1、高炉循环水系统工艺高炉循环水系统工艺赵俊强赵俊强水处理作业区水处理作业区 炼铁给水系统主要用于：高炉、热风炉冷却；鼓风机站用水；炉渣的粒化和干渣的喷水等。水在使用过程中，一部分水仅被加热，另一部分水不仅被加热而且被污染。未被污染的热废水，经冷却后循环使用。被污染的废水，经适当处理后循环使用，或供其他用户继续使用。炼铁系统对连续给水的要求十分严格，一旦中断用水，不但会引起停产造成损失，使连续生产作业失调，而且还可能会使某些受冷却水保护的设备被烧坏，严重时还会造成重大事故。因此，除必须做到连续供水外，对中断给水会造成设备毁坏的用户，还要采取特殊的安全供水措施。炼铁给水系统主要采用循环给水，并尽可能
2、提高循环利率。根据高炉工艺对水的水压、水温、水质的不同要求，水处理系统设施主要系统有：联合除盐水密闭循环系统 高炉净循环系统 高炉直流水供水系统 鼓风机站净循环系统 渣处理系统 铸铁机浊循环系统高炉循环水系统：值班工长1人高炉循环水系统：岗位员工12人高炉循环水系统：岗位外协4人高炉本体采用除盐水联合闭路循环冷却，用户主要有:高炉冷却壁、炉底、风口（小套、中套）、直吹管、热风阀等。总循环水量为 3500 m3/h，供水温度为 40，系统温升12，循环率为 99.95，软水补充水量1.75m3/h，最大补水能力为100 m3/h。为了保护高炉生产设备的安全，凡不得断水的部位均设有安全供水措施 。
3、可靠性高，因采用除盐水强制循环，可以承受热流密度大幅度波动，无结垢、无腐蚀、寿命长，炉役末期冷却器损坏率较小。耗水耗能小，无蒸发，耗水量仅为循环水量的0.11%。供排水系统简化，投资少，占地少。高炉联合软水密闭循环系统包括:高炉冷却壁主供水泵组，高炉风口小套高压供水泵组，高炉风口中套及热风阀中压供水泵组，布置在主循环泵房。主供水泵组将冷却后的除盐水送至冷却壁供水环管，一部份水冷却冷却壁直冷管，一部分水先经过炉底再冷却冷却壁蛇行管，两部份回水进入冷却壁回水集管；回水中的一部分经高压增压泵组加压供风口小套冷却，一部分经中压增压泵组加压供风口中套、热风阀及直吹管等冷却，其余回水采用采用旁通，三部分回
4、水均进入脱气罐脱气后，利用余压再经回水总管进入蒸发空冷器，经冷却后循环使用 炉底 高炉冷却壁蛇形管1#小套高压泵2#小套高压泵1#中套增压泵2#中套增压泵风口小套热风阀直吹管风口中套脱气罐稳压罐HHLL1#主供水泵 3#主供水泵 2#主供水泵柴油机供水泵 蒸发空冷器 1#补水泵 2#补水泵柴油机补水泵除盐水补水池除盐水外管网杀菌、灭藻剂缓蚀、阻垢剂DN800DN800DN500DN700DN500DN800DN800生产消防水（2格）DN700DN600DN500DN450DN450DN400DN450DN400DN450DN400DN150DN150DN200DN100DN250DN400D
5、N25DN253500m3/h2900m3/h600m3/h2060m3/h910m3/h1150m3/h最小：1.75m3/h最大：17.5m3/hDN600除盐水密闭系统注水流程除盐水密闭系统正常循环流程 1#主供水泵 2#主供水泵1#中套增压泵1#小套高压泵 1#补水泵炉底 高炉冷却壁蛇形管1#小套高压泵2#小套高压泵1#中套增压泵2#中套增压泵风口小套热风阀直吹管风口中套脱气罐稳压罐HHLL1#主供水泵 3#主供水泵 2#主供水泵柴油机供水泵 蒸发空冷器 1#补水泵 2#补水泵柴油机补水泵除盐水补水池除盐水外管网杀菌、灭藻剂缓蚀、阻垢剂DN800DN800DN500DN700DN500
