炼钢厂循环冷却水系统的节水改造措施.doc

炼钢厂循环冷却水系统的节水改造措施金亚飚（上海宝钢工程技术有限公司 ， 上 海 201900）摘 要 ： 某 炼 钢 厂敞开式净循环冷却水系统在运行过程中发现电导率低 、 工业新水补充水量较大 、 排 污 水 量 较大 、 生产废水管道 结垢严重等问题 。 通过现场调研和理论分析 ， 确认了不恰当的用水是造成电导率低 、 补 充 水 量 大 、 排污水量大的 原 因 ； 生产废水管道结垢是由于炼钢高碱度废水与炼铁高硬度废水在废水管道中汇合发生了反 应 所 造 成 的 。 通过调整用水水源并将炼钢废水回用于渣处理的技术措施 ， 从而起到了节水改造的效果 。关 键 词 ： 炼 钢 厂 ； 循 环 冷 却 水 ； 节 水 改 造中 图 分 类 号 ： TF085； X757文 献 标 识 码 ： B文 章 编 号 ： 1009 2455（2009）04 0052 03某钢厂炼钢循环冷却水系统包括敞开式净循环cm， 净 循 环 水 平 均 电 导 率 为 360 370 S cm，工冷 却 水 系 统 、 密闭式纯水循环冷却水 系 统 、OG 浊连 铸 浊业新水平均补充水量约为 190 m3 h，平 均 排 污 水 量循 环 冷 却 水 系 统 、RH 浊循环冷却水系统 、约为 100 m3 h；按电导率计算 ，实际系统浓缩倍数 循环冷却水系统等 。净循环冷却水系统设计总水量仅 为 13 14。 而原先设计的 系统浓缩倍数为 25，约 9 000 m3 h，密 闭 式纯水循环冷却水系统设计总 实际浓缩倍数远低于设计浓缩倍数 。从水量 平 衡 的水 量 约 3 000 m3 h， OG 浊 循 环 冷却水系统设计总 水 量 约 1 400 m3 h， RH 浊循环冷却水系统 设 计 总角度分析 ，循环冷却水系统浓缩倍数低意味 着 循 环冷却水系统实际补充水量大于实际需求量 ，而 循 环水 量 约 1 200 m3 h，水 量 约 1 000 m3 h。连铸浊循环冷却水系统设计总 净循环冷却水系统以工业新水 冷却水系统实际排水量却大于要求的排水量 ， 致 使循环水没有得到有效的浓缩 ，从而导致循环 冷 却 水为补充水 ； 浊循环冷却水系统以净循环冷却水系统排污水和全厂回用水作补充水 ， 浊循环冷却水系统 排污水送全厂生产废水管网 。经过一段时间的运行 ， 净循环水系统存在循环系统的电导率难以达到原先设计的要求 。 净 循 环 冷却水系统的补充工业新水一般都是直接补水 进 入 冷却塔下的冷水池的 ，由液位控制相关阀门自 动 开 启补水或自动关闭停止补水 。 因此， 导致净循 环 冷 却水系统浓缩倍数低或者说电导率低的直接原 因 应 该 是有大量的净循环水脱离了净循环冷却水系统 。根据实际浓缩倍数 13 14 和 工 业 新 水 平 均 补 充 水 量 190 m3 h， 计 算 约 有 140 m3 h 的 净 循 环水排出了净循环冷却水系统 。水电导率低 、 工业新水补充量较大 、排污水量较大等问题 。 另外， 循环水处理设施排出的炼钢废水与炼铁废水在全厂生产废 水管网中交汇后产生沉淀 ，使 100 多米的生产废水总管严重结垢 ，原先通径为DN 500 的钢管只剩下了约 50 mm 的孔洞 。经 现 场 调 查 分 析 ，确认了造成循环水电导率 净循环冷却水系统用户净循环冷却水系统的主要用户有连 铸 机 冷 设 备 、 LF 变压器及液压系统 、 转炉汽化冷却设备 、12低、 补充水量大 、 排污量大 ， 以及全厂生产废水总管严重结垢的原因 ，采取了调整用水水源并将炼钢废水回用于渣处理的技术措施 ， 从而起到了节水改造的效果 。板 式 换 热 器 、OG 喷 淋 塔 水 封 用 水 等 。连 铸 机 冷 设备 、 LF 变压器及液压系统 、 转炉汽化冷却设备 、板式换热器等 用户均循环回水至冷却塔 、 冷 水 池 ，只 有 OG 水 封用水是无法回水至净循环冷却水系 净循环冷却水系统浓缩倍数低的原因分析净循环冷却水系统水量平衡111统， 而是随即进入了 OG 浊循环冷却水系统 。湿 法 OG 烟气净化广泛应用于国内钢厂的转炉 环 水 量 为 9 000 m3 h 的净循环冷却水系统实际所 需的排污量也 仅 为 50 m3 h 左 右 。因此仍按照原先 烟气处 理 系 统 中 。