柳钢炼铁厂水耗异常分析及处理

刘 伟，韦 俊，方 凌，黄 荣

(柳州钢铁股份有限公司炼铁厂，广西柳州 545002)

前言

炼铁厂环水车间负责炼铁厂各高炉配套净环软水系统、渣处理系统、环保除尘系统的生产运行管理，其中净环水系统、渣处理系统在运行过程中，由于蒸发、排污、用户消耗、水渣带水等原因，系统水量存在一定的消耗，需要补充工业新水。水耗是车间除了电耗之外的第二大能耗指标，水耗的高低直接影响车间成本指标的完成。2021 年5 月份，柳钢炼铁厂环水车间吨铁水耗大幅上升，出现超过控制指标的情况。针对工业水耗异常、超标情况进行分析和排查，制定控制措施和改进方案，逐步实施后达到降低水耗和生产成本的目的。[1]

1 工业水消耗数据分析

炼铁厂环水车间管辖的生产区域非常广，各生产、用水点分散在炼铁厂各个区域，全面现场排查非常困难，由于炼铁厂在动力能源介质管网上，安装有完善的二级计量、三级计量仪表，并且开发了炼铁厂高炉信息系统，高炉信息系统上对各动力能源介质三级计量数据有实时的监控。对于车间主要动力能源介质的工业水系统，车间也要求各主要用水岗位对每班补水数据进行监控，录入炼铁厂补水数据录入系统。通过对信息系统二级计量、三级计量数据及岗位录入补水数据的对比，来排查分析系统的异常。

1.1 二级计量数据的统计分析

所谓二级计量数据，是指动力厂供应炼铁厂区域总管的计量数据，是该厂核算水耗成本的基准数据。结合该厂各生产系统区域分布情况和动力厂公司工业水管网现状，该厂的生产区域和工业水补水管网主要划分为A 区（3#高炉、4#高炉及配套区域）、老区（1#炉A、1#炉B、5#高炉、6#高炉及其配套区域）及2#炉（2#高炉及配套区域）区域。

通过查阅二级计量表数据，炼铁厂三个区域2021年1至5月日均用水量数据如表1所示。

表1 炼铁厂各区域日均新水消耗统计表 单位：m3

对表1 中二级计量数据进行统计分析，从图1中可以发现：全厂水耗除了1月份较低外，2～4月保持稳定，5 月份大幅上升；按区域看，2#炉区域水耗基本保持稳定，A 区除1 月份水耗较低外，其余各月基本稳定，5 月份小幅上升，主要是老区水耗变化较大，特别是5月份增加较多，增幅达19.3%。

图1 炼铁厂二级计量数据曲线图

1.2 三级计量数据的统计分析

三级计量数据，是指炼铁厂范围内各个终端用户的计量数据，对于工业水系统，炼铁厂环水车间的主要终端用户有各高炉配套净环水系统、冲渣水系统、渣粒化系统、空冷器喷淋水补水系统、脱湿鼓风循环水系统等。通过对三级计量数据的统计和分析，我们可以很容易发现存在异常补水情况的系统和异常时间段。

从炼铁厂高炉信息系统导出各三级计量表数据，整理完成后得到的车间范围内工业水主要补水点2021年1至5月日均用水量数据，如表2所列。

通过对表2 中新水消耗数据进行分类对比分析，结合各生产系统的工艺流程和特点，我们分为净环系统、冲渣系统、空冷器喷淋及脱湿系统三部分进行对比分析。

表2 炼铁厂环水车间工业水主要补水点日均新水消耗统计表 单位：m3

从图2 中我们可以看出：6 个净环水系统里面，1#炉A 净环系统保持长期稳定、低耗；1#炉B、5#炉净环系统补水数据变化较大，但总体消耗较低；2#炉净环系统水耗数据波动不大，但长期处于高位；6#炉净环、3#4#炉净环系统水耗呈现急剧上升状态。

图2 环水车间净环系统三级计量数据曲线图

从图3 中我们可以看出：6 个冲渣水系统里面，2#炉、5#炉、6#炉冲渣系统保持长期稳定、低耗；3#炉、4#炉冲渣系统新水消耗量较大，特别是3#炉冲渣系统5 月份补水消耗大幅上升；1#炉冲渣系统水耗长期处于高位，且5月份水耗呈现急剧上升状态。

