备用线供水在高炉水系统中的运用

蔡 飞，李晓春，赵晓君，曹炳发

（鞍钢股份有限公司炼铁总厂，辽宁鞍山 114002）

前言

高炉本体冷却水主要冷却以下部位：风口小套，炉体冷却壁和冷却板，炉基水冷管，风口二套，热风炉各阀，齿轮箱等。这些部位由4 个泵站的循环水泵连续运行，冷却水不停循环，泵站冷却设施保证冷却水入口设计温度以下。

1 高炉本体冷却水及泵站概述

给某高炉本体供冷却水的泵站及冷却的设备如下，高炉除盐水循环系统工艺图见图1。

图1 高炉除盐水循环系统工艺简图

净环泵站，水压力1.6 MPa 水循环系统，专门供风口小套循环冷却水。水压力0.7 MPa 水系统，供冷却水给如下部位：冲渣水泵轴承、热风炉热电偶、助燃风机轴瓦、煤气下水槽水封等。

除盐水闭路循环［1］泵站Ⅱ系统，供水给高炉本体部分，专门提供风口以上冷却壁和冷却板循环冷却水。炉缸水泵站的二次冷却水与除盐水闭路循环换热降温。

除盐水闭路循环泵站Ⅰ系统，供水给高炉部分本体和热风炉各阀，专门提供热风炉各阀及炉基水冷管和风口二套等循环冷却水。

炉缸除盐水水泵站，专门提供风口及以下冷却壁循环冷却水。炉缸水泵站的二次冷却水与炉缸除盐水闭路循环换热降温。

炉顶水冷站，专门提供炉顶传动齿轮箱循环冷却水。提升泵站提供水冷站二次冷却水。

2 循环水工艺简介

除盐水闭路循环系统：循环泵高速旋转，水加压后经过水管道分配到高炉冷却壁和铜冷却板等部位。在用水点的最高处经过脱气罐脱汽，自动反冲洗过滤器过滤，蒸发式空冷器或者板式换热器换热冷却，回到水泵吸入口。为了保证管路及冷却设备达到一代炉龄，还设置了加药装置。

二次冷却水循环系统：水泵从地下水池抽水，加压经过板式换热器或者蒸发式空冷器，换热后回水到冷却塔降温，最后回到地下水池继续循环。

3 高炉本体冷却水补水方案

3.1 制水系统备用线供水

从给水厂来的新水，经过机械过滤器过滤，阳床去除阳离子，除二氧化碳器去除二氧化碳，进入中间水箱，中间水泵从中间水箱吸水，加压后经过阴床去除阴离子，制成的除盐水贮存在除盐水箱内，以备除盐水闭路循环缺水的时候补充。

考虑到中间水泵的最大流量和除盐水箱储存水供水时间，为了防止除盐水闭路循环系统管路设备出现漏水而无法满足补水量的要求，从给水厂来的新水管道上另接一条管道，安装上1台阀门，直接进入除盐水箱内，该管路出水口进入除盐水箱上方的位置要方便观察出水。

3.2 补水泵供水方案

除盐水闭路循环泵站，供水给高炉部分本体和热风炉各阀这两个系统，管道工艺见图2。两个系统共4 台补水泵入口全部并联，出口处两个系统各自分开。如果将2个系统水泵出口处用联络阀门连接，平时正常运行时候隔离开，异常时候打开该联络阀门，实现4 台水泵出口全部并联。需要注意的是，正常运行情况下，联络阀门关闭并确保严密。故障状态下，假定高炉2台补水泵出现故障，需要采用热风炉补水泵向高炉氮压罐内补水，首先观察热风炉氮压罐内水位，确保水位处在上限。首先将去热风炉氮压罐管路上阀门关闭，防止这两个除盐水循环系统水互相串通，然后开启联络阀门。电源操作箱上将按钮倒换至手动，采用手动方法启动水泵，用时间计算补水泵运行时间，或者另外一人观察氮压罐水位，补水到氮压罐水位上限，补水完毕停泵。故障处理完毕，各阀门恢复原状态。

图2 高炉除盐水循环系统制水与补水备用线工艺简图

3.3 除盐水闭路循环备用线供水方案

在除盐水闭路循环系统中，补水泵达不到补水量的情况下，需要其它备用线向该系统补充水，除盐水闭路循环泵站内，从给水厂来的新水，增加阀门连接到循环水泵的入口前管道上，只要压力大于循环水泵的入口压力即可。

为了确保闭路循环系统供水安全，从给水厂来的新水以及给水厂来的净环水，这两路来水在泵站内入室后汇入同一条管道，合并入同一条管道前，分别安装阀门进行隔离确保来水互不相混。