汽化冷却烟道与 OG 喷 淋 塔 的 连浓 缩 倍 数 为 25 的 运 行 模 式 ，从净循环冷却水系统 接 有 两 种 方 式 ，一 种 是 采 用 金属补偿器和水冷夹 抽 取 约 130 m3 h 的 水 供 OG 水封使用是不 符 合 实际情况的 ， 特别是目前净循环冷却水系统未满负荷套， 仅需要水进行设备间接冷却 ， 一般采用净循环水冷却循环使用 ； 另一种是采用溢流水封和水冷夹运 转 ，循 环 水 量 仅 为 6 000 m3 h。不恰当的用水是 套， 按照设备的要求 ，由于烟道出口处的烟气温度造成净循环冷却水系统浓缩倍数难以上升 、水质电导率指标难以达到设计指标的原因 。净循环最 高 可 达 1 000 ，因此水封用水要求外接水源 （如工业新水或净循环水等 ）而 不 采 用 OG 系 统 本 身的浊循 环 水 ， 进 入 OG 溢流水封的水随即流入喷淋 塔。 该炼钢厂的转炉烟气处理系统采用湿法 OG 烟全厂生产废水管网结垢的原因分析 炼 铁 区 域 生 产废水通过一根 DN 400 废 水 管 道 外 排 ， 在与炼钢区域生产 废 水 管 （DN 400）连 通 后 ，2气净化工艺 ，汽化冷却烟道与喷淋塔的连接采用溢汇 合 为 一 根 DN 500 总 管 送 至 全厂废水处理站 。在流水封和水冷夹套方式 ， 其 补水采用的是净循环 水， 最终进入 OG 浊循环冷却水系统 。实际运行中 ， 经检测 ， 炼钢区域排出的生产废水为高碱度废水 ，炼铁区域排出的生产废水是高硬度废OG 喷淋塔水封总补水量约为 130 m3 h，水 压水， 两种废水合流后产生结垢 。 经过排查 ，发现排03 MPa， 水 温 40 ， 用 户 点 标 高 47 m，用 水 制 度水总管处管道堵塞相当严重 ， 管道过水断面仅相当为 连 续 用 水 。 该水直接排入高架流槽 ，浊循环水系统 。回 水 入 OG于 DN 150 管 道 ， 过水能力不及原设计的 20，致炼钢和炼铁区域生产废水难以正常排放 。导从用户用水分析来看 ， OG 喷淋塔水封采用净 由 于 OG 汽化冷却烟道与喷淋塔连接采用 的 是循 环 水 ，且 水 量 与 11 节 中 分 析 的按实际浓缩倍数 溢流 水 封 ， 该水封必须用水 ，且 不 能 采 用 OG 本 身计算的净循环排水量非常接近 ， 因 此 OG 喷 淋 塔 水的 浊 循 环 水 ， 需要另外提供水源 。 OG 浊 循 环 冷 却水系统的水量不平衡是无法改变的 ， OG 浊 循 环 冷 却 水 系 统 必须排放大量废水进入全厂生产废水系 统 。 根 据 统 计 ， OG 废水排放量约占炼钢排放废水 封用水应是造成净循环冷却水系统浓缩倍数低 、导率低的直接原因 。电系统分析在该炼钢厂工程设计时 ，13工业新水水质电导率总量的 60 70， 因此，该炼钢厂的 生 产 废 水 具的 参 照值根据以往当地工程的实际经验取 500 S cm， 净循环冷却水系统水质电导率指标为 1 250S cm， 因此按电导率计算 ， 净循环冷却水系 统 的有典型的 OG 生产废水水质 。OG 废水含有较高的 悬 浮 物 ，随着吹炼期的不 同 ， 其含量变化范围也很大 ， SS 的 质 量 浓 度 一 般浓 缩 倍 数 是 25。按照净循环冷却水系统浓缩倍数 在 5 15 g L 范 围 内 ， 最 高 时 可 达 19 g L。废 水 中为 25， 循 环 水 量 为 9 000 m3 h，净 循 环 冷 却 水 系的 悬 浮 物 以 FeO 为 主 ， 为 黑 褐 色 ；同 时 由 于 炼 钢统 理 论 上 须 排 出 约 150 m3 h 的 排 污 水 。为 贯 彻 串时投加石灰作为造渣料 ，因 此 有 大 量 的 Ca2 进 入级用水的节水措施 ， 同时考虑到净循环排污水量可废 水 中 ， 并 使 废 水 呈 现 碱 性 ， pH 值 最 高 可 达 12。满足 OG 喷淋塔水封用水量的要求 ，因 此 直 接 从 净因 此 ，OG 废水是高碱度废水 ，也 导致了炼钢厂的 循 环 冷 却 水 系统中抽取了约 130 m3 h 的 水 量 作 为净循环冷却水系统 排 污 水 向 OG 喷淋塔水封供水 ，从而使该部分水进入了 OG 浊 循 环冷却水系统并最 终排放至全厂生产废水管网 。