6、DN800DN800生产消防水（2格）DN700DN600DN500DN450DN450DN400DN450DN400DN450DN400DN150DN150DN200DN100DN250DN400DN25DN253500m3/h2900m3/h600m3/h2060m3/h910m3/h1150m3/h最小：1.75m3/h最大：17.5m3/hDN6001#主供水泵1#中套增压泵2#中套增压泵 2#主供水泵增压泵组出现故障时的流程1#小套高压泵2#小套高压泵全停电事故柴油机供水泵全停电且事故柴油机故障脱气罐的作用：脱气罐的功能主要是使气水分离。脱气罐的原理：当回水进入脱气罐后，由于脱气罐的
7、过水断面积较大，降低了水流速，使气体从水流中浮升到脱气罐顶部。水在管内流速一般为12.5m/s，扩大断面使水流速为0.10.2m/s即可溢出气体。脱气罐设置在系统的最高处。主要是利用水具有热胀冷缩的特性。总容积由三部分组成：1、膨胀管水容积V2、安全水容积（V的 2030%）3、氮气容积Vn膨胀罐：吸收系统因水温升高而引起的体积膨胀。充氮气，稳定系统的工作压力，提高冷却水的欠热度。系统泄漏（法兰、阀门、管道漏水），罐内液体、气体容积变化。对系统水位进行监控，水位信号与补水泵联锁。排气作用。膨胀罐的作用：膨胀罐的位置：膨胀罐可布置在系统的任何部位。主供水泵 3台 Q2020m3/hH59m500
8、kw 主供水柴油机泵 1台 Q2020m3/hH59m508kw软水补水泵 2台 Q100m3/hH80m37kw 补水柴油机泵 1台 Q100m3/hH80m50kw 风口小套增压泵 2台 Q1098m3/hH112m560kw风口中套增压泵 2台 Q1170m3/hH65m280 kw 蒸发空气冷却器 9台 Q500m3/h T进52 T出39 ZLP93型具有结构紧凑、传热效率高、投资费用省、操作费用低、安装、维护方便等优点主要特点：空冷加水冷 利用管外水膜的蒸发强化管内外的传热将冷却塔和板式换热器（列管式水冷器）合为一体，采用光管做传热管，另一方面由于蒸发空冷采用光管，空气阻力减小，所
9、需的风量也小，水的蒸发耗量较低。设备材质说明:换 热 管为不锈钢玻节管；喷水管为不锈钢；喷头为ABS材料；水箱为普通钢板内衬玻璃钢防腐处理；百叶窗为PVC材质；构架为钢结构。工作过程：用泵将设备下部水池中的循环冷却水输送到位于水平放置的管束上方的喷淋水分配 器，由分配器将冷却水向下喷淋到传热管表面，使管外表面形成连续均匀的薄水膜；同时风机将空气从设备下部空气吸入 窗口吸入，使空气自下向上流动，横掠水平放置的管束。此时传热管的管外换热除依靠水膜与空气流间的显热传递外，管外表面水膜的迅速蒸发吸收了大量的热量，强化管外传热。从而达到很好的冷却效果。管外表面水膜的蒸发大大地强化了管外传热，使设备总体传
10、热效率明显提高。风机向上抽吸空气，加速管外表面水膜的蒸发，有利于强化管外传热，空气、水走管外，空气由下向上流动，喷淋水则由上往下流动，水、空气与工艺介质为交叉错流，水与空气为逆流。这样一来从流程布置上也强化了传热传质过程。防冻措施:1.换热器管束向后倾斜以排净积水。2.前后管箱底板设置了排水阀，设备停运后，关闭进水阀，打开排水阀，约5分钟可将管束里水排出。3.水箱底部有一定的坡度，利于排污、排水。5、安全供水措施循环水泵采用二路独立电源。电气、仪表、计算机重要控制设备采用不间断UPS供电（维持30min）。软水密闭及工业净化水泵组均设置备用泵，自动切换。风口设置事故水处理系统。除盐水密闭系统设
