贵溪冶炼厂熔炼一系统循环水系统改造实践

2013-11-12朱圣高

铜业工程 2013年2期

朱圣高

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424)

1 引言

江西铜业集团公司贵溪冶炼厂熔炼一系统包括闪速炉、转炉和阳极炉三大炉。炉体结构上的共同特点就是采用大量不同类型的冷却元件对炉体进行强制性立体冷却，特别是闪速炉和电炉炉体。熔炼车间循环水体系中闪速炉炉体冷却水循环系统称为净化水I 系统，它包括冷却元件、冷却设备、贮水设备、供水设备、过滤设备、杀菌和缓蚀阻垢设备等。以前的二期改造，新建了一个600T 高位水塔和一个400T 低位循环水池。三期改造后闪速炉反应塔热负荷由1245MJ/m3·h 上升到1445MJ/m3·h，为了保证炉子的寿命及生产安全顺行，根据热负荷增加的量及一期投产以来至二期改造结束后的炉修及耐火材料损耗情况，三期闪速炉冷却水改造时新建了一个5000T 备用水池。

熔炼车间一系统区域内设备较多，设备冷却用水量很大。以前这些设备冷却水的出水直接外排，造成严重的浪费，同时外排的水被生产过程中外冒的粉尘污染，造成二次污染。为了有效地减少水资源浪费、减少二次水污染，现将区域内设备冷却用水全部接入循环水管网系统，重复利用，提高清水循环利用率，以节约能源降低生产成本。

2 改造内容

2.1 炉体用冷却循环水改造

2011年利用闪速炉大修的机会，熔炼车间将原有的冷热水混合降温循环系统，改为现在的机械通风冷却降温系统，即拆除原有1#5000T 水池，在其位置上建立新的热水池、冷水池、热水长轴泵及冷却塔。改造后闪速炉炉体冷却水回水直接进入1000T热水池，通过热水长轴泵将热水池中的热水引至冷却塔上进行机械通风冷却，经降温后流向1000T 冷水池。新建的1000T 冷水池通过二根DN1000mm管道与原800T 冷水池连通，同时新建的冷、热水池之间配置7 个连通口，如果3 台热水长轴泵同时出现故障，导致热水池水位升高，则热水池中的热水会通过7 个连通口溢流到1000T 冷水池内［1］。

改造前800T 低位水池正常补给水是由厂区净化水管网供应，5000T 备用水池是在水厂出现供水故障时才打开，向800T 低位水池补充给水，正常情况下5000T 水池中的水处于停滞不用状态。改造后800T 冷水池正常补水来源于5000T 备用水池，这样5000T 备用水池中的水处于循环过程中，不会成为死水，同时5000T 备用水池供水管线配置补给水流量计和调节阀，补给水量便于计量和控制。改进后的炉体冷却水循环系统流程图见下图1 和改造后的贮水池和设备明细见下表1。

图1 改进后的炉体冷却水循环系统流程图

表1 改造后的炉体循环水系统中贮水池和设备明细表

2.2 设备冷却水改造

2.2.1 改造前区域内主要设备用水量如下表2。从表2 中可以看出设备用水总量约为2642m3/d，如果直接外排将造成严重的水资源浪费和生产成本的增加。改造后对表2 中设备用水接入循环水管网中重复利用。

改造前区域内设备冷却水管为一进一出，即一根进水管和一根出水管，现在改为二进二出，即增加一根循环水进水管和一根循环水出水管。正常情况下连接到净化水管网的进水管和外排至地沟的出水管关闭，由循环水管网进行供水，只有在循环水管网出现故障的情况下才打开净化水管网临时供水。改造后区域内所有的风机和泵的出口管道配置观察镜阀组(三个手动阀和一个观察镜)和点检球阀［2］。见图2。

2.2.2 A 路线设备改造。改造前A 路线设备是指区域内其它辅助设备冷却水(如闪速炉、转炉锅炉排污、立式操作室空调、转炉隔热水套、区域内保温蒸汽疏水等)，改造后将其进、出水全部接入循环水管网，不安排观察镜阀组［3］，见图3。

图3 改造后辅助设备的出口管道配置图

2.2.3 新增的设备冷却水循环水管网系统。造后区域内各类设备冷却水出水回流后直接进入热水池，经热水泵输送到冷却塔上进行冷却降温后流向冷水池中，再由冷水泵供应到需要冷却的设备，如此循环往复。经冷水泵供应的冷却水一部分水流向纤维球过滤器进行过滤，净化水质，过滤后的水再回到冷水池中。冷水池与热水池之间的隔墙上配有三个连通口，热水池内有一溢流口，溢流水流至地沟。为了弥补循环过程中的水流失，增加了一根界外水管向冷水池补充水量，当冷水池液位低于下限值时自动打开进水阀进行补水。为了调整水质，延缓管道结垢，配套了杀菌和缓蚀阻垢加药设备，通过工艺人员定期定量加入［4］。具体循环流程见图4。

图4 设备冷却水循环示意图

2.3 新增场面水回收重复再利用系统

在设备冷却水循环水池东面建有一个场面水回水池，用于收集场面清洗后的回水。回水中的固体杂质在水池中沉淀，以后定期清理，水池表面的清水用水泵抽出用于场面清洗，循环利用［5］。具体流程见图5。

图5 新增场面水回收重复再利用系统流程图

2.4 新增阳极炉冷却水槽用废水重复利用系统

在阳极炉北面新建有一个冷却水槽用废水回水池，用于收集水槽中的废热水。通过循环和新加入冷水使水温下降以满足生产需要［7］。具体流程见图6。

图6 新增阳极炉冷却水槽用废水重复利用系统流程图

2.5 新增冰铜、渣包壳场喷淋水循环系统

在主厂房西南角新建有一个废水回水池，用于收集喷淋水系统中使用过中的废水。通过循环和新加入少量冷水使水温下降以满足喷淋系统需要［6］。具体流程见图7。

图7 新增冰铜、渣包壳场喷淋水循环系统

3 改造后的效果

(1)熔炼车间一系统此次改造后完成了节水减排项目的改造，将闪速炉、转炉、阳极炉区域内所有水冷设备(包括炉体冷却水和各处风机、循环泵、鼠笼、回转窑、空调等生产过程用水)的进出水接入循环水系统中，现在在天晴的情况下地沟内已经无外排水，实现了工业废水的零排放。

(2)熔炼车间一系统将FFB 和CFB 的连续排污水接入循环水系统中。原来的排污取样口安装了一个阀门，取样时临时打开排污阀即可。

(3)熔炼车间一系统废水收集池收集场面冲洗水和雨后初期污水，之后将池中污水送往硫酸车间处理。

(4)熔炼车间一系统将转炉喷淋水系统、阳极炉冷却水槽系统用废水重复利用，减少了外排废水量提高了生产效益。

(5)熔炼车间一系统闪速炉冷却塔随着生产热负荷的增加，尤其是在夏天，炉体冷却水的进水温度经常高达36～38℃左右，原来的3 台冷却塔已经不能满足冷却的效果，为了提高对循环水的冷却效果，在新建的热水池上方又新建了3 台冷却塔，提高了冷却效果，降低了用于降温用的补给水量［8］，因此减少了800T 水池的溢流水流量，保证了闪速炉作业率的同时降低生产成本提高了效益。

(6)熔炼车间一系统设备冷却水和废水收集池的相应设备(冷水泵、热水泵、冷却塔、纤维球过滤器、输送泵、冲洗泵等)都已投入正常运行中。对循环水系统操作进行全面培训，强化了系统运行管理。现已纳入车间日常管理范畴。