萬東明，胡子秋，鄭志勝
（河南安陽鋼鐵集團有限公司，河南安陽 455004）

　　摘　要：安陽鋼鐵公司煉鐵廠高爐用水系統原采用直流式供水，存在水質差、水量不足等問題。采用敞開式循環冷卻水系統對原供水系統進行改造，同時對循環冷卻水進行處理后，冷卻水系統水的循環利用率達98％，濃縮倍數達1.86。解決了水量不足、設備結垢、腐蝕的問題。
　　關鍵詞：煉鐵；高爐；循環冷卻水；水處理；旁濾
　　中國分類號：TU991.4
　　文獻標識碼:B
　　文章編號：1009—2455（2002）0—0016—02

1 冷卻水系統改造前狀況

　　安陽鋼鐵公司煉鐵廠高爐冷卻系統水源為地表水，冷卻對象主要為高爐冷卻壁，其冷卻強度對高爐一代壽命起著決定性的作用。原供水方式一直采用直供式，使用后的水未經循環，直接外排，浪費很大，同時還存在水質差、水量不足、水壓低等問題。考慮到原供水方式已暴露出如上很多弊端，且無事故供水措施，嚴重制約了煉鐵廠生產的發展和經濟效益的提高，加上兩供水泵站內管道年久失修、腐蝕嚴重且難以更換，是生產中的一個重大設備隱患，因此在新建6#380m³高爐之際同步建設高爐區循環泵站勢在必行。

2 高爐循環水工程設計

2.1 循環水系統工藝流程
　　目前，國際上比較先進的高爐循環水冷卻技術是采用軟水閉路循環系統，其特點是節水的冷卻效果好，較好地解決了結垢和腐蝕問題，但在檢漏方面沒有特別成功的經驗。本次設計結合我公司高爐容積小、冶煉強度高、在其一代爐齡的中后期、高爐冷卻壁及爐底水冷管漏水現象嚴重的實際情況，采用了敞開式循環冷卻系統，以便于生產運行過程中及時了解滲漏情況，采取相應措施予以解決，有利于安全生產。
　　補充水和循環水的工藝流程圖如圖1、圖2所示。

2.2 設計指標
　　①滿足7座高爐的生產用水，循環水量為10 100m³/h；自流回水；循環利用率大于98％。
　　②供水主管水壓達到0.5MPa；冷卻出水溫度≤32℃。
　　③改善供水水質，使水中懸浮物含量由原來的120mg／L左右下降到20mg／L，并采用水質穩定措施基本消除高爐冷卻壁及循環水設施的結垢、腐蝕現象。
　　 ④設置事故水塔及事故水泵，確保安全供水
2.3 泵站平面布置
　　安陽鋼鐵公司為1958年建廠的老企業，并幾經改造，現場建筑物已十分擁擠，這是設計的難點一。經綜合比較，選在廠區外一處1.37hm²的三地帶，泵站內主要構筑物有：泵房、吸水池、配電室、加藥間、冷卻塔、過濾間、原水預處理設施等。泵房設供水泵組6臺、上塔泵組6臺，分別為3開3備，源水過濾泵組2臺，反沖洗泵組2臺，分別為1開1備，機械管道清洗過濾器4臺。
2.4 冷卻系統
　　冷卻設施采用L85型風機逆流式鋼混框架構冷卻塔4臺，單臺處理水量2600m³/h。風筒采用MRT-85專用動能回收型玻璃鋼風筒，冷卻塔的風機采用L85A型軸流風機，填料采用點波填料。
2.5 旁濾系統
　　結合本工程受場地限制的特點，設計采用了國外先進的FILTOMAT管道過濾設備，在供水管道上直接過濾以達到去除水中懸浮物，代替傳統旁濾設施的目的。具體形式為：在供水主管上并聯一路作為旁濾管道，通過閥門調節旁濾水量，利用管道自身壓力進行反沖洗。由于該過濾方式有別于砂濾機理，為安全起見，設計按循環冷卻流量的25％進行旁濾。
2.6 高爐本體配水系統的配套改造：
　　增大主供水管；在爐臺設濾網過濾器將使用水全部過濾；設計采用分區冷卻技術，即在高爐垂直方向上分成爐身一爐腰冷卻區、風口區、爐缸區和爐底 區4個相對獨立的子系統，每個子系統在圓周方向上又分成若干個支系統，從而有效地保證了各部位對不同冷卻強度的要求。

3 使用效果及討論

3.1 使用效果
　　安鋼高爐循環水工程于1999年底投用后，循環利用率達98％以上，極大地緩解了我公司生產用水緊張的局面，同時確保了煉鐵廠6座高爐用水的安全性和可靠性，各項供水指標比直接使用河水時明顯改善，懸浮物濃度基本穩定在23mg／L以下，高爐風口平臺供水壓力可達到0.3MPa，解決了原來水質差、水量小、水壓低等問題，大大降低了冷卻設 備和管路的酸洗或砂洗頻率，提高了冷卻效果，為高爐的穩產高產創造了必要條件。表1為濃縮倍數1.86時循環水質的實測數據。

表1 循環水質實測數據 水樣 pH 總堿度/（mmol.L^-1) 總硬度/（mmol.L^-1) 鈣離子/（mg.L^-1) 氯離子/（mg.L^-1) 總磷/（mg.L^-1) 循環水 8.18 4.60 4.20 280 138 6.40 補充水 8.25 3.05 3.16 248 74 0.70

3.2 問題討論
　　高爐循環水工程投運以來，在實際操作和使用過程中我們也遇到了一些問題和難題，主要表現在以下幾個方面：
　　①隨著近年來高爐冷卻設備的改進，尤其是大型冷卻模塊技術在安鋼高爐上的應用，高爐用水量相應加大，但因循環泵站面積有限，只有通過小泵改大泵的方式進行改造。因此在決策上，應根據形勢起前考慮，留有余地。
　　②總排水管為自流回水，在投用初期，曾出現排水不暢的現象，主要原因為高爐排水有落差，排水井內為氣水混合物，按常規設計的排水井高度偏低。
　　③從實際使用情況來看，FILTOMAT過濾器在系統中產生的效果不太明顯，主要原因是其安裝地點在主供水管的旁通管上，位置不妥；稍有阻塞水流即繞近路而行，起不到旁濾效果，該過濾器更適合用于全部循環水都進行過濾以及過濾精度較高（原水水質較好）的情況。
　　④鑒于高爐本體為敞開式箱、槽排水方式，從進料系統落下的礦石、焦炭顆粒經排水井會進人循環系統，這樣不但增加了系統中的懸浮物濃度，嚴重時還可影響水泵運行。現已通過在排水箱、槽上加蓋板及熱水池人口前加格柵等辦法解決。敞開式循環水系統應盡量避免水質受污染。

　　作者簡介：萬東明（1966－），男，重慶人，工程師，1989年畢業于西安冶金建筑學院環工系給排水專業，現在河南安陽鋼鐵公司設計院從事給排水設計工作。