但近期该炼钢厂上游水源水库水质大幅度提 高， 根据实际运行状况 ， 工业新水电导率平均值约炼钢废水也成为高碱度废水 。为避免炼钢高碱度废水与炼铁高硬度废水反应 结 垢 ， 应在炼钢废水排放前进行 调 节 pH 值 处 理 。根 据 试 验 结 果 ， 如果将炼钢废水 pH 值 调 低 至 9 10 之 间 ，炼钢废水不再会与炼铁废水产生 结 垢 的化学反应 。为 280 290 S cm，远远好于项目建 设 时 期 的 预3改造方案估指标 ， 按照净循环冷却水系统水质控制指标 ，循 环 冷 却 水系统的浓缩倍数应提高至 4 左 右 ，净循31OG 水封供水改造OG 喷淋塔水封用水 原采用工业新水或净循环 水。 根据将回用水 、 工业新水 、净循环水进行水质渣处理用水水质要求和用水方式从 水 质 分 析 ， OG 浊 循环水的水质确实低于全 322对 比 后 ， 确 定 将 OG 喷淋塔水封水源改为回用水 （回用水进行了脱硬处理 ）。水、 净循环水水质对比 。表 1 为回用水 、工业新厂回用水 。 但从工程实际情况来看 ，泼渣箱对用水水质要求较低 。冷却栈桥和热渣罐冷却栈桥用水方式为在渣罐冷却区内每个表 1 回 用 水 、 工 业 新 水 、 净循环水水质对比 作 业 点 设 1 个 DN 20 的宝塔头和手 动 阀 门 ，使 用水 质 项 目回 用 水净 循 环 水时开启手动阀门 ， 由宝塔头向渣罐喷水 ，头喷水量约 2 4 m3 h。每个宝塔pH 值（悬 浮 物 ） （mgL1）总 硬 度 （mgL1）（以 CaCO3 计 ）钙 硬 度 （mgL1）（以 CaCO3 计 ）7 8 10 250 100 100 600 500 不 限 不 限 1 000不 限 5007 9 20 375 250热泼渣箱用水方式为在渣箱热泼场内每个作业区 设 1 个 DN 100 的 旋 转 喷 头 和 电 动 阀 门 ，使 用 时M碱 度 （mgL ）（以 CaCO3 计 ）1开启电动阀门 ， 由旋转喷头泼水 ，水量约 30 m3 h。单个旋转喷头喷 Cl-） （mgL1） 150（SO42-） （mgL1）无 论 是 DN 20 的 宝 塔 头 还 是 DN 100 的 旋 转 喷头， 其对进水水质的要求应远不及 OG 喷 淋 塔 喷 头 的要 求 高 。 另 外 ， 考 虑 到 OG 浊循环水中加入过大 量的分散剂 、 阻垢剂等 。 因此， 炼钢废水应可以用于渣处理的冷却栈桥和热泼渣 。（总 铁 ） （mgL1）（可 溶 性 SiO2） （mgL1） 电 导 率 （Scm1） （TOC） （gL1）（蒸 发 残 渣 （溶 解 ） （mgL1） 1 250 （油 ） （mgL ） 5 1323实施方案及效果按此方案执行后 ， 使净循环水的电导率达到了设计要求 ， 大大提高了净循环冷却水系统的浓缩倍在炼钢废水排至全厂生产废水管网的总管上另接一套管路 ， 接至渣处理冷却栈桥和热泼渣箱用水 管路。数，有效地减少了工业新水的用量并提高回用水用量， 平均每小时节约工业新水用量 50 m3 h 以上。炼钢废水能回用于渣处理 ，实现生产废水的串炼钢废水回用改造由于炼钢废水均有高碱度特性 ， 如果将其全部级 使 用 ， 建成后减少了渣处理回用水量约 70 m3 h（平均值 ）， 减少了炼钢排入全厂废水管网废水量约50 60 m3 h。32调 节 pH 值 后 再 排 入 全厂生产废水排水系统 ，剂投加费用较高 。 为大力贯彻节能减排措施 ，研究其回用于炼钢渣处理的可行性 。其 药积极结语从某炼钢厂循环水系统运行过程中产生的问题 分析和后期解决该问题的节水改造实施方案 ， 可以得到如下的启示 ：4321渣处理用水量要求炼钢渣处理主要水用户有滚筒冷却 、站、 固定环冷却 、 冷却栈桥 、 热泼渣箱 、淋 及 除 尘 等 。 在 渣 处 理 各 工 艺 用 水 中 ，石灰喷涂链板机喷 工 艺 冷 却（1） 在循环冷却水系统中 ，跨系统的用户十分重要， 它对整个循环冷却水系统的水量平衡会产生很大的影响 ， 必须引起高度的重视 ；（滚 筒 冷 却 ） 用 水 是 浊 循 环 水 ，其余用户是直流用 水。各直流用户的排水经蒸发后以明沟回水至沉淀（2） 废水回用应是节水减排研究的重点 ，废水池， 沉淀后再进入吸水井 ， 供热泼渣滚筒冷却循环使用。回用应优于废水处理 ， 废水得到充分的串