11、置主供水和补水事故柴油机泵组（10s内自动启动），同时还有一路生产消防水管网供给。高炉自身带有汽化冷却（维持30min）。汽化工作原理 汽化冷却是依靠回水管和送水管内工质（水和汽水混合物）的重度差形成的。事故状态下，炉底、炉壁冷却水受热后，其中一部分水变成蒸汽，于是在送水管路中充满着汽水混合物，工质的平均重度减小；而在不受热的回水管中工质任是水，其重度较大。因此在送水管和回水管中产生了不平衡的压力，促使工质能够克服阻力，形成从高压侧向低压侧流动。也就是送水管中的汽水混合物向上流入脱气罐内进行脱气，脱气后的水继续流入回水管中循环。汽 化 冷 却 原 理循环系统设备名称仪表名称安装位置补水系统软水
12、池流量表软水池进水管软水池液位计软水池内软水补水泵组流量计软水补水泵组出水支管软水补水泵组压力表软水补水泵供水总管、支管密闭循环系统主供泵组流量表主供水泵组出水总管流量表主供水泵组出水支管压力表主供水泵支管进出水管压力表主供水泵供水总管温度表主供水泵供水总管高压、增压泵组流量表高压、增压供水泵组出水总管高压泵组流量表高压供水泵组出水支管压力表高压泵组进出水管压力表高压泵组供水总管增压泵组流量表增压供水泵组出水支管压力表增压供水泵进出水管蒸发空冷器流量表蒸发空冷器出水支管压力表空冷器进出水支管温度表空冷器进出水支管冷却水回水总管压力表高炉冷却水回水总管温度表高炉冷却水回水总管7、密闭系统水质管理
13、指标高炉密闭循环系统（考核项目）（补水为反渗透除盐水）高炉密闭循环系统（考核项目）（补水为反渗透除盐水）腐蚀速率mm/a碳钢0.075连续监测；挂片时间：30天、60天、90天mm/a铜、不锈钢钢0.005附垢速率mg/cm2month15连续监测；挂片时间：30天、60天、90天全铁mg/l0.5每天一次浊度NTU10每天一次异氧菌总数个/ml5*104每周一次总硬度mg/l10每天一次PH 8-10每天一次亚硝酸根mg/l500每天一次8、密闭系统水质处理重点和难点1.由于密闭循环水之补充水为除盐水，本身腐蚀性高，且冷却设备均为高温状态，针对高温腐蚀及表面沉积考量，选用铜缓蚀剂及亚硝酸盐复
14、合配方，对高温容忍度高同时要注意冷却系统在冬天停用时的系统管路的防腐、结垢和水质稳定处理。2.针对蒸发空冷器多铜材质金属配以铜腐蚀抑制剂，防止腐蚀产生。3.微生物控制方面，经长期测试以快速及长效两种，非氧化型杀菌剂间替使用，可维持良好之亚硝酸盐控制及杀菌效果。除尘设备、空调、炉顶、液压站、蒸发空冷器喷淋等系统设备的冷却用水等均采用净循环水系统供水。净循环水系统包含的泵组以下4个：综合泵组，炉顶供水泵组，蒸发空冷器喷淋泵组、旁滤泵组。净循环水系统总循环水量为1650m3/h，循环率97.75%，供水温度为33，回水温度43，送水SS 10 mg/l，补充水量为67m3/h。盘片式过滤器反洗水进入
15、反洗水池，由排水泵排至高炉渣处理处理系统，作为补充水。循环冷却水经各用户使用（间接式），升温后的回水利用余压经回水管直接上冷却塔，冷却后流入吸水池，再由各泵组加压送至各用户循环使用。喷淋泵组供蒸发空冷器降温后，直接回到喷淋水井，循环使用。为保持净循环水水质，设旁通过滤器一台，10%的总用水量经过滤器送水泵送入旁通过滤器处理，出水回到净环吸水井。为了稳定水质防止管道产生污垢、腐蚀、菌藻繁殖，系统设缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂投加装置。净循环水池 喷淋水池1#综合泵喷煤、除尘风机、空调、液压站、助燃风机、煤粉喷吹空压站、布袋干法除尘冷却塔（2座）1#炉顶泵无料钟炉顶2#综合泵2#炉顶泵1#旁滤泵盘片式过
