大型板带热轧水处理设备常见问题分析及解决方法

金亚飚

（宝武水务科技有限公司，上海 201900）

引言

大型板带热轧水处理包括净环水系统、层流水系统、浊环水系统、污泥处理系统。其中，净环水系统为设备间接冷却水系统，层流水系统和浊环水系统为工艺直接冷却水系统，污泥处理系统处理净环水系统、层流水系统、浊环水系统的过滤器反洗排水。下面就大型板带热轧水处理常用设备问题进行了分析，并就解决方法进行了探讨，可供类似项目建设或水处理运维做参考。

1 水处理常用设备简介

大型板带热轧水处理常用设备包括水泵、冷却塔风机、鼓风机、高速过滤器、刮油刮渣机、污泥浓缩机、污泥脱水设备、各种加药装置、起重机等。水泵、冷却塔风机、鼓风机为主要动力设备，高速过滤器、刮油刮渣机为水处理设备，污泥浓缩机、污泥脱水设备为污泥处理设备，各种加药装置为水处理辅助设备，起重机为生产辅助设备［1］。

水泵包括循环供水泵和各级提升水泵，冷却塔风机属于净环水系统、层流水系统、浊环水系统等各系统，鼓风机用于为高速过滤器反洗提供气源，高速过滤器用于去除水中悬浮物和氧化铁皮颗粒，刮油刮渣机去除浊环水系统平流沉淀池内水中浮油，污泥浓缩机对净环水系统、层流水系统、浊环水系统的过滤器反洗排水进行浓缩，污泥脱水设备对污泥浓缩池排泥进行脱水处理。加药装置包括循环水水质稳定加药设备、石灰乳制备设备以及PAM加药装置等。起重机包括抓斗起重机、电动单梁悬挂起重机、电动手动葫芦等。

2 设备故障分类及频次分布

大型板带热轧水处理常用设备故障分类及频次分布见表1。

表1 大型板带热轧水处理常用设备故障分类及频次分布

3 问题分析

3.1 水泵断轴问题

（1）现状介绍

循环供水泵在运行过程中会发生水泵泵轴易断裂的问题。水泵解体后，还会发现水泵叶轮有汽蚀穿孔。循环水处理单位常常会将此问题归咎于水泵质量问题。实际上循环供水泵泵壳顶部、管网最高点均安装有自动排气阀，而且循环供水泵是淹没式进水。现场运行时，都是先进行系统排气然后才正式启动水泵的。另外，水泵吸水管、出水管的管径也是严格按照设计规范执行。由此可见，常规发生汽蚀的条件并不存在［2］。

（2）问题分析

经过现场调研，发现为了应对循环供水泵有时电机电流超大，现场运营管理人员有时会在正常设定的水泵开启台数的基础上再多开1台水泵作为工作泵，以起到平衡水泵电机电流的作用。正是这种做法不仅浪费电能，还给水泵设备带来危害。多开水泵会造成水泵偏小流量点运行，从而产生径向力，导致轴负载增加，泵轴出现疲劳效应，且泵叶轮入口处存在局部汽蚀，汽蚀产生水击、诱发振动，对泵轴造成应力破坏，泵轴受力情况恶化，最终疲劳断裂。

3.2 平流沉淀池刮油刮渣机脱轨

（1）现状介绍

浊环水系统二次平流沉淀池设置刮油刮渣机，刮油刮渣机为行车式。刮油刮渣机大车在沉淀池两侧轨道上沿着池长方向来回行走。刮油刮渣机带刮油耙、刮泥耙，刮油耙用于刮沉淀池表面浮油，由进水端刮向出水端的油槽，刮泥耙用于刮沉淀池底部泥渣，由出水端刮向进水端底部污泥槽。

在实际生产过程中，会发生刮油刮渣机大车车轮脱轨的问题，甚至轮子会掉入池中。脱轨的位置往往是在距离平流沉淀池进水端污泥槽附近。

（2）问题分析

经过清池发现，在平流池底部靠近平流沉淀池进水端污泥槽处，有大量氧化铁皮堆积。而每次清池之后，刮油刮渣机都能正常运行，但一段时间过后，就会发生平流沉淀池刮油刮渣机脱轨。经研究，应该是堆积在平流沉淀池底部的氧化铁皮阻挡住了刮油刮渣机的刮泥耙，使之无法前进，导致大车偏移，并最终脱轨。热轧水处理有大量的氧化铁皮在平流沉淀池内沉淀，特别是容易沉积在进水端。刮油刮渣机的间断运行造成的，造成了氧化铁皮堆积在池底，最终形成了刮油挂渣机运行的障碍。

3.3 高速过滤器气洗反洗风机和风管进水

（1）现状介绍

层流水系统和浊环水系统高速过滤器均采用气水反冲洗，由鼓风机向高速过滤器提供气洗气源，鼓风机将空气加压由供气管道送入高速过滤器。供气管道进入高速过滤器处接口设有自动控制切断阀门，须气洗时，该阀门开启，气洗结束后，该阀门关闭。每台过滤器顶部还带自动排气装置，排气装置应由自动排气阀及手动阀门组成。

