张明姬光刚张华

（山东钢铁股分有限公司莱芜分公司炼铁厂）

纲要：跟着高炉大修扩容变革及工艺须要，高炉水系统配置及工艺逐步败显露一系列题目，通太高炉冷却壁更生技能的研发运用，空冷器分层防垢强冷技能的寻求协商，高炉冲渣水沉降分散及扁平式圆头小孔式消泡技能的研发运用，以及高炉净环水系统节能优化技能的开辟运用，在实行高炉水系统稳固节能、高效运转的底子上，更好的满意了高炉临盆须要。

关键词：高炉节能冷却壁冲渣水

1序言

莱芜分公司炼铁厂占有6座m3高炉、3台m2烧结机、1台m2烧结机、1座8m2竖炉、1座60万吨链篦机-反转窑，具备年构成铁万吨、烧结矿万吨、球团矿万吨的临盆才力。高炉水系统是高炉的“血液”，它的平安稳固运转直接影响高炉的平常临盆。高炉水系统重要包含常压水系统、高压水系统、软化水系统以及冲渣水系统。高压水系统重要负责高炉风口小套用水，常压水系统重要负责高炉第14、15段冷却以及从属配置冷却用水，软水系统重要负责高炉冷却壁、风口大中套、炉底以及炎风阀组等冷却件的冷却用水。高炉冲渣水系统除3#高炉外其余高炉均采取水力冲渣，个中1#、2#、4#高炉共用一座轮回冲渣池塘，5#、6#高炉共用一座轮回冲渣池塘。高炉冲渣水系统轮回水泵20余台，冲渣水系统总轮回水量m3/h，耗水量m3/h，动力运转成本达万元/a，电耗成本万元/a，产业新水成本万元/a。

跟着高炉大修扩容变革及工艺须要，高炉水系统配置及工艺逐步败显露：部份冷却壁部分继续高温，冷却配置冷却才力不够，系统运转数据摇动大，配置能耗高档一系列题目，不同水准地限制着高炉水系统的稳固运转，从而影响到高炉的平常临盆。于是，火急须要对高炉水系统实际稳固节能变革。

2近况考察及缘故解析

2.1高炉毁坏冷却壁漏点排查艰难，影响炉况经济运转。

暂时钢铁厂大、中型高炉的冷却壁重要有铜冷却壁与铸铁冷却壁两种，冷却壁的冷却系统通常采取软水密闭轮回冷却，高炉冷却壁是顺着高炉高度装配在高炉钢质炉壳与耐火材料炉衬之间的冷却器件，内部铸有水管并通有冷却水，其影响是对高炉耐火炉衬举办冷却，同时反对炉内的强壮热流对炉壳影响而致使变形、开裂。配置在高炉统一高度沿炉体四周散布的冷却壁为一段，上、下段之间串连延续，由下至上串接的冷却壁为一列。在永恒高温处事处境下，特别是炉役后期，冷却壁的漏损较为严峻，需准时确切地查清凉却壁漏水地位准时修理。保守的定列查漏法有煤气查漏法和打压法，煤气查漏法是在一列冷却壁水管的旁通上装配煤气采集罐，依据冷却壁毁坏水准欺诈煤气鉴识装配，肯定冷倒是不是毁坏，但此种查漏法受现场煤气前提限制，采取该办法对冷却壁举办查漏，速率慢、效率低。打压查漏法是欺诈高压水打压办法检漏，首先将该列冷却壁的出入水阀门敞开，别离从每列冷却壁的旁通输入高压水管察看压力变动肯定冷却壁是不是毁坏。此种查漏法程序琐碎、处事量大、同时毁坏冷却壁存在二次戕害增加炉内漏水量等题目，给炉况稳固顺行带来了必定艰难。

