五维水平衡在炼铁厂节水减排应用解析_甘宜超

五维水平衡在炼铁厂节水减排应用解析甘宜超(华菱湘潭钢铁集团湖南湘潭411101).I要通过对新节水技术“五维水平衡”概念的理解,结合炼铁厂节水减排的实际应用,分别从五种不同的视角,对节水领域出现的新技术理论,进行了有益的探讨和系统的分析。关扭询工业节水;水量水温;水质稳定;水文气象;五维平衡引言传统的节水理论和技术基本上都是建立在水量这一维的基础之上,尽管在设计中也时有涉及水的温升和水质,但是,往往未能充分发挥其潜能。虽然对企业的节水起到了一定的作用,但是,由于一维的局限性,在节水的深度和广度上受到了很大的限制。五维水平衡理论和技术,就是以全新的视角,多层次、全方位来审视现行的节水理论和技术。五维水平衡理论与传统的节水方式不同之处,就是它不仅仅局限在水量上做文章,而且还要把水的温升、水质、气象和水文等五维因素,完整地、有机地联系起来,进行总体研究和综合平衡,以达到和谐统一。所以说,工业上节水减排,必须突破传统模式,找到新的支撑点,从理论和实践上加以发展和创新。下面结合我们炼铁厂的实际应用,从五种不同的视角,对五维水平衡技术进行系统的探讨。1水t变化众所周知,炼铁厂是钢铁企业的用水大户,炼铁系统(烧结、焦化、热电)由于各生产工艺的用水,有不同的水压要求,传统高炉设计用水,是一年四季按照一个水压供水,虽然保证安全生产不成问题,但非常不利于节水减排。五维水平衡中第一位的因素是水量,设取水量、用水量和重复利用率分别为Qm、Q和R,三者的关系表达式为:Qm“Q(100一R)%工业节水减排中,包括了两方面的内涵,一是节约取水量(即新水);一是节约用水量(即循环水)。两者相互渗透,关系密切。而在两者中,前者更为重要。因为节约了取水量,就意味着少占用了水资源,而且还同步减少了排入水体的工业废水;而后者则仅涉及节约企业水处理设施的投资和运行费用。高炉是湘钢生产设备的重中之重,也是我们最为关注的焦点。长期以来,由于1杯高炉供水设计能力严重不足等原因,系统水压偏低,常压和高压供水量缺口近一倍,炉台常压水只有3.2kg,高压水也只有6.8kg。针对二水站和六水站目前水泵实际能力,决定尽快进行优化试验,调整高炉常压水供水的运行方式,提高整个高炉常压水压力,达到立竿见影的效果。但对于风口中套的水压特殊要求,特别是1”高炉管道结垢严重,风口中小套冷却不足难题,提出了采取就地增设管道泵,利用下干线常压水,进行二次提压的创新思路,将节约出来的高压水,补充给另两座高炉风口高压水,真正起到事半功倍的作用。高炉常压水泵原供水方式为:二水站开1台大泵(24SHP一10A,水量2700m3/h),六水站开6台小泵(ZoSH一6B,单台水量1746m,/h)即一大六小的供水运行方式,此时3“高炉的炉台水压仅维持3.2kg左166右。由于二水站和六水站主供水干线都是串通的,不同型号泵的管网运行特性优化难度大,正常炼铁生产不能受到任何影响,风险极高。同时,水站和高炉的计量装置不够完善,干线联络阀门尺寸大,调整数量较多,且只能采取手动方式缓慢进行等。通过数周的艰苦调试,克服室外操作天气带来的不利影响,对3#高炉常压水管网与1”、2#高炉的管网联络门进行了数次分步调整,终于正式实现了二水站开2台泵,六水站开4台水泵(即二大四小泵)的新供水运行方式。节约水量(IX2700+6X1746)一(2只2700+4X1746)=792m3/h。这样,整个高炉常压水压力提高了近1kg,有效改善高炉冷却壁的冷却强度,使用寿命不断延长,同时还实现了节水减排的目标。1”高炉的供水示意图如下。供水示意图同时,根据水耗与压力成正比,我们将常压水系统实际分为上、中、下三条干线,分别按不同水压运行。供炼铁常压水上干线的调整压力为0.48一0.5MaP,重点是确保高炉上段设备水压要求。将炼铁中干线水压调整为。.54~0.“MP。,满足高炉风口冷却用水要求。将炼铁下干线水压调整至0.3~0.35MaP,将热电鼓风水压调整为0.16~0.28MaP,而把对水t要求不高的单位或只需要补充水的用户全部放在炼钢干线0.2~。.25MaP的压力上,并制定形成相应供水标准,在安全供水的基础上,以帮助用户尽可能减少用水浪费。2水的温升对于一个循环水系统来说,水的温升是一个最关键、最活跃的因素。因为在工业湘钢高炉用水中,循环冷却水占2/3以上.而这部分循环水是用来进行热交换,带走热量。设定带走的热t、水的温升和水量分别为Qr、△t和Q,这三者的关系如下式所示:Q,=Q△t显然,合理地提高水的温升,就可以相应减少用水量。167在炼铁厂的1、2、3#高炉,由于以实现高炉的长寿化为目标,用水量成倍增加,导致回水的温升很低,2、炉只有3一4℃,1#高炉有的只有1℃(因为在高炉的热平衡中,水带走的热量几乎是一个常数,大约是在《湘钢工业