永昌钢铁80万吨棒材循环水处理系统设计概述

作者： 张鹏

来源：《科技资讯》 2013年第18期

张鹏

(中钢集团工程设计研究院有限公司武汉设计院 湖北武汉 430080)

摘 要:本文简要描述了我院总承包的云南永昌钢铁有限公司80万吨棒材工程循环水处理各系统设计参数及工艺流程,设计需要遵循的相关规程规范及需要注意的各类技术问题。本工程已于2012年6月顺利投产,设计和工程实施相结合,对于钢铁行业80万吨棒材工程的循环水处理系统设计及相关注意事项具有较大的借鉴意义及参考价值。

关键词:轧钢 棒材 净循环 浊循环 循环水处理

中图分类号:TN2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(c)-0045-01

云南永昌钢铁有限公司80万吨棒材工程循环水系统包括生产给水系统、净循环水系统、加热炉净循环水系统及软水系统、穿水冷却水系统、浊循环水系统、铁皮沟冲渣水系统等。主要构筑物包括循环水池及泵房、旋流沉淀池、水处理间等。

1 生产给水系统

生产给水系统是为满足生产用水所设置,包括洗手拖把池等。管径为DN50。

2 净循环水系统及加热炉净循环水系统

净循环水系统为轧线主辅电机、液压站、润滑站、辊道轴承、齿轮箱、监测仪器等的冷却所设置,水量合计883 m3/h,主管径DN400,在水泵房设置净循环水泵两台,一用一备,Q=920 m3/h,H=55 m。管道出口设Q=1000 m3/h自清洗过滤器一台。加热炉净循环水系统为加热炉系统各设备的冷却所设置,水量合计120 m3/h,主管径DN150,在水泵房设置加热炉净循环水泵两台,一用一备,Q=120 m3/h,H=55 m。另为满足事故状态的供水,在水泵房设置事故柴油机泵一

台,Q=60 m3/h,H=55 m。管道出口设Q=150 m3/h自清洗过滤器一台。以上两路净循环回水在冷却塔之前汇合,有压上冷却塔,循环水经风冷热量交换后流至净循环水池,供用户循环使用。

3 加热炉软水系统

加热炉软水系统为加热炉系统汽化冷却汽包用水所设置。软水在软水间制备,设置一套Q=30 m3/h软水处理装置,其包括预处理过滤器及软水器等设备,水量25 m3/h,主管径DN100,设置软水供水泵两台,一用一备,Q=25 m3/h,H=30 m。

4 穿水冷却水系统、浊循环水系统及冲渣水系统

穿水冷却水系统为穿水直接冷却用水所设置。水量合计800 m3/h,主管径DN400,在水泵房设置穿水冷却水泵两台,一用一备,Q=800 m3/h,H=55 m。管道出口设Q=1000 m3/h自清洗过滤器一台。在穿水冷却系统中有加压泵使得穿水冷却的压力得到进一步提升,满足穿水冷却系统的需

要。穿水冷却水还有另一种做法,即从水泵房供出的就是高压水,这需要根据穿水冷却设备的需求而定。

浊循环水系统为温控冷却、高压水除磷、轧辊、轧机机列、导位、活套等的直接冷却所设置。水量合计902 m3/h,主管径DN400,在水泵房设置浊循环水泵两台,一用一备,Q=950 m3/h,H=55 m。管道出口设Q=1000 m3/h自清洗过滤器一台。

冲渣水系统为冲铁皮沟内氧化铁皮所设置。水量合计250 m3/h,主管径DN250,在旋流沉淀池泵房设置冲渣水泵两台,一用一备,Q=250 m3/h,H=55 m。冲渣点为铁皮沟左右侧支沟端头及交汇处。

以上三种浊循环水在铁皮沟混合后流入旋流沉淀池沉淀,用抓斗将钢渣从旋流池中间圆筒抓出,一部分水用泵提升冲氧化铁皮;另一部分用泵提升送稀土磁盘净化设备,经处理后经浊环调节池至浊循环水热水池,用浊循环水上塔泵送至冷却塔冷却后再回到浊循环冷水池,供用户循环使用。

