炼铁厂渣处理系统节水改造

2018-02-17徐润益

冶金动力 2018年11期

徐润益

（河钢宣钢炼铁厂，河北张家口 075100）

前言

宣钢炼铁厂高炉水渣处理方式，除3#高炉采用底滤法外，1#、2#、4#高炉均采用嘉恒法，即热熔渣经渣沟流入粒化塔内，在流经由冲制箱喷出水流后，经水流冲刷和水淬将热熔渣急速冷却为粒径较小的水渣可乐，并被水流带入脱水器内经转鼓渣水分离后，用皮带将水渣运至渣场。经过多年实践生产运行，逐渐发现公司的这四座高炉渣处理系统，除3#炉渣处理系统相对稳定外，1#、2#、4#高炉渣处理系统存在诸多问题，系统故障率较高，备品备件更换频繁，检修工作量大，运行维护费用高。特别是水耗严重。必须进行改造。

1 节水改造的必然性分析

1.1 1#炉冲渣返渣系统改造中，新增了汽提机、螺旋机和小皮带机，主要对回水含渣在沉淀池内积聚产生的板结渣进行提取、分离、输送，汽提机提出的渣子在螺旋机内旋转分离，渣子落入小皮带转运至其他皮带系统，螺旋机内回水通过回水管回流至循环池内，螺旋机呈倾斜状，由于螺旋机尾部置于的回水管与螺旋机顶部位置差较小，分离出的渣子仍含有少量的水，导致整个皮带系统带水、漏水，渣场污水产生多，给冬季皮带生产带来较大隐患，也给渣场污水消耗增加难度。

1.2 2#炉冲渣生产系统在在线生产3座高炉渣处理系统中，水资源消耗量最大，特别在1#炉冲渣生产使用渣场污水、3#炉冲渣生产采用焦化废水，工业清水消耗量大幅降低的情况下，2#炉冲渣清水消耗量成为厂关注的焦点，也成为作业区节水的主要目标。

1.3 2016年焦化废水引入冲渣生产，由于焦化废水粘度高，加剧了过滤池内渣子间的粘性，导致过滤池过滤性能变差，依靠过滤池底部铺设的石子进行过滤回水的能力变差，致使渣处理适应焦化废水的能力变差，导致系统设备设施在正常生产中的能力变差，导致渣沟、过滤池边跑冒滴漏现象严重，现场综合治理难以推进。

1.4 3#炉冲渣过滤池底部铺设的石子，自2016年设备能源部循环泵站溢流水及焦化废水引入应用以来，受此两股废水粘性的影响，石子粘连、透水性变差，过滤池设计使用寿命超标，使用废水生产以来，过滤池在超寿命使用三个月的情况下，过滤板结、不下水日益突出，已经影响到正常冲渣生产。

1.5 1#、2#炉渣处理系统生产中，渣水分离不能做到彻底，经皮带转运至渣场的成品渣含水量依旧很大，为了减少污水外排造成水资源浪费，对渣场污水进行回收至距离较近的1#炉北场冲渣循环池，用于冲渣生产。但冲渣随高炉倒场，当北场停场检修时，渣场污水不能达到定时定量的消化，导致污水积聚，拉渣车辆出入渣场通行受阻，需要外排，既给现场综合治理带来一定困难，又加剧了水资源的极大浪费。

1.6 3#高炉渣处理系统采用底滤法，系统回水在冬季还将作为厂区附近居民楼的取暖，主要依靠热水泵房内3台采暖泵的作用，将回水供给居民楼采暖；夏季，在热水泵房3台冷却泵的作用下将回水供给凉水塔进行二次冷却降温后用于冲渣生产。3台采暖泵和3台冷却泵的出口管道自成一体，除了冬季采暖季五个月，采暖泵运行外，其他时间，均是冷却泵在运行。在冷却泵远远大于采暖泵运行的实际情况下，冷却泵变频器故障频次增加，给正常生产带来困难，存在生产隐患，采暖泵夏季停用，造成设备长期闲置，降低了其利用率，有改进的必要。

2 冲渣系统节水改造

2.1 1#炉冲渣螺旋机回水管改造

为了保证正常生产，减少皮带含水量，2017年5月，利用高炉休风时机，对螺旋机回水管进行了改造，将原回水管封堵，在此基础上，下降300 mm，重新设置回水管，开挖、焊接，将整个回水管在原有基础上降低300 mm，回水管降低，回水降低，同时降低了螺旋机顶部分离出渣子的含水量。螺旋机回水管整体下降后，螺旋机内水位降低，螺旋机顶部分离的渣子含水减少，输送至皮带系统的渣子含水量减少，皮带带水跑水冬季结冰减少，渣场污水产生减少，污水回收工作及现场管理工作取得进步。

2.2 2#炉冲渣系统节水改造

为了降低工业清水消耗，2017年5月份，对2#炉冲渣生产用水进行节水改造，改造分别根据现有设备设施对南北场污水利用进行回收。根据设备能源部循环泵站距离2#炉冲渣北场较近，将泵站溢流水在加装阀门、管路后，回抽到北场循环池内，引用到北场冲渣生产中，代替工业清水的补充；在南场，对原建焦化废水泵房设备设施进行排查，修补破损部位后，打开阀门，引入焦化废水，在回水池内设置潜水泵，根据回水池内水位线，即水量情况，开启潜水泵将废水回抽至南场循环池内，用于补充南场生产用水，减少工业清水在南场冲渣生产中的使用。