16、滤器（1台）2#旁滤泵反洗水调节池1#喷淋泵2#旁滤泵3#喷淋泵4#喷淋泵蒸发空冷器（9台）渣处理系统溢流排污喷淋回水调节阀生产消防水DN250DN350DN300DN150DN100DN300DN250DN250DN250DN350DN300DN200DN80DN200DN300DN300DN100DN100DN250DN250排污DN4007.39m3/h蒸发损失6.7m3/h风吹损失1.34m3/hDN100最大：1260m3/hDN50DN50杀菌、灭藻剂缓蚀、阻垢剂杀菌、灭藻剂缓蚀、阻垢剂3、主要设备综合水泵 2台 Q432m3/hH70m132 kw炉顶高压供水泵 2台 Q50m3
17、/hH108m30kw过滤器供水反洗泵 2台 Q280m3/hH26m132 kw喷淋水泵 4台 Q381m3/hH37m55kw玻璃钢冷却塔 3台 Q=300m3/h T进42 T出32盘片式过滤器 1台 Q=230m3/h SS进50mg/L SS 出5mg/L玻璃钢冷却塔具有耐腐蚀、强度高、重量轻、体积小、占地少、美观耐用，运输、安装和维修都较方便特点。采用逆流式热交换技术，填料采用优质的改性聚氯乙烯波片，以扩散淋水面积；通过布水装置，实现均匀布水，增强冷却效果，进风装置采用玻璃钢百叶片，减少飘水，气流阻力小。工作过程：净环回水回到冷却塔上部的喷淋布水器布在塔内的填充层上，被空气冷却后重
18、力下落至位于下部的集水池内，冷却塔顶部的通风机使外部空气以一定流速自下而上通过填料层，加强冷却效果。循环系统设备名称仪表名称安装位置净环系统综合泵组压力表综合供水泵组出水总管流量表综合供水泵组出水总管温度表综合供水泵组出水总管无钟炉顶泵组温度表无钟炉顶供水泵组出水总管压力表无钟炉顶供水泵组出水总管流量表无钟炉顶供水泵组出水总管喷淋泵组温度表喷淋供水泵组出水总管压力表喷淋供水泵组出水总管流量表喷淋供水泵组出水总管旁滤泵组压力表过滤器供水泵组出水总管流量表过滤器供水泵组出水总管冷却塔温度表冷却塔进水总管补水管流量表净化水补水总管净循环水池液位计净循环水池内反洗水排水池液位计反洗水排水池直流系统直流
19、水泵压力表直流水泵出水总管流量表直流水泵出水总管压力表直流水泵出水支管压力、流量流量表直流水泵出水支管压力、流量直流水池液位计直流水池内6、净循环系统水质管理指标高炉净环水系统（考核项目）（补水为生产消防水）高炉净环水系统（考核项目）（补水为生产消防水）腐蚀速率mm/a碳钢0.125连续监测；挂片时间：30天、60天、90天mm/a铜、不锈钢钢0.005附垢速率mg/cm2month15连续监测；挂片时间：30天、60天、90天全铁mg/l1每天一次浊度NTU20每天一次CL-mg/l200每天一次PH 7-9每天一次异氧菌总数个/ml105每周一次粘泥ml/m34不定期浓缩倍数1.5每周一次