5 铁皮沟及旋流沉淀池

铁皮沟由左右侧支沟和主沟组成。左侧支沟主要供粗轧区中轧区浊循环水排放。右侧支沟主要供精轧区及穿水冷却浊循环水排放。主沟汇集左右侧支沟的浊循环水。左右侧支沟汇合处为三岔口圆弧异形沟便于导流。支沟及主沟前部分为开口结构,后部分为全封闭隧道与地下旋流沉淀池联通,浊循环水通过主沟流入旋流沉淀池。旋流沉淀池根据水质,水量,表面负荷等参数进行设计。

铁皮沟底以铸石板进行砌筑,主要用辉绿岩或页岩铸石。设计铁皮沟时先确定铁皮沟的坡度,不应小于3.5%,冲渣断面流槽采用圆底梯形断面,根据浊循环水量初步确定流槽设计总高,设计水深,底面圆弧半径,查询相关给排水手册确定该断面在冲渣沟内的流速流量是否能满足实际水量的需要。铸石板厂家也应提供详细的参数。

6 管网敷设

循环水管网分为室内管网和室外管网。在室外,循环水泵房离棒材车间距离不应太远,考虑到检修方便采用管道架空而不选择管道埋地,各类管道可采用管道共架形式,布置上满足标准规范。

循环水室内管网主管道在平台下方梁柱间穿行,也尽量采取共架形式,注意不要与梁柱或其他专业管道电缆桥架相碰。

浊循环水主管道应分出粗轧、中轧、精轧三部分支管,因主轧线会出现堆钢的情况需要人为及时处理,所以此时需要在三支管上设置电动蝶阀迅速切断水源,管网压力会瞬间升高,主管系统需要设置超压释放阀来调整系统的压力,或通过水泵的变频来减少浊循环水流量。在平台下地面应围绕轧机基础做相应排水沟道,因系统正常运行中会有少量的浊环水漏到地面。

7 循环水补充水处理

循环水补充水系统应参照《工业循环冷却水处理设计规范》设计。净循环水为间冷开式系统循环冷却水系统,补充水量按2%进行考虑,其水质满足规范表3.1.8的要求,其浓缩倍率不小于3。浊循环水为直冷系统循环冷却水系统,补充水量按5%进行考虑,其水质满足规范表3.1.10的要求,其浓缩倍率不小于3。根据原水水质和目标水质要求确定补充水处理技术方案,可综合采用生化、石灰、混凝、沉淀、过滤、消毒、超滤、离子交换、反渗透等处理工艺。如原水的

BOD及COD含量较高,可采用生物滤池及膜生物反应器(MBR)进行预处理。如原水为高硬度,高碱度水质,宜采用石灰或弱酸树脂软化等处理办法。如原水所含阴离子(如CL-或SO42-)比较多,可进一步采取离子交换或反渗透的处理办法。具体流程可进行组合,以提高循环冷却水的浓缩倍率。

8 循环水管道冲洗试压及清洗预膜处理

循环水管道冲洗试压按《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》相关规范进行。清洗和预膜程序按照人工清扫、水清洗、化学清洗、预膜处理顺序进行。为了工艺的顺利完成,可能需要增加临时管道,完成后需要拆除。

人工清洗和水清洗为物理清洗,主要除去管道中的泥石焊渣等。化学清洗是在系统中添加化学药剂,除去系统中残留的油污、浮锈、泥沙等物质,为预膜创造良好的金属表面。预膜处理是在溶液中添加缓蚀剂,使金属表面迅速形成一层均匀的保护膜,使腐蚀反应停止或减缓。

9 循环水运行加药处理

系统运行时,根据循环水水质情况,投加适量的缓释阻垢剂及杀菌灭藻剂,确保减少系统的结垢和腐蚀,保证系统的换热效果,增加系统的使用寿命。

参考文献

[1]工业循环冷却水处理设计规范[S].GB50050-2007.

[2]建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范[S].GB50242-2002.