2.3 3#高炉实现全废水冲渣生产改造

为了更好地服务生产，提高焦化废水在冲渣生产中的使用量，提高冲渣设备设施适应焦化废水的能力，提高过滤池正常保产能力，在泵的使用上由过去的3台冲渣泵改为4台冲渣泵冲渣生产，在过滤池操作方面，创新天车抓渣操作方法，在过滤池石子上面保留1 m厚的渣子作为过滤池保护石子，以此促进过滤池回水顺畅，渣沟两边分别加高100 mm，几项举措的实施，既保证了过滤池回水正常、沉淀池净化正常的作用，又避免了渣沟两边的跑水、溢水发生，从而保证了焦化废水在冲渣生产中的很好使用。

2.4 渣场污水在1#炉冲渣南北场的共同使用改造

2017年6月，对1#高炉渣场回水管路进行改造，在北场与南场间加装管路，使该管路和渣场与北场间管路接通，在渣场与北场间管路出口端加装一个阀门。当北场停场检修，关闭出口端阀门，渣场污水改变出口方向，经北场与南场间新增管路，流入南场循环池。阀门加装位置远远低于北场与南场间新增的管路，只要打开阀门，渣场污水将全部回流至北场，即使南场停机检修，不用担心渣场污水进入南场影响检修工作。

2.5 3#炉冲渣过滤池性能提升改造

2017年5月至6月，组织对3#炉冲渣过滤池石子进行集中更换。由于4个过滤池均不下水，逐步更换石子，进度慢，生产难以保持，所以在更换石子前，提前对在用的2个过滤池的板结进行疏松，满足过滤池更换石子中的生产需要，为其他2个过滤池更换石子做保障，同时在操作上，降低蓄水池水位，使蓄水池水位低于过滤池底部，保证了另外2个过滤池石子更换工作安全稳定有序进行，在不影响生产的前提下，45天时间内圆满完成了4个168 m2过滤池石子更换工作。

2.6 提高3#炉冲渣设备性能改造

为了提高6台泵的综合使用性能，在采暖泵和冷却泵出水管道用2根DN300管道连通，两头各安装2个阀门，共4个阀门。这样即使在夏季，关闭采暖泵供居民采暖管路出口阀门，依然可以用采暖泵代替冷却泵对回水供给凉水塔的冷却工作，给冷却泵及其电气设备、变频器充足的检修时间，以保证冷却泵的正常使用，避免了冷却泵变频器老化故障多的生产实际问题，极大地提高保产能力。将夏季闲置设备充分利用，发挥作用，充分提高设备利用率，而且极大地提高了设备保产能力。

3 改造后效果分析

3.1 1#炉冲渣螺旋机回水管改造，改造中未投入任何费用，只对回水管位置进行了下移。改造前因渣子含水量大，导致工业清水补水量增加，年约产生工业清水171000 t，改造后，含水量降低，工业清水消耗量年降低至48600 t，直接节约工业清水122400 t，改造后，转运至皮带输送机上渣子含水量降低，皮带带水漏水冬季结冰得到极大缓减，渣场污水量产生得到缓减，促进环保工作。

3.2 2#炉冲渣系统节水改造,通过南北场泵站溢流水和焦化废水两股污水的加入使用，既达到环保中废水的高效回收利用，又极大地节约工业清水消耗，促进了环保、能源工作的高效化、合理化。

3.3 3#高炉冲渣全用焦化废水，加大冲渣水量，加高渣沟，保护过滤池过滤层，既可以维护过滤池正常过滤性能，延长过滤池使用寿面，又可以提升焦化废水在冲渣生产的适应，使3#高炉冲渣生产做到了在干渣生产外的全废水生产，大大节约了工业清水的消耗，环保效果更加突出，更为企业生存提供了强大保障。

3.4 改造后，实现了渣场污水在1#炉冲渣南北场的共同使用，提高污水利用率，减少污水外排对能源浪费及现场的污染，促进了环保，同时也极大地减少了工业清水在1#炉南场的消耗。通过改造，解决了渣场污水不因停场而停用的一系列问题，保证了渣场污水的正常回抽使用，避免了渣场因污水积聚导致的车辆出入带渣带水影响现场环境情况的发生，环保工作效果明显。

3.5 石子更换后，过滤池使用性能明显增强，下水顺畅，过滤池使用寿命延长，跑水溢水等能源损耗得到遏制，回水顺畅，补水量降低；在保产方面提前疏松了在线用的两个过滤池，保证了石子更换中的生产之需；在施工中，降低蓄水池水位保证了过滤池底部无水，保证了施工人员的防烫伤工作，为施工、生产双安全推进奠定扎实基础。

3.6 此项改造改变了过去20年来冷却、采暖自成一体的工作模式，提高了采暖泵、冷却泵在实际生产中综合使用性能，更为冷却泵正常检修提供了充足时间保证，同时在服务高炉生产方面奠定良好设备稳定运行的基础。提高了采暖泵运行率，即使不在冬季也可以用采暖泵代替冷却泵进行生产，冷却泵恢复正常检修，这样冷却泵及变频器故障导致的干渣生产不再发生。