179m3高炉软水闭路循环冷却系统生产实践

发表时间：[2007-10-31]　　作者：　　编辑录入：admin　　点击数：3992

摘　要:本文介绍了林钢179m3高炉软水闭路循环冷却系统的工艺特点，设备选型，运行状况及存在的问题。生产实践表明，系统设计合理，稳定可靠。系统脱气，检漏尚需完善、解决。

关键字:高炉　软水　冷却　实践

1　引言

　　高炉炉体软水闭路循环冷却系统是近年来在国内发展起来的一种炉体冷却方式，是延长高炉寿命的重要措施之一，具有节水节能、冷却效果好、可靠性高、系统运行稳定的特点，是高炉炉体冷却的发展趋势。为此，我公司在3号高炉(179m3)上首次采用了该项技术。高炉自 20 00年10月17日投产以来，通过一年多的运行表明，系统运行平稳、可靠。现就该系统的设计、生产运行情况作简要介绍。

2　系统简介
2.1　工艺系统介绍
　　3号高炉炉体共设置八层冷却壁和二层支梁式水箱，冷却壁材质为QT400-20铁素体基体高韧性、耐热震性好的球墨铸铁，冷却壁内水管表面有防渗炭措施。冷却壁内水管为直进直出，共四根，支梁式水箱为二根。水管用上下一串的联接方式，冷却水由下部进入冷却壁，从上部支梁式水箱流出，使冷却水路简单，减小流动阻力。为调节控制各分支管水量，在每一根水管的进出口上安有密闭球阀，同时可用于支管检修检漏。为保证各分支管阻损相符，流量一致，采用了双层水管供水方式。
　　为防止因炉壳与冷却水管的相对位移造成冷却水管被剪断，每块冷却壁相对炉壳设固定点、浮动点、滑动点及安装用螺拴。冷却壁通过固定点与炉壳刚性连接，当炉壳上涨时，冷却壁也跟着上涨，冷却壁本身受热产生的纵向、横向变形则由滑动点和浮动点承受，炉壳与冷却壁之间不会产生任何附加应力。冷却壁进出水管自由地经炉壳开口引出，通过补偿器与炉壳弹性连接。这种连接方式保证了冷却壁引出管在炉壳开口处的气密性及冷却水管位移所需要的弹性，消除了冷却水管可能被剪断的弊病。
　　系统设有热水循环泵组三台，二运一备，保证软水流量，压力达到设计要求。为使软水循环水泵在运行过程中少漏损软水，在设备选型时，选用了密闭性能较好的水泵。
　　对软水的冷却，结合北方缺水的状况，选用卧式空冷器，空冷器为四组，配置四台冷却风机，根据季节的变化及高炉热负荷的波动，对空冷风机的运行台数进行调节，从而保证有适宜的冷却壁进水温度。
　　系统配置膨胀罐一个，放置于水泵房内，其上部充氮气，可以调节系统压力和吸收系统的热膨胀，同时观察系统软水的漏损，以便及时补水。系统配置软水制备设施和高压泵，用以对系统的初始灌满和日常补水，为保证软水水质稳定，设有加药装置。
　　为保证高炉系统的安全供水，设有事故用的柴油泵组一台，保证在系统停电10秒钟内启动泵组，向系统供水，循环水量为正常水量的80％，确保高炉冷却器不烧损。
2.2　系统主要技术参数
　　179m³高炉软水闭路循环系统的主要技术参数为：
　　循环水量：500t/h
　　冷却壁管内水速：1.5～2.0m/s
　　循环泵出口压力：≥0.4MPa
　　循环泵出口温度：≤54℃
　　冷却壁进出管水温差：≤5℃
　　软水硬度：≤0.03mg/L
2.3　主要设备选型
　　软水闭路循环系统的循环水泵型号为8sh-13，流量为216～342t/h，扬程为48～35m。柴油机水泵机组的柴油机型号为F8L413F，水泵为10sh-9，流量为485t/h，扬程为38.5m。空冷器为卧式结构，共四组，流量为500t/h，进出水温差为5℃。膨胀罐一台，容积为12m^３，系统工作压力为0.6MPa。补水水泵为DA1-80×8型，流量为25.2～39.6t/h，扬程为102～ 70.4m。

3　系统运行状况
　　该系统自投入运行已一年多，通过一年多的运行实践表明，系统平稳可靠，运行状况良好。 
　　系统的循环水量维持在510～540t/h，水泵出口压力为0.41～0.42MPa，水泵出口软水温度为43～46℃，夏季最高达到过55℃。高炉回水温度为47～50℃，夏季最高达到过60℃，空冷器进出水温差△t=3～4℃，夏季最高达到过5℃，空冷器空冷风机的运行台数一般为2～3台，夏季气温最高时必须4台同时运行。
　　柴油机水泵机组在几次停电事故中，均能在6秒之内可靠地启动运行，保证了停电时高炉冷却壁的供水，供水量为正常循环水量的80％。柴油机泵组在正常生产时，坚持每周启动一次，保证了在停电时的正常启动。
　　为了保证软水水质，对软水水质进行定期化验，主要控制软水硬度，要求硬度小于0.03mg/L，同时对系统投加缓蚀阻垢剂，根据软水水质，通过试验，系统按0.001%～0.002%投加JS-306有机复合型阻垢剂。
　　系统在运行过程中，由于各种原因存在软水的漏损现象，因此，必须对系统进行适时补水。对系统的补水以膨胀罐内压力和液位为依据，当膨胀罐内压力小于0.1MPa时，必须补水，而且要求液位控制在要求的范围之内，必要时必须补充氮气。目前，软水的补水量为1.5～2.0m3／d。高炉投产运行之初，由于水泵的密封材料、结构不尽合理，曾一度补水量较大，最高时为15m³／d，软水的漏损较大，通过改进，已大大降低了漏损。这一点在水泵选型时是值得注意的。〖HT 4〗

4　存在的问题及建议
4.1　系统脱气
　　系统在高炉的上、下水环管上共设置了7个自动单口排气阀，对排除系统内的气体起到了一定的作用，但是，排气效果不够理想，其主要原因是排气阀处的管路结构设计不尽合理，气体不易排出。根据国内一些大高炉经验，应该在回水总管上最高点处设置脱气罐，这样可以解决系统的脱气问题。
4.2　系统检漏
　　软水闭路循环系统的检漏一直是该系统的一大难题，目前，主要还是采用人工靠经验解决。虽然现在已有一些在线、离线的专用检漏仪器，但尚未在179m³高炉上使用。为解决高炉的检漏问题，有必要对现有检漏仪器进行考察，采用经济、实用、可靠的专用检漏仪器用于软水系统的检漏，为高炉的正常冶炼创造条件。
4.3　水质稳定
　　由于系统运行中软水的不断补充和循环，势必造成系统中阻垢剂浓度的降低，而影响缓蚀阻垢效果，因此，必须坚持定期检查系统软水水质，向系统中投加药剂，保证缓蚀阻垢剂在软水中的浓度在规定的、合理的范围之内，从而起到缓蚀阻垢的作用，为系统的正常运行创造条件，不应有轻视水质稳定控制管理的思想。

5　结语
　　(1)系统设计合理，运行稳定可靠，达到了设计要求。
　　(2)系统节水节能。
　　(3)对系统的检漏、脱气及加药问题应逐步完善解决。