高炉循环水系统工艺

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

2、要采用循环给水，并尽可能提高循环利率。 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

3、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 。 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，

4、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 HH LL 1#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 DN800 DN800 DN500 DN700 DN500 DN800DN800 生产消防水 （2格） DN

5、700DN600 DN500DN450 DN450 DN400 DN450DN400 DN450 DN400 DN150 DN150DN200 DN100 DN250 DN400 DN25 DN25 3500m3/h 2900m3/h 600m3/h 2060m3/h 910m3/h1150m3/h 最小：1.75m3/h 最大：17.5m3/h DN600 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

6、风口中套 脱气罐 稳压罐 HH LL 1#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 DN800 DN800 DN500 DN700 DN500 DN800DN800 生产消防水 （2格） DN700DN600 DN500DN450 DN450 DN400 DN450DN400 DN450 DN400 DN150 DN150DN200 DN100 DN250 DN400 DN25 DN25 3500m3/h 2900m3/h 600m3/h 2060m3/h 910m3/h11

7、50m3/h 最小：1.75m3/h 最大：17.5m3/h DN600 1#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1 2.5m/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V 2、

8、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/hH59m500kw 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/hH112m5

9、60kw 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：

10、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

11、，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

12、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 软水池流量表软水池进水管 软水池液位计软水池内 软水

13、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

14、质管理指标 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

15、蚀及表面沉积考量，选用 铜缓蚀剂及亚硝酸盐复合配方，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4

16、3 ，送水SS 10 mg/l ， 补充水量为67m3/h 。 盘片式过滤器反洗水进入反洗水池，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、

17、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 DN250 DN350DN300 DN150DN100 DN300DN250 DN250 DN250 DN350DN300 DN200 DN80 DN200 DN300DN300 DN100DN100 DN250 DN250 排污 DN400 7.39m3/h 蒸发损失6.7m3/h 风吹损失1.3

18、4m3/h DN100 最大：1260m3/h DN50 DN50 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/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

19、。 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

20、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

21、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（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

22、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/h 237m3/hDN400 DN300 DN300DN250 DN350 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

23、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 DN1400DN1200 DN1800 鼓风机站 钢混冷却塔 T=43 T=33 T=33 DN2000 DN1800 DN1400 DN1400 DN1400 DN1400 DN1400 DN1200 DN1200 DN1200 DN1200 DN1200 TRT、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 DN300 TRT、空压站 DN500 DN