高爐冷卻水溫度的逆向控制

陳寶紅,祁玲,徐海峰

高爐冷卻水溫度的逆向控制

陳寶紅,祁玲,徐海峰

(安陽鋼鐵集團(tuán)公司動力廠,河南安陽455000)

闡述了安鋼2800 m3高爐聯(lián)合軟水密閉循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的工藝控制原理，提出了運(yùn)行中升溫控制的方法。

高爐冷卻;軟水;密閉循環(huán)水系統(tǒng);升溫控制

1 前言

眾所周知，高爐是煉鐵的主要生產(chǎn)設(shè)備，在生產(chǎn)過程中，高爐爐內(nèi)溫度可達(dá)1500益，而爐皮、立柱等鋼結(jié)構(gòu)件在正常狀況下的允許的最大溫度一般為400益，超過此溫度時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度值就會下降。為了使?fàn)t墻溫度保持在允許的范圍內(nèi)，冷卻水系統(tǒng)至關(guān)重要，在高爐設(shè)備中，冷卻工作的正常與否往往決定著高爐整體及各個(gè)部件的使用壽命乃至高爐能否正常生產(chǎn)。作為安鋼集團(tuán)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)工程之一的2800 m3高爐，其本體冷卻系統(tǒng)采用了國際上較先進(jìn)的“聯(lián)合軟水密閉循環(huán)水系統(tǒng)”，其冷卻系統(tǒng)工藝先進(jìn)，自動化程度高，并具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，投產(chǎn)使用四年來各項(xiàng)功能均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

2 供水工藝

安鋼2800 m3高爐冷卻系統(tǒng)由聯(lián)合軟水密閉循環(huán)水系統(tǒng)敞開式凈循環(huán)水系統(tǒng)和工業(yè)水增壓直流系統(tǒng)組成。其中軟水系統(tǒng)中的一次水主供泵組將經(jīng)板式換熱器（以下簡稱板換）冷卻后的軟水送至高爐冷卻壁供水環(huán)管，一部分水冷卻冷卻壁直冷管，一部分水先經(jīng)過爐底再冷卻冷卻壁蛇形管，兩部分回水均回至冷卻壁回水集管；回水中一部分經(jīng)高壓增壓泵組加壓供風(fēng)口小套冷卻，一部分經(jīng)中壓增壓泵組供風(fēng)口中套直吹管及熱風(fēng)閥冷卻，其余回水采用旁通，該三部分回水均進(jìn)入脫氣管脫氣后，再經(jīng)回水總管進(jìn)入板換冷卻后循環(huán)使用。在板換中軟水通過與進(jìn)入板換的二次水進(jìn)行水/水熱交換，軟水溫度得到降低，而二次水溫度則升高，升高后的二次水和凈環(huán)系統(tǒng)的其他回水一并通過冷卻塔來降低溫度循環(huán)使用。工藝見圖1。

通過圖1我們可以看出，軟水水溫是通過板換來降低的，要調(diào)整軟水溫度，必須通過調(diào)整進(jìn)入板換的二次水的溫度和流量來完成，而升高的二次水溫又是通過凈循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻塔來冷卻的，所以在系統(tǒng)日常運(yùn)行過程中，通常采用調(diào)整二次泵組運(yùn)行臺數(shù)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺數(shù)來對軟水溫度進(jìn)行控制。

3 問題的提出

2012年全年高爐對軟水供水溫度的要求一直維持在42~44益，比較穩(wěn)定。進(jìn)入12月份以來，2800 m3高爐持續(xù)異常——高爐爐墻結(jié)渣、結(jié)瘤嚴(yán)重，為了達(dá)到脫渣的目的，原本一直維持在42~44益的軟水供水溫度在12月1日至12月8日七天時(shí)間內(nèi)被連續(xù)三次要求提高，最后高爐供水溫度要求在47~49益。這種要求在其他季節(jié)通過減少二次泵運(yùn)行臺數(shù)和風(fēng)機(jī)臺基本上就能滿足。但在冬季，即使把風(fēng)機(jī)全停，二次泵運(yùn)行臺數(shù)降至最低也是無法達(dá)到要求的。

