高炉水系统升级改造

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1、2015年12月18日,高炉水系统升级改造,2. 高炉改造内容,3. 改造一次投资,4. 运行费用及效益分析,主 要 内 容,5. 结论,1.工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,1.1.1 水资源现状 中国是个水资源缺乏的国家，我国水资源分布极不平衡，大部分水资源集中在中部及东南部地区，广大的西北、华北以及河南、山东等地区严重缺水。缺乏水资源不但影响了工农业生产，甚至直接影响了广大居民的生活。,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,1.1 执行国家法律、法规；满足设计规范要求,1.1.2 水资源污染、匮乏 中国又是水资源浪费比较严重的国家，节水意识比较淡薄和工农业技术落

2、后造成水资源的浪费。 因此，节约用水是我国可持续发展的紧迫任务，为此，国家颁布了中国节水技术政策大纲，要求我国广大群众和各行各业增强节水意识，采取多种措施和办法，节约用水。,保护水资源人人有责！,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,规范摘要如下： 冶金行业节约用水迫在眉睫，而高炉炼铁又是冶金行业的用水大户，因此，高炉节约用水，是整个冶金行业节约用水的重要环节。 高炉炼铁主要用水为冷却设备冷却用水、二次冷却水、炉渣处理用水、煤气清洗除尘用水，以及生活用水、消防用水等。其中，冷却设备冷却用水、二次冷却水、炉渣处理用水、煤气清洗除尘用水占绝大部分，因此，在这些方面采用新工艺、新技术对

3、于高炉节约用水尤为重要。,1.1.3 高炉炼铁工艺设计规范（GB 50427-2008）,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,新建和改造高炉时，应采用循环冷却方式。循环冷却分开路和密闭循环两种，开路循环一般采用普通工业水或工业净化水冷却，冷却效果相对较差，用水量大，补充新水量多，只适合在少部分水资源特别丰富的地区使用。 密闭循环一般采用软水、除盐水或纯水，冷却效果好，补充水量少，应在今后的高炉建设中大量推广应用。软水密闭循环系统具有安全可靠、耗水量少、占地小、投资省等优点。,高炉炼铁工艺设计规范（GB 50427-2008）,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,

4、联合软水密闭循环系统采用串联与并联的方式，将独立软水密闭循环系统的三个独立系统合并成一个系统，在保证冷却效果提高的情况下，水量大幅度减少，节省投资，降低能耗。 目前，高炉净循环水开路循环系统，其循环率一般应大于98%，高炉软水密闭循环系统，其循环率应大约99.8%，N厂采用软水密闭循环的高炉，其循环率高达99.9%以上。,高炉炼铁工艺设计规范 （GB 50427-2008）,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,1.2 软水密闭循环冷却系统的优点,1.2.1 良好的水质，从根本上解决了结垢问题，提高了冷却效果，是保证高炉 长寿的关键 软水是经过软化处理的水，有效控制水中Ca、Mg

5、离子含量，与工业水相比软水中的Ca、Mg离子含量大幅度降低，因而消除了冷却水管管壁上的结垢，极大地提高了冷却效果。 实践表明，冷却水管内壁1mm厚的水垢就可以造成100200的温差，是冷却器的冷却效率急剧降低，水垢是恶化冷却器传热效果的最重要的因素，因此采用经过处理的软水成为高炉冷却的主导技术。 软水密闭循环冷却系统采用软水作为冷却介质，提高冷却水质量和冷却水稳定性，消除了冷却器内壁结垢，从根本上解决了由于水质不良造成的传热恶化问题。,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,软水、除盐水、净环水水质指标,钢铁企业给水排水设计规范（GB 50721-2011）,1. 工业水开路冷却系

6、统改为软水闭路冷却系统的原因,1.2.2 系统运行可靠、稳定性高 软水密闭循环冷却系统压力由膨胀罐内充填的氮气压力来控制，不仅提高了系统的密封性，而且提高了软水的汽化温度，使软水具有一定的欠热度。特别是各冷却单元回水进入脱气罐，及时脱去了水中气泡，避免产生两相流和膜态沸腾，消除管道汽塞，使循环水流稳定运行。,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,1.2.3 水量消耗降低 软水密闭循环冷却系统是一个完全与大气隔离的密闭系统，由于软水密闭循环冷却系统为封闭体系，因此没有冷却水的蒸发损失，系统泄漏流失也极少，而且在循环中水质不受任何污染，损耗降低，对管道的腐蚀也相应减小。正常情况下软水