2.2高炉冷却壁部分高温，存在必定的运转及平安隐患。

高炉锻炼后期，高炉炉身觉察部分高温时，时常采取外部取水的办法举办强化冷却，此办法冷却成就没法定量检修，且耗水量大、高炉炉缸地区湿度大，炉壳及高炉冷却水管道锈蚀严峻，不利于企业节能减排的进展。炼铁厂4#、3#、5#、1#高炉炉缸部位均觉察太高温点：3#高炉炉缸部位最高高温度℃，4#高炉炉缸部位高温点3处（℃、℃、℃），5#高炉炉缸高温点3处（℃、℃、℃），1#高炉炉缸高温点1处（℃）。高炉炉缸高温点影响高炉的平安稳固临盆，高炉炉缸一旦产生烧穿事情，恶果不胜设计。于是，小组过程协商解析，决议从晋升高炉冷却壁部分轮回水压力，增大冷却水流量等方面动手举办优化变革。

2.3高炉渣沟密封成就差，影响现场处境及热量损失。

在高炉锻炼流程中，通常采取水冲渣办法，熔渣水淬后，渣水混杂物经太高炉渣沟流至高炉水渣过滤池，过滤后的冲渣轮回水再被轮回水泵加压实行轮回哄骗，水渣过程汽车或火车输送的方法运出举办回收欺诈。

熔淬后的渣水混杂物在渣沟中的温度高达85—90℃，个中含有硫等腐化物资，假使高炉渣沟密封不好，就会构成高炉渣沟地区蒸汽四溢，严峻影响渣沟地区的金属部件的哄骗寿命，同时，也不利于现场处境的晋升。

暂时，各炼铁厂的渣沟采取巨细相等的长方体盖板举办密封，各盖板之间的罅隙以及盖板与渣沟上沿之间的罅隙没法实行靠得住密封，从而致使高炉渣沟地区蒸汽四溢，对渣沟地区的金属部件的哄骗寿命构成了不利影响，同时，对现场处境构成了严峻摧残。另外，在高炉临盆流程中由于高炉职掌欠妥等缘故时常存在高炉渣沟过熔渣大块和过铁局面的产生，致使高炉渣沟过流面积减小，渣水混杂物在渣沟中滚动碰壁，构成高炉渣沟部分压力增大，从而构成渣沟上方的盖板移位，高炉冲渣水外溢，严峻威吓高炉渣沟地区的行人平安。

2.4挥发式空冷器管教及喷头结垢严峻，系统冷却才力不够。

空冷器（包含干式与挥发式）是软水密闭轮回冷却系统的重要软水降温装配，它将软水在炉内汲取的热量举办替换释放，以实行软水的降温冷却，晋升软水的冷却才力，最后保证全面软水系统的卓越稳固运转，满意高炉临盆。（挥发式空冷器剖面示用意见图1）

现场挥发式空冷器均为室外装配，对粉尘抵当才力较弱；空冷器喷淋所用功业新水含有洪量钙、镁、氯离子。恰是由于喷淋水中的悬浮物、熔解盐类、微生物及空气带入的杂质，使得冷却管教表面涌现结垢腐化，在必定水准上影响了冷却成就。

空冷器底部水槽容积较小约10m3，平常临盆中轮回水量近m3/h，蒸散发失水量通常会抵达2m3/h，使喷淋水浓缩速率很快，浓缩倍数抵达10以上，喷淋水中Ca2+离子易成垢、Cl-离子易腐化，跟着电导率增大，加速了管教表面盐垢生成。过程对空冷器运转一段光阴的喷淋水水样化验解析：Ca2+含量~mg/L；Cl-含量~0mg/L。生成盐垢且敏捷进展以至淤塞水管间罅隙。空冷器冷却管教笔直方位共18~23层，垢层成垢早期，喷淋水在布水量小的部位自上而卑鄙动时，挥发损失大、成垢速率快，大大消沉了空冷器的散热才力。

