度減??；而在不受熱的回水管中工質(zhì)任是水，其重度較大。因此在送水管和回水管中產(chǎn)生了不平衡的壓力，促使工質(zhì)能夠克服阻力，形成從高壓側(cè)向低壓側(cè)流動(dòng)。也就是送水管中的汽水混合物向上流入脫氣罐內(nèi)進(jìn)行脫氣，

13、脫氣后的水繼續(xù)流入回水管中循環(huán)。,汽 化 冷 卻 原 理,6、密閉系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集,7、密閉系統(tǒng)水質(zhì)管理指標(biāo),8、密閉系統(tǒng)水質(zhì)處理重點(diǎn)和難點(diǎn),1.由于密閉循環(huán)水之補(bǔ)充水為除鹽水，本身腐蝕性高，且冷卻設(shè)備均為高溫狀態(tài)，針對(duì)高溫腐蝕及表面沉積考量，選用銅緩蝕劑及亞硝酸鹽復(fù)合配方，對(duì)高溫容忍度高同時(shí)要注意冷卻系統(tǒng)在冬天停用時(shí)的系統(tǒng)管路的防腐、結(jié)垢和水質(zhì)穩(wěn)定處理。 2.針對(duì)蒸發(fā)空冷器多銅材質(zhì)金屬配以銅腐蝕抑制劑，防止腐蝕產(chǎn)生。 3.微生物控制方面，經(jīng)長(zhǎng)期測(cè)試以快速及長(zhǎng)效兩種，非氧化型殺菌劑間替使用，可維持良好之亞硝酸鹽控制及殺菌效果。,四、高爐凈循環(huán)水系統(tǒng),除塵設(shè)備、空調(diào)、爐頂、液壓站、蒸發(fā)空冷器噴淋等

14、系統(tǒng)設(shè)備的冷卻用水等均采用凈循環(huán)水系統(tǒng)供水 。 凈循環(huán)水系統(tǒng)包含的泵組以下4個(gè)：綜合泵組，爐頂供水泵組 ，蒸發(fā)空冷器噴淋泵組、旁濾泵組。 凈循環(huán)水系統(tǒng)總循環(huán)水量為1650m3/h ，循環(huán)率97.75%，供水溫度為33 ，回水溫度43 ，送水SS 10 mg/l ，補(bǔ)充水量為67m3/h 。 盤(pán)片式過(guò)濾器反洗水進(jìn)入反洗水池，由排水泵排至高爐渣處理處理系統(tǒng)，作為補(bǔ)充水 。,1、工藝簡(jiǎn)介,循環(huán)冷卻水經(jīng)各用戶使用（間接式），升溫后的回水利用余壓經(jīng)回水管直接上冷卻塔，冷卻后流入吸水池，再由各泵組加壓送至各用戶循環(huán)使用。 噴淋泵組供蒸發(fā)空冷器降溫后，直接回到噴淋水井，循環(huán)使用。 為保持凈循環(huán)水水質(zhì)，設(shè)旁通

15、過(guò)濾器一臺(tái)，10%的總用水量經(jīng)過(guò)濾器送水泵送入旁通過(guò)濾器處理，出水回到凈環(huán)吸水井。 為了穩(wěn)定水質(zhì)防止管道產(chǎn)生污垢、腐蝕、菌藻繁殖，系統(tǒng)設(shè)緩蝕阻垢劑、殺菌滅藻劑投加裝置。,2、工藝流程,凈循環(huán)水池,噴淋水池,1#綜合泵,噴煤、除塵風(fēng)機(jī)、空調(diào)、液壓站、助燃風(fēng)機(jī)、煤粉噴吹空壓站、布袋干法除塵,冷卻塔（2座）,1#爐頂泵,無(wú)料鐘爐頂,2#綜合泵,2#爐頂泵,1#旁濾泵,盤(pán)片式過(guò)濾器（1臺(tái)）,2#旁濾泵,反洗水調(diào)節(jié)池,1#噴淋泵,2#旁濾泵,3#噴淋泵,4#噴淋泵,蒸發(fā)空冷器（9臺(tái)）,渣處理系統(tǒng),溢流,排污,噴淋回水,調(diào)節(jié)閥,生產(chǎn)消防水,DN250,DN350,DN300,DN150,DN100,DN3