4 解決方法

圖1 高爐聯(lián)合軟水系統(tǒng)工藝圖

為了滿足高爐對供水溫度的要求，保證高爐穩(wěn)定運(yùn)行，我們在保證其他用戶不受影響的基礎(chǔ)上針對不同的溫度要求采取了以下措施：

（1）第一次調(diào)整

12月1日，軟水溫度要求44~46益，從工藝圖我們可以看出，調(diào)整軟水溫度最直接的辦法就是控制二次水的流量和溫度，因?yàn)檫M(jìn)入12月份以來，我們的冷卻塔風(fēng)機(jī)基本上處于關(guān)閉狀態(tài)，所以我們通過根據(jù)以往總結(jié)的二次水量和溫度的關(guān)系，調(diào)整了單臺板換流量，將進(jìn)入3#板換的二次水流量由600 m3/h降低到100 m3/h,，調(diào)整后，二次水流量2300 m3/h降低到1900 m3/h，軟水溫度滿足要求，二次水泵運(yùn)行無異常。

（2）第二次調(diào)整

12月3日，軟水溫度要求45~47益，關(guān)閉了3#板換后，仍不能滿足，又將4#板換流量調(diào)低了100 m3/h左右，調(diào)整后二次水量為1700 m3/h，4#板換流量為400 m3/h，軟水溫度滿足要求，二次水泵基本正常。

（3）第三次調(diào)整

12月7日，軟水溫度要求47~49益，關(guān)閉了4#板換后，二次水流量為1600 m3/h，軟水溫度仍不滿足要求，我們試著調(diào)整了1#、2#板換二次進(jìn)水流量，但當(dāng)二次水量降到1500 m3/h時(shí)，二次水泵里已有較明顯的異音，振動也較之前大很多。顯然，再通過調(diào)整二次水量來提高軟水溫度將會對水泵造成較大的破壞。

調(diào)整流量行不通，我們想到了通過提高板換二次進(jìn)水側(cè)溫度來提高軟水側(cè)溫度。我們調(diào)整了冷水池超越閥L1。冷水池超越閥，顧名思義，就是使循環(huán)水超越冷卻塔直接回到冷卻塔集水池，即減少上塔水量，從而達(dá)到提高凈循環(huán)系統(tǒng)整體溫度的目的。然而，凈循環(huán)系統(tǒng)中除了包含二次水泵組外，還有爐頂泵組和綜合泵組。其中爐頂泵組供高爐十字測溫及冷卻爐頂齒輪箱，綜合泵組供高爐系統(tǒng)空調(diào)、TRT及液壓站，這些用戶對水溫也有一定的要求，現(xiàn)階段的控制參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)是臆35益。所以，為了既能使軟水溫度達(dá)到要求又不至于影響到凈循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行，我們在調(diào)整過程中循序漸進(jìn)，通過記錄開啟圈數(shù)來精確控制閥門開度。閥門開啟前二次水溫度大概在25~27益，通過對超越閥的數(shù)次調(diào)整，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)超越閥開度達(dá)到1/4時(shí)，二次水溫可達(dá)到31~32益，當(dāng)開度增大到1/3時(shí)，二次水溫可達(dá)33~34益，根據(jù)天氣情況的不同，還會有1~2益的浮動。同時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)二次水溫度維持在31~32益時(shí)，軟水溫度基本能滿足要求。根據(jù)以上結(jié)論，我們在運(yùn)行過程中，通過對二次水的密切關(guān)注和超越閥的及時(shí)控制，最終滿足了高爐對軟水溫度的要求。

5 總結(jié)

本次通過對板換和冷水池超越閥的組合調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對水溫的穩(wěn)定控制并充分滿足了高爐對水溫的要求。但如果高爐再次要求提高水溫，這些調(diào)整可能仍滿足不了要求,需要討論開啟軟水超越閥R1（一般情況不進(jìn)行操作）或?qū)で笃渌乃疁卣{(diào)整方法。另外，本次調(diào)整發(fā)生在冬季，二次水溫有較大的調(diào)整空間，冷水池超越閥具有可操作性，如果在夏季，二次水溫較高，這種操作可能不適用。

Reverse Control of Cooling Water Temperature of Blast Furnace

Chen Baohong,Qi Ling,Xu Haifeng
(The Power Supply Plant of Anyang Iron and Steel Co.,Ltd.,Anyang,Henan 455000,China)

The process control principle of combined close-loop circulative soft water cooling system of Anyang Steel’s 2800 m3blast furnace was discussed and control method for temperature increase during operation was also forwarded.

BF cooling;soft water;close-loop circulative water system;temperature in原crease control

TK223.5

B

1006-6764（2013）10-0053-02

2013-04-24

陳寶紅（1981-），女，畢業(yè)于河北理工大學(xué)，給水排水專業(yè)助理工程師，現(xiàn)從事高爐供水技術(shù)工作。