在实际生产过程中，往往发现鼓风机供气管道内有大量的积水，需要定期排放。有时，管道内的水还会反入鼓风机，造成鼓风机设备故障。另外，过滤器顶部自动排气阀也常常会漏水，特别是在过滤器反洗进气需要排气时，常可以看到排气阀处的水沿着过滤器侧壁流淌至地面，造成环境污染。

（2）问题分析

过滤器反洗进气口位于过滤器底部。即便气洗时已经没有外部进水，但过滤器内是高水位的，阀门开启后，必然会有水进入鼓风机供气管道，甚至沿着鼓风机管道进入鼓风机内部。在气水反洗时，过滤器内的水更是容易进入鼓风机管道和鼓风机。

过滤器气洗或气水反洗时，过滤器一方面由鼓风机进气，另一方面通过过滤器顶部的自动排气阀排气。自动排气阀主要由阀帽、阀盖、浮桶、连杆、阀体组成，浮桶连着连杆，可以上下自由运动。自动排气阀产品本身特性决定了，只要在过滤器罐体处于满水状态时，很难确保没有水会从排气阀中漏出。

3.4 旋流池抓斗桥式起重机抓斗旋转缠绕

（1）现状介绍

旋流池抓斗桥式起重机位于旋流池上方，抓斗通常为四绳防缠绕抓斗。该起重机定时将沉淀于旋流池底部的氧化铁皮抓取出来，堆放于旋流池旁露天渣坑，定期外运处置。

（2）问题分析

在实际生产过程中，每当起重机抓斗进入旋流池水面以下时，抓斗会伴随着旋流池内旋转水流而旋转，有时会发生抓斗钢丝绳缠绕，导致起重机无法使用的情况。

4 解决方案

4.1 克服水泵断轴问题

循环供水泵电机电流易超额定电流，实际都是源于水泵实际供水能力与实际用水需求不匹配，水量超设计水量，必须采取相应的调节措施。方法一：是将水泵出水口的手动阀门开启度调小，以控制供水流量。方法二：净环水系统的循环水是经热轧设备换热后以余压上冷却塔的，将冷却塔上水管阀门开启度调小，同样也可以控制供水流量；浊环水系统轧机各用户端设有泄压阀用于控制供水压力，应要求严格按照设计供水压力要求调整泄压阀的工作压力。方法三，循环供水泵全部采用变频水泵，用于调节。方法一属于供水侧调节，方法二和方法三均属于用户端调节。方法三便于自动调节和远程控制，但投资远高于方法一和二。方法一和二相对简单、投资低，从供水安全可靠性而言，调节回水比调节供水更安全，因此方法二优于方法三，是最值得推荐的方案。

在实际生产中，常用手动蝶阀用于调节水量。手动蝶阀的结构特性决定其在用于调节流量时，其阀板一直处于水流冲击状态，一方面影响阀门使用寿命，另一方面阀板容易位移造成调节不准，需要经常人工调整。因此，建议调节用的手动阀门采用闸阀或者截止阀等。

4.2 克服平流沉淀池刮油刮渣机脱轨

平流沉淀池刮油刮渣机问题解决方法就是正确操作刮油刮渣机。对于平流沉淀池刮油刮渣机，应使之24 h 连续运行，确保平流沉淀池底部氧化铁皮污泥均能顺利进入平流沉淀池污泥槽。对于多格运行的平流沉淀池，当发生刮油刮渣机故障，需要停机维修，应同时停水。

4.3 解决高速过滤器气洗反洗风机和风管进水

针对高速过滤器气洗反洗风机和风管进水，可以采取修改管路走向的方法。反洗风机通常是设置在地面上的，风机出口的反洗风管仍近地面敷设，但之后架空敷设至高速过滤器旁，然后再垂直向下接至高速过滤器底部的反洗进气口。其中，架空敷设管道的设置高度应高于高速过滤器顶部。这样反洗时，在无压状态下，高速过滤器内部的水就无法越过架空敷设的反洗进气管大范围入侵，也能保护鼓风机设备［3］［4］。

4.4 克服旋流池抓斗桥式起重机抓斗旋转缠绕

旋流池起重机抓斗问题解决方法就是要科学操作。旋流池作业时，一定要将行车大车停稳，小车运行到旋流池中心导流筒上部，同时对准旋流池中心导流筒洞口方能将抓斗下降。抓斗下降时，应将抓斗开口度放到最大位置，尽量减少碰壁。抓斗下降到旋流池中心筒里接触水时，下降稍停一下，然后迅速将抓斗插到水里，直至将抓斗放到旋流池底部氧化铁皮上。抓斗到了旋流池底部氧化铁皮上时，钢丝绳会有松弛现象，需要操作人员注意观察。抓好氧化铁皮后，迅速拉出水面，然后将上升卷扬机停止，使被铰的钢绳恢复到原位，再将抓斗按正常速度提出旋流池中心筒。当抓出的氧化铁皮在斗内仅为1/3 时，可暂停抓运，过1 h 继续抓。若抓斗已吊出水面而钢丝绳缠绕严重，无法继续上升时，停止上升，待缠绕放松后，可进行作业。

5 小结

大型板带热轧水处理设备常见问题及解决方法，不仅适用于热轧水处理。其实也属于循环水处理中的通用性问题，可以举一反三，借鉴思考。