水垢的构成会构成空冷器散热才力严峻消沉，高垢处险些不表现散热影响，构成空冷器能耗增大；临盆中在铜管概况面构成薄垢很难防止，但垢层较厚时热阻增加幅度极大，垢的热阻是黄铜的几十倍以至上百倍，况且由于水垢表面的坎坷不平也严峻妨碍了喷淋水流构成水膜，缩小水与水之间的换热面积，从而构成软化水散热艰难、能耗增大，如2#高炉软水系统结垢早期只要开1台挥发空冷器、3台风机便可满意高炉热负荷值18GJ的须要，而成垢严峻的系统假使运转所有挥发空冷器也没法满意临盆须要。水垢还可构成空冷器喷头淤塞、布水不平匀，挥发式空冷器的喷头采取了压力流反射喷溅型，在水质纯洁情形下能实行平匀布水，以水膜状呈锥形散布，但该喷头内径惟有20mm，且中央有隔离、溅水盘间距小，受结垢、杂物淤塞等要素影响而简单淤塞，从而使喷淋水量广泛消沉或部分消沉，最后构成喷淋冷却布水不平匀。垢层还存在垢下腐化题目，成垢部位易产生电化学腐化，构成空冷器冷却管框架毁坏。于是，管束挥发式空冷器管教垢层的构成速率是保证冷却成就的关键。

2.5干式空冷器冷却成就差，顶部排气阀易冻。

跟着挥发式空冷器的实际运用，干式空冷器已逐步被代替。但由于临盆现场空间束缚、备件成本投资大、检修耗时长等多种要素，暂时部份高炉（股分2#、3#、4#高炉）软水系统的冷却配置还存在干式空冷器与挥发式空冷器互补调整的运转方法。

干式空冷器重要由4管程式翅片管教、管箱、风机机组、风箱、构件及管路附件等构成，该式空冷工具备精良的抗大气腐化本能和卓越的传热效率，并设有冲刷装配对管教翅片举办冲刷。常日运转中可依据高炉热负荷值的变动及外部气温处境的变动随时调整风机运转数目。干式空冷器的每组翅片管教高度约有9.m，宽1.99m，其换热面积/95m2。股分2#高炉软水系统干式空冷器国有16组管教、8台风机，3#炉国有28组管教、14台风机，4#炉国有24组管教、12台风机。由于该式空冷器所有装配于室外，且形状高度尺寸逼近10m，在空冷器的顶部简单积贮气体，于是顶部排气管的排气处事显得尤其要紧。在酷寒的气象下，务必附加防寒设备以保证软水不致低于冷冻温度，这也增加了最后的投资花费。

在冬天低温期，在强化空冷器顶部排气频率的同时，也选择岩棉保温防冻办法，但仍旧存在空冷器排气管及阀冻裂漏水局面，此间曾思量增加蒸汽伴热保温办法，但因蒸汽压力较低、蒸汽量小、动工难度较大等原于是终未实际。冬天偶尔同个岗亭会涌现3~4根排气管及阀门同时冻坏漏水题目，排气管阀漏水解决时需敞开该组空冷器底部出入水闸阀，岗亭及检修人员频仍往来于空冷器高低举办职掌，费时又吃力，特别不便于岗亭毛病状况下的救急解决，如遇排气管阀漏水量过大、继续光阴长的情形，会严峻威吓到软水冷却系统的稳固运转。

2.6软水系统补水压力摇动大，水电能耗增加。

1#炉软水补水设备为2台变频补水泵，系统补水由变频器依据设定的补水压力管束系统补水。补水压力设定在0.40~0.42MPa规模，系统回水压力低于0.40MPa时，补水泵主动启动补水，回水压力高于0.42MPa时主动中止。因常日轮回系统工况的变动，特别夏令高温时代，需频仍调整空冷器风机、喷淋泵，易构成软水回水压力大规模摇动，偶尔最高压力刹时达0.53MPa，从而致使2台补水泵频仍开停。尽管管网装有平安阀、卸压阀等，但没法实行精肯定压与排水，于是又构成了软水耗费量增大，影响到全面软水密闭轮回系统的稳固节能运转。

2.7水力冲渣轮回水余热未回收欺诈存在动力徒劳

炼铁厂五座高炉哄骗水力冲渣，水力冲渣无冷却配置，所有倚赖渣池、渣沟天然冷却散热。暂时冲渣系统轮回水准均水温85℃，最高温度为℃；老区渣池总容积为m3，每小时的轮回量约为m3；二区渣池为5#、6#炉共用，总容积为0m3；每小时的轮回量约为0m3。高炉熔渣的比热容约为1.2kJ/(kg·℃)，高炉熔渣的温度通常在℃左右，年产渣量余万吨，余热资本丰硕。但未灵验回收欺诈，存在较大动力徒劳，不适合暂时精益办理请求。

