3高炉循环水处理系统设计概述'> 永昌钢铁1080 m3高炉循环水处理系统设计概述

摘 要：本文简要描述了我院总承包的云南永昌钢铁有限公司1080 m3高炉炼铁工程循环水处理各系统设计参数及工艺流程，对于类似系统设计具有较大的借鉴参考价值。

关键词：高炉 炼铁 净循环 软水密闭 循环水处理

中图分类号：TN2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0070-01

云南永昌钢铁有限公司1080 m3高炉炼铁工程循环水系统包括软水密闭循环水系统、净循环水系统、补水系统等。主要构筑物包括循环水池及泵房、软水间等。

1 高炉软水密闭循环水系统

高炉软水密闭循环水系统为高炉本体系统冷却壁、炉底及热风炉本体系统热风阀、倒流休风阀、混风切断阀等设备的间接冷却水所设置。

1.1 工艺流程

用高炉软水泵将循环水从循环水泵房送出，经外网将其送至高炉区域后分成两路，一路送高炉冷却壁中的直冷管。另一路经高炉炉底冷却和炉体冷却壁中的蛇形管后，再送回水泵房，由热风炉软水泵进行二次加压，送至热风炉为热风阀等设备进行换热，之后再送至高炉与冷却壁直冷管汇合后送至炉顶，然后回到水泵房经蒸发式空冷器冷却后循环使用。在回水系统中炉顶平台设有脱气罐、膨胀罐，保证系统水压稳定。

该系统软水密闭循环水量2500 m3/h，其中冷却壁直冷水约2000 m3/h，炉底及冷却壁蛇形管约500 m3/h，热风炉软水约500 m3/h。

在水泵房内设置高炉软水泵三台，两用一备，Q=1400 m3/h，H=59 m。另为满足事故状态的供水，在水泵房设置软水系统事故柴油机泵一台，Q=1650 m3/h，H=59 m。此泵组出口设置自清洗过滤器一台。设置热风炉软水泵进行二次加压，一用一备，Q=540 m3/h，H=65 m。热风炉软水泵出水管和高炉软水泵出水管用阀门连接。

1.2 水膜式空冷器

在水泵房顶部设置水膜式空冷器六台。单台空冷器流量Q=500 m3/h，六台并联，能将系统52 ℃的软水经过空冷热交换降温到38 ℃。闭式空冷循环冷却系统以空冷器为核心设备，用软水代替传统工业循环水。软水吸收工艺装置热量后，通过空冷器冷却，降温后再到工艺装置中进行换热，如此在系统中密闭循环。空冷器结构从上到下依次为风机系统、管束系统、水箱系统、喷淋系统。

在气温低的时候，开启风机系统，将空气从百叶窗吸入，使空气从管束下面向上通过管束，利用冷空气即可带走管内介质的热量。在气温高的夏天，开启风机系统的同时开启喷淋系统，从水箱系统中由喷淋循环泵吸水到管束系统的上方向下喷淋水，在管外表面形成薄水膜。空气在风机的作用下从管束下方向上掠过管束。管外表面水膜迅速的蒸发，从而大大的强化了管外传热，达到了冷却管内软水的目的。

1.3 高炉炉顶脱气罐、膨胀罐系统

在高炉炉顶设置脱气罐、膨胀罐。脱气罐的功能是将软水中的各种气体从软水密闭系统中脱除，气体通过顶部自动排气阀排放。膨胀罐容积为10 m3。膨胀罐液位与软水间软水补充水泵连锁，当到低液位时，水泵自动补水到正常液位。膨胀罐通过氮气压力调节阀配合溢流排气电动阀和排污电动阀，控制膨胀罐压力稳定保持在0.1 MPa，以提高冷却介质的欠热度和系统设备的抗氧化能力。

2 净循环水系统

高炉净循环水系统分为高压净循环水系统、中压净循环水系统和低压净循环水系统。净循环水总量约为2000 m3/h。

2.1 高压净循环水系统

高压净循环水系统主要为高炉本体系统风口小套和渣口小套等设备的间接冷却水所设置。水量约为700 m3/h。在水泵房内设置高压循环水泵两台，一用一备，Q=730 m3/h，H=140 m。另为满足事故状态的供水，在水泵房设置循环水系统事故柴油机泵一台，Q=660 m3/h，H=140 m。管道出口设Q=800 m3/h自清洗过滤器一台。

2.2 中压净循环水系统

中压净循环水系统主要为高炉本体系统风口中套、渣口中套、风口直吹管、无料钟齿轮箱和炉喉喷水等设备的间接冷却水所设置。水量约为650 m3/h。在水泵房内设置中压循环水泵两台，一用一备，Q=670 m3/h，H=91 m。管道出口设Q=800 m3/h自清洗过滤器一台。

2.3 低压净循环水系统

低压净循环水系统主要为鼓风机站、空压站、热风炉液压站、热风炉助燃风机、矿槽除尘及出铁场除尘电机等设备的间接冷却水所设置。水量约为600 m3/h。在水泵房内设置低压循环水泵两台，一用一备，Q=630 m3/h，H=52 m。管道出口设Q=800 m3/h自清洗过滤器一台。

2.4 热水回水及上塔冷却系统

高、中压净循环水管出水泵房后经室外管网到高炉本体，循环水与工艺设备换热后流入风口平台的四个回水水箱中进行汇合，流入同一个回水主管，回水至净循环热水池。低压净循环水管出水泵房后经室外管网到各个用水点进行换热，回水至净循环热水池。

在水泵房内设置热水上塔泵三台，两用一备，Q=1300 m3/h，H=23 m。从净循环热水池把水输送至净循环冷水池上的四台机械通风逆流式玻璃钢冷却塔，设计水量Q=700 m3/h，进水温度45 ℃，出水温度35 ℃。经过冷却后，流入净循环冷水池，供系统循环使用。

3 循环水补充水处理

循环水补充水系统应参照《工业循环冷却水处理设计规范》设计。

软水密闭循环水为闭式循环冷却水系统，补充水量按0.1%进行考虑，补充设计流量为循环水量的0.5%～1%，其水质满足规范表3.1.9的要求，其浓缩倍率根据补充水水质确定。因原水水质较好，净循环水补充水直接采用工业水，如水质波动太大，应增加相关的水处理设备。

软水补充水系统用来补充密闭系统损失的水量，制备能力30 m3/h，配置原水自动过滤器1套，自动软水制备装置1套（2罐），全自动软水器采用二套多路阀及二罐配置系统，自动完成工作与再生的全部运行操作。软水存放于软水箱中，设置软水补水泵两台，一用一备，Q=30 m3/h，H=66 m。

4 循环水管道冲洗试压及清洗预膜处理

管道冲洗试压按《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》进行。清洗和预膜程序按照人工清扫、水清洗、化学清洗、预膜处理顺序进行。因软水密闭系统的特殊性，清洗预膜时，需要借助净循环水池，在施工图中要体现实施方案，需增加临时管道，完成后拆除。

人工清洗和水清洗为物理清洗，主要除去管道中的泥石焊渣等。化学清洗是在系统中添加化学药剂，除去系统中残留的油污、浮锈、泥沙等物质，为预膜创造良好的金属表面。预膜处理是在溶液中添加缓蚀剂，使金属表面迅速形成一层均匀的保护膜，使腐蚀反应停止或减缓。

5 循环水运行加药处理

系统运行时，根据循环水水质情况，投加适量的缓释阻垢剂及杀菌灭藻剂，确保减少系统的结垢和腐蚀，保证系统的换热效果，增加系统的使用寿命。