高炉炼铁冷却水系统故障应急措施

蔡 飞 赵晓军 李恒旭

作者通联：辽宁鞍山鞍钢股份有限公司炼铁总厂高炉点检作业区 辽宁鞍山市 114031

E-mail：229872554@qq.com

一、概述

高炉冷却水系统主要作用是给各种冷却设备提供水，保证冷却设备的热流强度控制在所能承受范围之内。高炉冷却水系统包括：高炉本体冷却水系统，齿轮箱冷却水循环系统，风口小套等工业高压净环水循环系统，液压站等低压工业净环水系统。考虑到冷却水系统生产过程中的缺憾，增加相应设备和管路，对岗位加强管理，对工艺加深理解，增强对事故的应急处理能力。

二、齿轮箱冷却水循环系统工艺流程及应急措施

1.齿轮箱冷却水循环系统工艺流程

齿轮箱冷却水循环系统工艺流程中，给水厂供给的工业新水由浮球阀控制水位，自动补水，进入水箱，由提升泵站水泵加压，打到炉顶水冷站，经过过滤器过滤后，一路进入接受罐(煤气均压罐)，平时对齿轮箱冷却水循环系统进行补水(首次使用的齿轮箱循环水也由此路水供给)。另外一路水经过过滤器过滤后供给板式换热器，与齿轮箱循环冷却水进行热交换，进水温度控制在40℃以下的前提下，保持齿轮箱循环系统水温＜50℃。接受罐相当于水箱(水源)，水泵将接受罐内的水加压，首先经过自动反冲洗过滤器进行过滤，然后进入板式换热器，将齿轮箱传来的热量交换给提升泵站水系统，在板式换热器内完成热量交换，降低齿轮箱冷却水循环系统的循环水温度，最终将冷却水送到上水槽，再由上水槽自上而下流经下部8块水冷却板的水管中，最后经下水槽回水到接受罐。为实现冷却水从上水槽到接受罐之水的回流，上下水槽之间、下水槽与接受罐之间有管道连接，保证三者上部空间所充气体压力达到动态相等，从而达到水冷齿轮箱的水自动流回接受罐的目的。为保证上水槽不发生向高炉内漏水，上下水槽之间有溢流管，上水槽水位过高，水自动溢流到下水槽。

2.利用现有设备提高应急能力措施

（1）齿轮箱所供冷却水完全断水情况下，经DN65管路通入齿轮箱内的氮气及同时开启事故氮气阀门经过DN100管路通入的氮气量，可以保证齿轮箱至少4h连续工作，最大可以达到12h。由于齿轮箱的温度受顶温的影响，因此氮气的密封、吹扫、冷却作用时间会发生相应变化，齿轮箱的有效工作时间会随之变化，因此处理故障的时间要以齿轮箱的实际温度曲线为依据，并保留一定的节余时间，以便对故障进行快速处理。

（2）提升水泵断水情况下，为确保齿轮箱水冷系统热交换和补水顺利进行，可以关闭水冷站内的提升泵阀门，采用风口高压管线供水。冬季气温低，管路内的存水容易冻结，需要将上部进气阀门和提升泵站内的放水阀门开启，放净管道内的存水，防止提升泵站至水冷站的管路冻裂。

（3）水冷站循环泵断水情况下，为确保齿轮箱水冷系统热交换的顺利进行，开启补水管道上与齿轮箱水系统的连接阀门，直接补水至上水槽进行水冷却。由于水向接受罐内连续补充，罐内水位持续升高，在故障排除期间，定期向外排水，但是要防止罐内水被排空，均压氮气随之排出，通风不良位置要防止氮气窒息，发生人身伤亡事故。

三、高炉除盐（软）水闭路循环系统存在缺憾及应急措施

1.新1#高炉蒸发式空冷器存在缺憾

新1#高炉建成投产，蒸发式空冷器运行状况一直良好，随着设备的运行，光管管束外表面结垢问题日益凸现，冷却效果随之变差，加上炉尘、烧结灰尘等进入喷淋水中，管束上方的喷淋水管堵塞，喷嘴无法喷下水。加上设计方面的原因，疏通花费时间长，给设备维护及管理带来极大麻烦。北方天气转冷后，蒸发式空冷器风机上方的水蒸气弥漫，能见度低，给维修带来安全隐患。

2.蒸发式空冷器应急措施

（1）用高压水枪出口的高压水对管束进行清洗，处理掉附着在管束上面的水垢，恢复原有的冷却效果。

（2）增加蒸发式空冷器台数。由于空间位置影响，生产期间无法增加，但可以有效利用现有设备，来控制高炉循环水温。

高炉正常生产状态下，除盐水闭路循环Ⅱ系统（高炉循环水）9台蒸发式空冷器风机和喷淋水泵满负荷运行，去高炉水温度基本控制在40～45℃。根据经验，Ⅰ系统（热风炉循环水）水温度一直维持在40℃以下，即使夏季，3台蒸发式空冷器仅运行2台，便可满足生产需要。考虑把热风炉循环水系统其中靠近高炉循环水系统的1台蒸发式空冷器，增加阀门及管道，可以随时切断任意一水系统的水，冷却另外一水系统，以互为备用。增加1台蒸发式空冷器后，高炉正常生产，温度控制在35～40℃，即使进入7月后，天气炎热，Ⅱ系统高炉循环水温度一直有效控制在35～40℃，减少了补充新水量。

