梅钢热轧浊循环系统过滤器的改造及运行效果

邹正东

1 概述

高速过滤器是压力式多介质过滤器的一种，其滤速一般为20～40 m/h。它是现代工业水处理的主要装置之一，具有滤速高、处理量大和自动化程度高的特点，非常适用于处理钢铁企业中炼钢、连铸和热轧等浊循环水（含有氧化铁皮及油质）[1]。

梅山钢铁于2012年完成二期建设，产能达到760万t/年，在热轧水处理系统建设中，引进了34台高速过滤器，分别应用于直接冷却循环水、层流冷却循环水二个系统上，对循环水水质进行净化处理。过滤器的技术参数为：

直径:5 m

滤速:35 m/h

过滤量:≥687 m3/h

压力:≤0.4 MPa

阻损:≤0.05 MPa

2 热轧浊循环水处理工艺介绍

热轧浊循环分为直接冷却水和层流冷却水两系统，主要处理轧线回水中悬浮物、氧化铁皮和油质，经冷却塔冷却后重复利用。具体工艺如图1、图2。

其中，浊循环旋流池的作用是分离较大粒径的氧化铁皮，起一次沉淀的作用，沉淀时间为8～15 min，表面负荷宜为20～30 m3/(m2h)；平流池的水力停留时间比旋流池要长，一般不小于30 min，表面负荷宜为4～6 m3/(m2h)，可去除较小颗粒的氧化铁皮，起二次沉淀的作用；平流池的出水经过过滤器达到去除悬浮物和油的效果，满足水质要求。

3 运行问题及解决措施

3.1 运行问题分析

二热轧刚刚投产时，轧线新设备调试，大量含油废水进入浊循环水处理系统，导致进水水质超出了系统处理能力。

另一方面，过滤器本体部分设备存在固有缺陷，所以，浊环水高速过滤器及其配套设备在使用之初就出现了一系列的问题，供水水质波动大，达不到要求，具体水质指标如表1。

图1 直接冷却水工艺流程图

图2 层流冷却水工艺流程图

表1 浊环水水质指标 mg/L

具体问题表现为：

(1)过滤器滤料板结、混层现象严重，滤料安装高度无标准。对浊环过滤器开盖检查及更换滤料时发现，石英砂与无烟煤混合在一起，无烟煤、石英砂、鹅卵石均糊满了大量的油泥，其中无烟煤、石英砂板结严重，造成过滤效果较差。同时，发现有4台滤层剩余高度低于 2 m（2#、16#在 1.5 m 左右，5#几乎无滤料）；但有的滤料高度仍超高（按照标准滤料层厚度为 2.6 m），如 1#、11#、13#、14#、15#、17#、19#均在 3.7 m以上。

(2)过滤器反洗强度控制困难，反洗强度大时大量滤料(石英砂、无烟煤)被冲出过滤器，排入预浓缩池，造成滤料大量流失，同时影响污泥处理系统的正常运转，水压低又导致单罐反洗水流量不足，反洗水量不足造成滤料清洗不干净，滤料发生板结、硬化现象，从而又造成过滤器正常过滤出水量减少及浊环水水质变差，浊环水中的油污未能有效清除，形成恶性循环。

(3)过滤器顶部自动排气阀动作不灵，导致气洗时罗茨风机经常憋压，减少风机使用寿命。

(4)过滤器存在漏砂现象，严重影响用户的产品质量。开盖检查时发现滤板与中心管焊接不牢，且滤帽松动较多，滤帽与滤板接触面不平整；且滤板下部由于设计原因导致部分水源永远排不尽，且内部滤料泄漏后在滤板下部易造成堵塞。

3.2 改造措施

3.2.1 过滤器本体改造

(1)采用新的滤料级配，以保证滤料有效的膨胀高度和过滤精度。在过滤器内壁进行滤料装配时，画出水平线，作为铺装高度标记，滤料级配为：

第一层：石英砂粒径2～4 mm，厚度500 mm

第二层：石英砂粒径1.2～1.6 mm，厚度700 mm

第三层：无烟煤有效粒径2.4～2.8 mm，厚度1400 mm

(2)针对过水量不足的现象，对滤帽的材质、形式进行了改造。通过与1422老线过滤器滤帽进行了对比，发现1780热轧的过滤器滤帽过水面积明显不足。所以更换时，拆除过滤器内原有滤帽，更换为与1422热轧过滤器滤帽同型号的长柄滤帽，滤帽紧固使用双螺母形式，防止滤帽在反洗时松动。

(3)对过滤器内部中心管进行补焊，滤板下部加焊；在滤板下部的U型槽处增设DN150管道，末端加设阀门控制，以便于在检修时可将此层水源排尽或将砂石清除，具体如图3。

图3 改造后U型槽

(4)将自动排气阀更换为气动阀门，并将气动阀门的自动控制程序写入过滤器的反洗控制程序中，实现自动自动控制。

3.2.2 管道及附属设施的改造

(1)针对反洗水量不易控制的现象，在过滤器出水总管上加装流量调节阀和压力变送器，降低余压反洗水量的波动现象，提高反洗效果。

(2)新增罗茨风机的变频柜，通过对风机电机进行调速来控制反洗气量；且对风机出气总管进行改造，增加防倒灌装置，降低风机的故障率。

4 改造后运行效果

(1)改造后的高速过滤器运行效果稳定，单台高速过滤器水处理流量由原来的400～500 m3/h增加到650 m3/h，供水水质指标的稳定性也大幅提高，减少了因喷嘴堵塞造成水冷效果不好而出现的质量事故，大大提高了生产效率，具体数据如表2。

表2 改造前后水质、水量对比情况

改造后的高速过滤器再未发生滤料跑料现象，且反洗周期由原来的12 h延长到现在的24 h，反洗水量由出水总管的流量调节阀控制，彻底杜绝了跑料现象的发生。

(3)改造后的罗茨风机运行状况良好，再无憋压、水流倒灌的现象出现，大大减少了风机的故障率，节约了维修成本。

5 总结

通过采取以上改进措施，过滤器的运行稳定性得到了提高，向1780热轧供水的水质、水量有了显著改善，因水量不足影响主线生产的概率大大降低，轧机作业率得到了明显的提高；同时，过滤器故障率的下降也降低了设备维护成本，促进了现场5S的管理。

[参 考 文 献]

[1]王绍文等．钢铁工业废水资源回用技术与应用[M]．北京:冶金工业出版社，2008