20、（由现场控制）总磷ppm4每天一次水中溶氧、溶固浓度随水的蒸发而提高，引起系统腐蚀、结垢。用户系统材质腐蚀，CaCO3、Ca3(PO4)2等垢体生成，生物粘泥影响传热。五、高炉直流水系统五、高炉直流水系统 本系统提供生产直流间断用水。主要用户：风口小套事故供水、炉喉洒水、出铁场冲洗、高炉后期炉壳喷水等，最大供水量为 650m3/h。从直流供水循环水池内取水，经泵加压后送至用户，一部分废水收集自流到直流水循环水池，一部分无法收集排至渣处理系统作为补充水。工艺简介1#直流水泵 直流水池1#直流水泵风口小套事故用水炉喉洒水出铁厂冲洗炉壳喷水渣处理系统113m3/h237m3/hDN400DN300D
21、N300DN250DN350工艺流程：直流水泵 2台 Q=0-350m3/hH95m110 kw (2台都为变频电机）直流水系统:直流水泵出水总管压力、流量测量直流水泵出水支管压力、流量监视直流水池液位测量主要设备：数据采集：六、鼓风机站净循环水系统六、鼓风机站净循环水系统 高炉鼓风机水处理系统主要用户为鼓风站凝汽器冷却、TRT、铁前空压站等设备间接冷却水。高炉鼓风机站净循环水系统一期2座高炉配套一座循环水处理泵房，3台鼓风机（2台蒸汽、1台电动）和2台发电机，循环水总设计处理能37168m3/h，回水温度48，出水温度33，循环率97.75%，系统补水量836.28m3/h。旁滤反洗水外排作
22、为渣处理水系统的补充水（目前没定）。1#净循环水泵 净 循 环 水 池2#净循环水泵3#净循环水泵4#净循环水泵5#净循环水泵6#净循环水泵DN1400DN1200DN1800 鼓风机站钢混冷却塔T=43 T=33 T=33 DN2000DN1800DN1400DN1400DN1400DN1400DN1400DN1200DN1200DN1200DN1200DN1200TRT、空压站水泵组、电鼓（3台）旁滤水泵组（3台）四用二备二用一备DN450二用一备DN300TRT、空压站DN500DN400DN350盘片式过滤器渣处理系统DN250生产消防水DN450DN2000DN500T=33 净循环
23、水泵 6台 Q8810m3/hH42m1250 kw旁滤泵 3台Q694m3/hH30m75kwTRT、空压站水泵 3台Q964m3/hH=44m160kw冷却塔 6座 Q4500m3/h T进=43T出=33 潜水排污泵 1台 Q86m3/hH60m 30kw循环系统设备名称仪表名称安装位置鼓风机站净环系统净循环水泵压力表净循环水泵出水总管流量表净循环水泵出水总管温度表净循环水泵出水总管压力表净循环水泵出水支管流量表净循环水泵出水支管回水总管压力表净循环回水总管流量表净循环回水总管温度表净循环回水总管TRT、空压站水泵压力表TRT、空压站水泵出水总管流量表TRT、空压站水泵出水总管温度表TR
24、T、空压站水泵出水总管补水管流量表补水进水管补水池液位计补水池内高炉鼓风机站净环水系统（考核项目）（补水为生产消防水）高炉鼓风机站净环水系统（考核项目）（补水为生产消防水）腐蚀速率mm/a碳钢0.125连续监测；挂片时间：30天、60天、90天mm/a铜、不锈钢钢0.005附垢速率mg/cm2month15连续监测；挂片时间：30天、60天、90天全铁mg/l1每天一次浊度NTU20每天一次PH 7-9每天一次异氧菌总数个/ml105每周一次粘泥ml/m34不定期浓缩倍数1.5每周一次（由现场控制）总磷ppm4每天一次4、高炉鼓风机净循环系统水质管理指标前期用户投运少，水量的调节。用户对换热要求高，由于系统敞开等原因易于微生物和藻类的滋生和生长，容易发生粘泥和粘泥下沉等现象。该系统属于高热负荷的降温设备，对换热要求高，尤其是液压油的油冷却和电机冷却。
