高炉冷却水系统的软水闭路循环

杨运岗
（安钢集团信阳钢铁有限责任公司，河南 信阳464194）

　　摘要：高炉冷却系统采用地下水作冷却水时，结垢严重，冷却壁经常被烧坏。采用软水闭路循环后，通过改善冷却水质量，冷却强度提高，冷却设备寿命延长，炉况稳定，冶强提高，综合指标得到改善。
　　关键词：高炉；软水；循环冷却水；密闭式循环冷却水
　　中图分类号：TF066.7；TU991.4
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009－2455（2001）06－0022－02

概况

　　安钢集团信阳钢铁有限公司现有4座 120m³高炉，采用的是工业水冷却。1座 120 m³高炉的冷却水量为200 t／h，水源来自于地方水库，近几年，由于地下水位逐年下降，天气干旱少雨，水的问题威胁着高炉正常生产。
　　由于工业水水质硬度高，在冷却壁通道壁上容易结垢。由于水垢导热系数约为铸铁导热系数的1／80，当热流强度为 l.672× 10⁵kj／（m³·h）时，1mm厚的水垢将造成约159℃的温差，普通铸铁在500℃就开始变形。因此，水管内局部结垢 3～4 mm就会引起巨大温差，虽然清洗水垢的方法由酸洗改为高压砂洗，效果不错，但仍不能彻底解决结垢的问题，影响冷却效果。因此，通过借鉴和探索，并结合我公司的实际情况，对高炉冷却系统进行改进，采用软水闭路循环冷却，从根本上解决了水管内壁结垢问题；并且减少了补充水量。

1 主要技术性能指标

1.1 工艺参数
　　总负荷：3.0 × 10^６kJ/h
　　循环流量：200 t／h
　　冷却壁进水温度：＜55℃
　　冷却壁出水温度：≯ 60℃
　　膨胀罐压力: 0.15 MPa
　　系统工作压力：0.3 MPa
1.2 软化水指标
　　总硬度: 0.02 mmol／L
　　含氧量: 0.1mg／L
　　含油量：5mg／L
　　pH值：7～8.5
1.3 循环水质控制标准
　　碱度＜lmmol／L
　　含盐量＜5000 mg／L

2 工艺流程

　　启动循环泵将集水罐内处理后的软水送到空气冷却器管束内冷却，使水温降至55℃以下，再输送g至高炉，自下而上将水均匀分配到下连箱、冷却壁书通过冷却壁对炉体进行冷却，出水温度上升至60℃以下，到上连箱进人膨胀罐，流回集水罐。系统在运行中渗漏、蒸发、散失部分水量，由软水站定时向集水罐中补充软水，并通过加药系统加人定量缓蚀剂。高炉区事故停电时可转换为重力汽冷运行。上述流程如图1所示。

3 清洗、预膜和运行

　　系统安装完毕后，进行清洗和预膜，对软化水进行化学处理，使水质达到设计控制的标准。
3.1 清洗
　　选用NJ－100油垢清洗剂，它是以表面活性剂及有机溶剂为主的水溶性液体，具有亲油基因和亲水基因，能有效地降低水的表面张力，具有浸润、渗透、乳化、分散等作用。
　　系统采用环流法清洗。按贮水量为 31m³，加药原液 70 mg／L计算，须向系统一次性加药 2.17－3.0 kg。启动循环泵，使水循环至浊度最大不再增加时用F净系统贮水。若发生大量泡沫时，可投加 NJ－803高效灭泡剂即可清除泡沫。
3.2 预膜
　　选用NJ－304预膜剂。
　　按系统贮水量 31m³计，NJ－304的投加量为200 mg/L，将 NJ－304调成浓度为 5％药液备用，按每立方米软化水加 5％浓度药液4 L计算，系统加药液为 124 L。
3.3　运行
　　系统运行时，按 200 mg／L的加药量加人浓度为5％的NJ－304，每2 h检查一次循环水中总无机磷含量，控制指标在20 mg／L，低于此数向系统补加药液。
　　NJ－304缓蚀剂基本上能够控制系统的腐蚀结垢，使循环水质标准控制在设计范围以内，达到了高炉工艺要求的需要。

4 运行效果

　　采用工业水冷却，冷却水质不稳定，造成冷却水管内表面结垢，使得其热阻增加，冷却水管内径减小，由此减小了冷壁体与冷却水的对流换热量，当结垢的厚度为 1.5 mm时，冷却壁与冷却水的对流换热量减小7％。高炉中修时，经测试发现冷却水管垢体厚度达 3～7 mm，按 3 a运行周期计，结垢速度为2.0 × 10^-10m/s，冷却壁与冷却水的对流换热量减少30％。这样，结垢使冷却壁长期处于高温负荷区，不但会加速它自身的破损进程，而且还会威胁到邻近的冷却壁破损，后果不堪设想。因此，3～5a就得更换全部冷却壁。而改用软水冷却后，水质经过化学处理，硬度降低了，水管结垢问题从根本上得到了解决。再从高炉操作运行记录表看出，冷却壁进出水温差均在5℃以下，基本消除了结垢，使冷却壁被冷却水带走90％以上的热量，冷却壁的寿命可延长3～5a，提高了冷却强度。
　　运行实践表明，影响高炉寿命的主要因素是冷却水质和冷却设备，二者相互联系，决定着高炉主要技术经济指标的提高。表1列举了我公司l号炉冷却系统改造前后的主要技术经济指标变化对比情况。
　　通过对比可以看出，炉况稳定运行，冶炼强度提高了，综合指标得到了改善，其直接和间接效益是可观的。

作者简介：杨运岗（1965-）,男，水暖通风助理工程师，电话：0376-8672594.