2.8高炉冲渣系统耗水较高

高炉冲渣系统打算吨渣耗水量1m3，由于高炉冲渣系统轮回水温高，致使高炉冲渣轮回水泵振荡，效率降落，渣沟泛渣、跑水较为严峻，构成不须要的水资本徒劳，高炉吨渣水耗高达1.4m3。

2.9渣池轮回水悬浮泡沫较多，构成渣池散热艰难，不利于平安临盆。

为缩小水耗，晋升废水欺诈率，轮回水渣池内回收部份“焦化废水”，在常日临盆中，涌现洪量悬浮泡沫聚积在冲渣池水面，散热艰难，从而致使渣池温渡太高，不利于常日临盆及废水的轮回欺诈。暂时商场中，有各样“消泡剂”发售，其基根源理都是依据悬浮物成份，在废水进口增加化学成品，过程化学反响“降解”，从而消除悬浮泡沫聚积局面。其毛病是：充足化学反响须要必定的光阴和空间，部份反响后产品以至会加剧废水的“混浊水准”，且增加了废水轮回成本。

2.10高炉地区混堂用水较多，技能水准相对保守。

炼铁厂现有民众混堂6个，重要为资料一、资料二、老区供料、老区炼铁、烧结二、银前民众混堂。现场沐浴工人余人，每个混堂淋浴系统澡均为人为阀门管束，沐浴光阴、用水量、人员均不受束缚，日用水量高达t。

2.11高炉水系统是高炉用能权门，节能优化运转势在必行。

分公司炼铁厂1#~6#高炉净环水系统（常压水、高压水），负责高炉风口小套、第14~15段冷却壁以及除尘配置、液压站系统的冷却用水，此系统用电量占我厂总用电量的10%左右；高炉软化水系统用电量占全厂用电量的25%左右。为深入进展轮回经济，实行节能减排目的，攻关小组刚毅从优化工艺，晋升动力归纳欺诈率为抓手，改变开辟高炉轮回水余能欺诈技能。

3技能计划的协商及肯定

过程攻关组屡次结构会议协商议论，贯串现场近况考察解析，并参考联系科技文件中的水解决化验探测数据目标等，逐步逐层解析找出晋升软水冷却系统稳固运转的重要限制要素，针对性提议响应的变革思绪与计划，在计划的研究肯定中，贯串现场配置各样数据纪录及理论运转情形，继续解析优化，最后肯定出了较好的变革思绪与详细实际计划。

3.1计划整体思绪设计

过程对影响高炉软水系统稳固性、经济性运转的各要素的深入协商解析，贯串现场理论运转情形，开头构成项目变革计划的整体思绪：

一是优化高炉冷却壁定列查漏办法，晋升冷却壁查漏效率与确切度，实行毁坏冷却壁的马上平安查漏，保证高炉平安顺行。

二是针对高炉冷却壁部分高温点及毁坏情形，研发运用一种冷却壁更生技能，伸长冷却部件哄骗寿命并晋升冷却成就。

三是对高炉冲渣沟的平安性举办解析协商，改变完美渣沟密封与救急设备，运用高温废水消泡技能等，检朴水资本，晋升系统平安性。

四是贯串高炉水冲渣临盆情形，充足欺诈水冲渣热源的充裕空间，代替冬天厂区生涯蒸汽取暖，缩小蒸汽耗费量。

五是优化挥发式空冷器喷淋系统，运用分层管控技能缓解空冷器管教表面结垢速率，晋升配置冷却才力。

六是完美干式空冷器顶部排气设备冬天防冻系统，优化软水补水稳压系统，缩小水耗，实行高炉软水密闭轮回系统的稳固运转。

七是依据高炉净环水系统理论情形，运用联系节能优化新技能、新材料，以点概面，

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