3.蒸发式空冷器改造需要解决的难题

（1）生产运行期间增加管道和阀门。有压力作用下，在DN600和DN900主管道上增加管道和阀门。先将DN300管道和法兰在主管道上焊接完毕，闸阀安装在所焊接的管道上，垫片位置正确，所有螺栓紧固。钻机在阀门上装好，密封正常后，开启阀门到最大位置，保证钻机在主管道上所开的孔径最大，转动钻机，在主管道开孔后，退出钻头，关闭阀门，钻机拆卸下来即可，其他管道和阀门的连接，可在正常情况下进行。

（2）热风炉水系统减少了水管道管径，循环水流量减少，在保证控制温度的前提下，开启来水与回水连接阀门，调节流量，达到原来供水量。利用高炉大修机会，把管束蒸发式空冷器更换为板式蒸发式空冷器，同时在原台数基础上再增加2台，新更换的板式蒸发式空冷器，可以不再拆卸风机，直接停机后进入风机下方，更换喷嘴，对垂直板的孔径进行清洗，方便了维护，同时维护人员工作量大大减少。

四、高炉、热风炉除盐（软）水闭路补水系统存在缺憾及应急措施

高炉、热风炉两个水系统中，原来用2台补水泵作为一个独立系统，当一个系统的2台泵同时出现故障时，就不好处理。为此，将两个系统的4台水泵并联，出口管道中间位置增加连接阀门。正常情况下，连接阀门关闭。事故状态下，假定高炉补水泵出现故障，需要采用热风炉补水泵向高炉氮压罐内补水，确保水位处在上限。首先将去热风炉氮压罐管路上的阀门关闭，防止两系统水串通，然后开启连接阀门，操作箱上采用手动启动水泵，补水到氮压罐水位上限，补水完毕停泵。

故障处理时间受故障前补水时间间隔限制，同时水系统突发大量漏水，补水频繁，会极大影响补水时间间隔，氮压罐内水位一般在2m以上，可以大大延长补水时间。如果故障发生在夜间，由于夜间查找、作业难度较大，故障排除时间会相对较长，补水泵并联会显得非常必要。

制水过程故障或高炉突发事故造成大量漏水，除盐水制水量无法满足继续供水，为确保供水安全，采用工业新水直接替代除盐水。故障排除后，在管道的最低点及其他排污点进行排污，同时加药处理。可在新水管道上直接架设一条旁通管道直接进入除盐水箱，以备紧急使用。正常情况下，关闭旁通管路上的阀门，使用除盐水，事故状态下直接使用新水进行补水。

五、自清洗过滤器工业净环水循环系统及应急措施

自动反冲洗水过滤器罐体内的横隔板将其内腔分为浊水腔和清水腔，横隔板上安装内外两环、多根过滤柱（过滤柱为不锈钢丝的多棱结构，坚固耐用，过滤精度根据过滤水质要求而数值各不相同）。给水厂净环泵站循环泵送来的净环水经入口进入浊水腔，又经隔板孔进入过滤柱的内腔。大于过滤柱缝隙的杂质被截留，清水穿过缝隙到达清水腔。所有过滤柱滤过的水在清水腔内汇合，由出口输出。

当杂质在过滤柱内积累到一定厚度时，会使浊水腔与清水腔产生压力差。随着杂物增加，将使过滤水量减少，过滤压差增大。当压差达到一定值时，出水口压力降低，接在进出水管之间的压差计开始工作，发出命令，使电动装置转动工作，同时，排污阀门延迟一段时间后自动开启，当排污吸盘转至滤柱入水口下方，过滤后的压力水以过滤时的反方向冲刷滤柱空隙，将阻挂在滤孔入口处的杂物经排污吸盘及排污管，排到罐体外的污水井内。这样依次对滤柱进行清洗，过滤过程却不中断，直至完成各个滤柱的排污动作，杂质冲洗干净后，排污阀门自动关闭。

过滤柱内杂物淤积时且在内外环自动逐根排污失效的情况下，先将其中一台自动反冲洗水过滤器入口的电动阀门缓慢关闭，同时注意观察自动反冲洗水过滤器前后压力表数值的变化，如果数值变化不大，仍能满足生产需要，不影响正常供水，可以关闭该自动反冲洗水过滤器出口阀门，检修自动反冲洗水过滤器。如果不能满足生产需要，就不能关闭前后阀门进行检修。改换另外一台自动反冲洗水过滤器进行试验，决定是否关闭阀门进行检修。关闭入口阀门后，把罐体底部手动排污阀门打开，出口阀门连续进行开关几次，利用水的冲击，把过滤柱内杂物冲洗下来，从罐体底部排污管道排出，直到压差满足生产需要，然后采用相同方法对另外一台进行冲击式清洗，直到满足生产需要。采用此方法，可全部清洗或除了排污吸盘正好对着的两根过滤柱外的其他全部清洗，但此时不能连续供水。