16、00,DN250,DN250,DN250,DN350,DN300,DN200,DN80,DN200,DN300,DN300,DN100,DN100,DN250,DN250,排污,DN400,7.39m3/h,蒸發(fā)損失6.7m3/h,風(fēng)吹損失1.34m3/h,DN100,最大：1260m3/h,DN50,DN50,殺菌、滅藻劑,緩蝕、阻垢劑,殺菌、滅藻劑,緩蝕、阻垢劑,3、主要設(shè)備,綜合水泵 2臺(tái) Q432m3/hH70m132 kw 爐頂高壓供水泵 2臺(tái) Q50m3/hH108m30kw 過(guò)濾器供水反洗泵 2臺(tái) Q280m3/hH26m132 kw 噴淋水泵 4臺(tái) Q381m3/hH37m55

17、kw 玻璃鋼冷卻塔 3臺(tái) Q=300m3/h T進(jìn)42 T出32 盤(pán)片式過(guò)濾器 1臺(tái) Q=230m3/h SS進(jìn)50mg/L SS 出5mg/L,玻璃鋼冷卻塔,具有耐腐蝕、強(qiáng)度高、重量輕、體積小、占地少、美觀耐用，運(yùn)輸、安裝和維修都較方便特點(diǎn)。 采用逆流式熱交換技術(shù)，填料采用優(yōu)質(zhì)的改性聚氯乙烯波片，以擴(kuò)散淋水面積；通過(guò)布水裝置，實(shí)現(xiàn)均勻布水，增強(qiáng)冷卻效果，進(jìn)風(fēng)裝置采用玻璃鋼百葉片，減少飄水，氣流阻力小 。,工作過(guò)程：凈環(huán)回水回到冷卻塔上部的噴淋布水器布在塔內(nèi)的填充層上，被空氣冷卻后重力下落至位于下部的集水池內(nèi)，冷卻塔頂部的通風(fēng)機(jī)使外部空氣以一定流速自下而上通過(guò)填料層，加強(qiáng)冷卻效果。,4、凈環(huán)系

18、統(tǒng)和直流系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集,6、凈循環(huán)系統(tǒng)水質(zhì)管理指標(biāo),7、凈環(huán)水處理重點(diǎn)和難點(diǎn),水中溶氧、溶固濃度隨水的蒸發(fā)而提高，引起系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢 。 用戶系統(tǒng)材質(zhì)腐蝕，CaCO3、Ca3(PO4)2等垢體生成，生物粘泥影響傳熱 。,五、高爐直流水系統(tǒng),本系統(tǒng)提供生產(chǎn)直流間斷用水。主要用戶：風(fēng)口小套事故供水、爐喉灑水、出鐵場(chǎng)沖洗、高爐后期爐殼噴水等，最大供水量為 650m3/h 。,從直流供水循環(huán)水池內(nèi)取水，經(jīng)泵加壓后送至用戶，一部分廢水收集自流到直流水循環(huán)水池，一部分無(wú)法收集排至渣處理系統(tǒng)作為補(bǔ)充水。,工藝簡(jiǎn)介,1#直流水泵,直流水池,1#直流水泵,風(fēng)口小套事故用水 爐喉灑水 出鐵廠沖洗 爐殼噴水,渣處理系

19、統(tǒng),113m3/h,237m3/h,DN400,DN300,DN300,DN250,DN350,工藝流程：,直流水泵 2臺(tái) Q=0-350m3/hH95m110 kw (2臺(tái)都為變頻電機(jī)）,直流水系統(tǒng): 直流水泵出水總管壓力、流量測(cè)量 直流水泵出水支管壓力、流量監(jiān)視 直流水池液位測(cè)量,主要設(shè)備：,數(shù)據(jù)采集：,六、鼓風(fēng)機(jī)站凈循環(huán)水系統(tǒng),高爐鼓風(fēng)機(jī)水處理系統(tǒng)主要用戶為鼓風(fēng)站凝汽器冷卻、TRT、鐵前空壓站等設(shè)備間接冷卻水。 高爐鼓風(fēng)機(jī)站凈循環(huán)水系統(tǒng)一期2座高爐配套一座循環(huán)水處理泵房，3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)（2臺(tái)蒸汽、1臺(tái)電動(dòng)）和2臺(tái)發(fā)電機(jī)，循環(huán)水總設(shè)計(jì)處理能37168m3/h ，回水溫度48 ，出水溫度33 ，循環(huán)率97.75%，系統(tǒng)補(bǔ)水量836.28m3/h 。 旁濾反洗水外排作為渣處理水系統(tǒng)的補(bǔ)充水（目前沒(méi)定） 。