4 高炉炉缸除盐水水泵站补水方案

4.1 炉缸除盐水闭路循环补水方案

除盐水闭路循环泵站制水系统所制得除盐水贮存在2 个除盐水箱内，炉缸循环水泵站内不再设置制水系统，利用除盐水闭路循环泵站和炉缸除盐水泵站的地势高差，接一条DN100 管道从闭路除盐水箱送水到炉缸泵站补水箱内。

为了保证炉缸除盐水循环水大量漏水而补充的除盐水不足，从给水厂来的新水管道上拉一条管道，直接与氮压罐相连，以备急需所用，同时安装阀门保证水互不相串。

4.2 除盐水闭路循环二次冷却水供水措施

炉缸水泵站蒸发式空冷器二次冷却水有三台水泵，2 台工作1 台备用，根据所需用水量运行水泵数量，送至蒸发式空冷器喷嘴，喷淋后吸收热量的水，靠重力回流至地下水池。

高炉除盐水闭路循环系统蒸发式空冷器补水是新水，来自给水厂，与高炉除盐水泵站的制水系统新水，两者通过DN150 共同管路输送，为了保证供水安全，同样由给水厂的净环水作为备用线。

炉缸水泵站二次冷却水补水同样是新水，来自给水厂，在同一管道上不同位置取两点向地下水池供水。

5 高炉水冷站补水方案

水冷齿轮箱水循环系统工艺简图见图3。S-杯相当于敞口水箱（水源），水冷站［2］内水泵将水负压抽吸，经过板式换热器交换热量，将齿轮箱传来的热量交换给提升泵站水循环系统，降低温度的水，再送到齿轮箱S-杯内。

从高炉除盐水闭路循环系统回水管路上，另接一条水管，如图3 中①点，通过气动阀门，完成水冷站循环系统补水。在S-杯内设有水位计，通过设置上下限水位与补水气动阀联锁，保证循环系统不缺水并维持在正常水位区间内。

为了保证水冷站用水安全，补水管道如图3 中①点，同时与提升泵站来水管道如图3中③点连接，防止除盐水不足时，可以倒换为新水补水。也可以将风口小套的高压净环水如图3中②点与提升泵站来水管道连接，保证提升泵站水泵故障时，继续给水冷站提供二次冷却水和补水。

图3 水冷齿轮箱水循环系统工艺简图

6 高炉本体和热风炉备用水线方案

6.1 检查冷却壁或者冷却板漏水

冷却壁漏水［3］可能会沿着炉壳向下流，观察炉壳外部，如果有水痕，大致先确定一个范围为重点区域。生产过程中，采用关水点煤气火法确认，此时用火点三通旋塞阀出口，如果出口产生煤气火焰，可以确定冷却壁或者冷却板内管道破损，根据煤气火焰大小断定破损大小。

当点火无法确认具体冷却壁位置时候，因为冷却壁或者冷却板一般采用自下而上串联连接，对怀疑破损的冷却壁或者冷却板，如从风口上面冷却壁到最顶上冷却壁的4 根水管或者其中的任一、若干水管，关闭进出水阀门，停水的管道改用净环水继续冷却，如果破损发生在该部分管道，由于闭路除盐水的停用，补水将恢复正常，反之则继续改其它冷却壁冷却水为净环水。对确认的每一串管道继续缩小范围检查，直到检查出具体的那一块冷却壁那一根水管。其它位置冷却壁可以改回闭路除盐水继续冷却，破损的冷却壁水管通净环水后，还要注意减少净环水的压力及水量，防止大量水进入高炉内或者水沿着炉皮内外向下流淌。

6.2 高炉及热风炉改水方案

为了保证高炉除盐水闭路循环系统在高炉本体不大量漏水造成补水系统异常，在高炉本体设置专门给冷却壁改水的净环水管路和水包，可以从风口小套高压净环水取水，也可以从其它净环水管道取水。水包上设置多个阀门和管件接头，方便改水和取水。

同样，在热风炉各阀的除盐水冷却水包位置，设置净环水管路和水包，包括排水管路，在热风炉各阀漏水或者除盐水循环系统故障时，改用净环水冷却。

当除盐水闭路循环系统补水无法保证时，也可以将净环水向除盐水闭路循环系统紧急供水，维持循环系统循环安全。

7 结论及建议

在使用各种不同水质的水时要注意以下几个方面：

（1）采取可靠措施保证两者之间相互不串水。

（2）高水压向低水压管路供水时候，注意低压管路的设计压力。紧急供水时候，通过阀门开启度来控制阀后出水压力，保证水出口畅通后，再开阀通水。

（3）倒水的时候，需要关闭的阀门要关闭严密。

设置紧急备用线，可以解决非正常情况下紧急用水，采用两条或者多条管路补水和供水，各循环系统运行安全性更可靠，高炉生产连续运行得以本质安全保障，高炉稳定顺行，高产量低能耗。