图3 环水车间冲渣系统三级计量数据曲线图

从图4 中我们可以看出：A 区脱湿鼓风系统新水消耗较少；3#、4#炉空冷器补水从3月份开始呈现急剧上升区域；1#炉AB、5#、6#空冷器区域水耗较高，但5#、6#炉区域4月份补水量有大幅下降。

图4 环水车间空冷器补水、脱湿系统三级计量数据曲线图

2 现场异常排查及处理

2.1 现场主要异常排查情况

结合二级、三级计量数据对比分析情况，有针对性地开展了现场排查，排查过程中发现以下异常情况。

（1）1#炉冲渣水系统在1#炉净环、软水区域废水排入渣池的情况下，水耗仍长期偏高。主要是由于行车从渣池抓渣装仓上皮带外运，水渣中带水较多，大量冲渣水随水渣经皮带运输到辅材物流站，物流站区域水渣滤出的水未回收至1#炉渣池。

（2）6#高炉冷却壁漏水多，改接净环水冷却后，从风口平台接净环冷却水水源，使用后从炉底排至外排水沟，未回收循环利用。

（3）1#炉B 软水新增空冷器及1#炉A 软水5#空冷器存在水箱补水浮球阀使用不正常，空冷器喷淋水存在长期溢流至外排水沟的情况。[2]

（4）1#炉A 净环工业水补水管埋地部分存在腐蚀泄漏情况，长期大量漏水外排。

（5）2#炉供5#、6#炉矿槽除尘冷却用净环水管网，与工业水管网间设置有保安止回阀组，止回阀内漏，导致净环水串水至工业水管网。

2.2 异常耗水情况的整改措施及落实

(1)针对1#炉冲渣系统抓渣装仓时带水多的情况，要求行车班增加抓斗上的排水孔，更换损坏漏渣的抓斗，延长抓渣滞空时间，尽量增加抓渣过程中的滤水量，减少水渣的带水量；督促冲渣岗位做好与物流站岗位的沟通、配合，实现物流站区域水渣滤水回收循环利用；后续计划对物流站料仓进行改造，实现滤水功能。

(2)针对6#炉区域冷却壁使用净环水后大量外排的情况，第一步先将部分外排的净环水回收至6#炉渣粒化，实现车间内部循环使用；第二步将漏水冷却壁的冷却水系统改为由炉底常压总管供水，从风口平台出水回收至净环水回水箱，实现净环水系统的循环利用，减少外排水量。

(3)对各软水泵房区域空冷器普遍存在浮球阀使用异常、空冷器水箱长期溢流、外排的情况，督促各班组做好浮球阀的管理和维护，完善水箱溢流回收管路，减少空冷器区域工业水外排情况。

(4)1#炉A净环工业水补水管炉更新项目开工已有近一年，但施工进展缓慢，车间督促施工单位、班组、管理人员，要求限期完成，减少漏水浪费。

(5)针对5#、6#炉矿槽除尘区域净环水串水至工业水管网的情况，指导岗位暂时关闭管网水总阀，后续对管网水安保管路阀门进行更新。

2.3 异常耗水情况的排查处理效果

经过两周的排查和调控、处理，车间范围内对应系统的工业新水消耗有了明显下降，车间各工业水补水点日均补水量由5月份日均18 029 m3下降至15 779 m3，降幅达12%，其中1#炉冲渣系统日均水耗由5 月份日均2 613 m3下降至1 007 m3，降幅达61.5%；1#炉B 净环系统日均水耗由641 m3下降至0 m3；5#炉净环系统日均水耗有1 145 m3下降至98 m3。其余大部分净环、冲渣等系统水耗异常情况也明显改善，水耗降低效果显著。

6#炉净环系统原计划改接炉底净环水水源，从风口平台回收，在施工过程中，发现炉底常压水总管上原有DN200 预留阀门阀板脱落，无法打开，因此改接水源施工无法开展，导致水耗未按计划降低，下一步车间将结合现状继续开展改进、回收工作。

3 结语

炼铁厂设备逐年老化，故障率升高，导致吨铁水耗持续上升。在对系统异常情况进行仔细、全面的排查，采取针对、有效的防控措施后，水耗逐步下降至正常水平。因此工业新水消耗等动力介质消耗是需要长期关注、管控的指标，即使设备、设施逐步老化，只要日常加强异常排查，及时采取改进、控制措施，也能较好的完成控制指标。[3]