7、补水量仅为系统循环量的0.04%0.1%。同工业水开路系统冷却系统相比，水消耗量大幅度降低，是现代高炉炼铁降低水资源消耗实现绿色制造的重要技术措施。下表是几座高炉采用软水闭路系统系统后，实际软水补水量。,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,1.2.4 动力消耗降低 软水密闭循环冷却系统同工业水开路系统冷却系统相比，具有动力消耗低的技术特点。开路系统中水泵的扬程取决于管道系统的阻力损失、供水点的高度和剩余压力，因此在相同冷却水量的条件下，工业水开路系统的供水泵需要更高的扬程。P开路泵扬程=P管路阻损+P供水点高度+P剩余压头 而软水密闭循环系统中由于冷却水的静压头能够得到充分利用

8、，并且设有膨胀罐，冷却系统的工作压力取决于膨胀罐内填充的氮气的压力，因此水泵的扬程是由系统的管道阻力损失决定的，而且武学单独设置将冷却水提升至冷却塔的提升泵组，系统的动力消耗显著降低。 P闭路泵扬程= P管路阻损 P开路泵扬程 P闭路泵扬程,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,1.2.5 基建费用不高，基本与工业水开路系统系统相同 对于改造高炉而言，尽量利用原来就有设施，并根据新工艺要求，对泵房设备、土建进行相应改造。,1. 工业水开路冷却系统改为软水闭路冷却系统的原因,2.1 闭路循环冷却系统的改造内容 如果炉容不扩大，风口数量不变，则高压循环泵组系统，可利旧。 仅增加常压泵

9、组及配套设施，以及软水制备、冷却等设备。 下表是水系统改为软水闭路冷却系统，设备表,2. 高炉改造内容,2.2.1 冷却水分区、调控、检漏系统 通过阀门及管路的设置，实现系统中水管路的关闭、水量分配调节，及系统的检漏。,2. 高炉改造内容,2.2 软水闭路循环冷却系统手动调节及自动控制系统,2.2.2 炉顶自动喷雾降温系统 实现炉顶打水降温，同时还根据炉顶温度的高低，自动控制打水量、打水时间，有效节约水、电资源。,2. 高炉改造内容,2.2.3 软水脱气、稳压自动控制系统 实现系统自动脱气、稳压。根据系统水位变化，对系统自动进行补水；引起的系统压力波动，自动进行补气，保证系统稳定工作。,2.2

10、.4 泵组自动补水系统 实现根据液位计的变化，与泵组连锁，自动对系统进行补水。,2.3.1软水闭路系统水系统工艺流程图,2. 高炉改造内容,2.3 软水闭路循环冷却系统 流程图,2.3.2 软水闭路系统水系统泵房闭路循环流程图,2. 高炉改造内容,改为软水闭路系统后，一次投资（以1000m3高炉为例） 下表是水系统改为软水闭路系统的投资表,3. 改造一次投资,4.1 开路工业水循环与软水闭路系统运行费用理论计算对比（以1000m3高炉为例）,4. 运行费用及效益分析,4.2 工程实例数据分析,4. 运行费用及效益分析,4.3 间接生产效益估算,壁体寿命延长，减少了因冷却壁损坏的高炉中修。 若中

11、修一次7天，1000m3级高炉正常生产每天盈利60万元。 则节省中修费用的同时，获得生产盈利420万元。,4. 运行费用及效益分析,4.4 数据分析结论,1）软水闭路系统耗水量是工业水开路系统耗水量的30%。 2）软水闭路系统耗电量是工业水开路系统耗水量的50%。 3）水费、电费单价越高，回收期越短。 （总节约成本可按照 0.6M水+0.5M电 计算 （M水本厂水运行成本，M电-本厂电运行成本） 4) 节省中修费用的同时，获得更多的生产效益。,4. 运行费用及效益分析,5 . 结论,综合以上数据分析，可以得出：投资回收期 3 年（水费、电费单价越高，回收期越短）。 采用软水闭路冷却系统，延长了冷却壁的使用寿命，减少了高炉因壁体损坏的中修等。延长了高炉的寿命，必定会带来更大的经济效益。,谢 谢！,