煉鋼軟水密閉循環(huán)水系統工藝及冷卻設備比較

第30卷第1期工業(yè)水處理VoL.30 No.12010年1月Industrial Water TreatmentJan. ,2010煉鋼軟水密閉循環(huán)水系統~工藝及冷卻設備比較俞琴',劉紅',劉傳紅2(1.武鋼能源動(dòng)力總廠(chǎng)供水廠(chǎng),湖北武漢430081;2湖北海力 化工科技有限公司,湖北武漢430064)[摘要]對煉鋼軟水密閉循環(huán)水系統采用板式換熱器和蒸發(fā)冷卻器的兩種不同工藝、設備、運行成本、降溫效果等方面進(jìn)行比較,前者工藝復雜,設備多、二次冷卻水量大,但日常檢查、檢修維護方便,能及時(shí)發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理,目前使用比較成熟;后者工藝簡(jiǎn)單、設備少、二次冷卻水量小,降溫能力強,降溫速度快,千噸水耗電量低,但日常檢查、檢修不方便,不易發(fā)現問(wèn)題。通過(guò)比較,優(yōu)化出煉鋼軟水密團循環(huán)水處理工藝,可為新建同類(lèi)水處理系統提供參考。[關(guān)鍵詞]煉鋼軟水密閉循環(huán)水;板式換熱器;蒸發(fā)冷卻器[中圖分類(lèi)號] TQ085 [文獻標識碼]B [文章編號] 1005-829X(2010)01 -0073- 04Comparison made for the techniques of closed steeling-making soft watercirculating water system and cooling equipmentYu Qin', Liu Hong', Liu Chuanhong2(1. Water Supply Plant of Energy Resource & Power Company of WISCO, W uhan 430081 , China;2. Cnhile Chemical Science & Technology Industrial Co. , Ltd. , Wuhan 430064, China)Abstract: Two kinds of techniques, equipment, running cost, and cooling effect of plate heat exchanger andevaporative cooler which have been used by the closed steel-making soft water circulating water system arecompared. About the former, the technique is complicated, too many piece of equipment and too much secondarycooling water are used. But, the routine inspection, examination and repair are convenient, problems can be foundout and managed in time, and it has been used quite skillfully at the present time. About the latter, the techniqueis simple, not many pieces of equipment and not much secondary cooling water are used, temperature can belowered quickly, and power consumption per 1 000 t of water is low. But the routine inspection, examination andrepair are not convenient and problems cannot be found out easily. Based on the comparison, the treatmenttechniques of closed steel-making soft water circulating water are optimized. It can provide reference for the samekind of water treatment system.Key words: closed ste-making soft water circulating water; plate heat exchanger; evaporative cooler; comparison煉鋼軟水密閉循環(huán)水系統主要供連鑄結晶器、1工藝比較連鑄設備、鋼包爐,真空爐、氧槍等設備冷卻用水,1.1 采用板式換熱器的軟水密閉循環(huán)水工藝水處理的主要目的是降溫降濁。在循環(huán)水工藝過(guò)程武鋼三煉鋼1*鋼包爐循環(huán)冷卻水系統為采用中，冷卻設備是工業(yè)循環(huán)水系統不可缺少的設備,板式換熱器降溫的軟水密閉循環(huán)水工藝,其基本參而密閉循環(huán)冷卻水系統的冷卻設備又分為板式熱數見(jiàn)表 1。交換器、蒸發(fā)冷卻器和管殼式換熱器3種形式。表1 1"鋼包爐循環(huán)冷卻水系統的基本參數筆者重點(diǎn)對煉鋼密閉循環(huán)冷卻水系統采用板名稱(chēng)中國煤化工◆卻設教單介換熱面積/m2式熱交換器和蒸發(fā)冷卻器兩種不同冷卻設備的工MHCNMH(藝在實(shí)際運行中的降溫效果、運行成本及檢修維護包護440052835‘式換2 252.3等方面進(jìn)行了分析和比較。1'鋼包爐密閉循環(huán)水系統工藝流程示意見(jiàn)圖1。-73-工程設計與設備工業(yè)水處理2010-01 ,30(1)2板式換熱器與蒸發(fā)冷卻器工作原理冷卻塔2.1 板式換熱器工作原理包爐板式換熱器是由許多波紋形的傳熱板片,按一|吸水井定的間隔，通過(guò)橡膠墊片壓緊組成的可拆卸的換熱設備。板片組裝時(shí)，兩組交替排列,板與板之間裝有圖11"鋼包爐密 閉循環(huán)水處理工藝流程密封墊片,將流體通道密封,其作用是防止流體泄漏并使兩板片之間形成狹窄的網(wǎng)形流道，換熱板片壓從圖1可以看出,該系統由板式換熱器+水泵+冷成各種波紋形,以增加換熱板片面積和剛性,并能使卻塔+水池+輔助件(如閥門(mén)、連接管件等)組成,軟水流體在低流速下形成湍流,以達到強化傳熱的效果。(一次冷卻水)通過(guò)換熱器把熱量傳遞給二次冷卻水,同時(shí)還大大降低了結垢,從而使設備的維護和清掃受熱后的二次冷卻水通過(guò)水泵輸送到冷卻塔上,通過(guò)非常方便。板上的4個(gè)角孔,形成了流體的分配管和冷卻塔降溫后,由水泵輸送回板式換熱器,經(jīng)過(guò)冷卻后泄集管,兩種換熱介質(zhì)分別流人各自流道,形成逆流的軟水(一次冷卻水)由水泵輸送至用戶(hù),如此循環(huán)?；虿⒘魍ㄟ^(guò)每個(gè)板片進(jìn)行熱量的交換。三煉鋼1*鋼包爐密閉循環(huán)水系統采用傳統的2.2蒸發(fā)冷卻器工作原理不銹鋼板式換熱器進(jìn)行冷卻，設計要求降溫能力為蒸發(fā)冷卻器由軸流風(fēng)機+循環(huán)水泵+盤(pán)管+靜電10 C。近年來(lái),由于三煉鋼產(chǎn)量增加,密閉系統水量水處理器+集水池等設備組成。蒸發(fā)冷卻器以水和沒(méi)有增加,熱負荷的增加導致回水水溫上升,板式換空氣作為冷卻介質(zhì)與盤(pán)管內的高溫液體進(jìn)行熱交熱器進(jìn)出水溫差變小,- -般在2~4 C。換,在軸流風(fēng)機的作用下,內部形成負壓狀態(tài)。工作1.2 采用蒸發(fā)冷卻器的軟水密閉循環(huán)水工藝.時(shí),冷卻水由水分配系統在強勁的風(fēng)力下均勻地分三煉鋼2*鋼包爐循環(huán)冷卻水系統工藝為采用.布在盤(pán)管的表面,高溫液體從盤(pán)管上部進(jìn)人,經(jīng)過(guò)冷蒸發(fā)冷卻器降溫的軟水密閉循環(huán)水工藝,其基本參卻的液體從盤(pán)管下部流出,在該過(guò)程中，高溫液體與數見(jiàn)表2,工藝流程見(jiàn)圖2。盤(pán)管外部的水、空氣進(jìn)行熱交換,再借助風(fēng)勢,換熱表2 2"鋼包爐循環(huán)冷卻水系統的基本參數效果顯著(zhù)。蒸發(fā)冷卻器中，工藝介質(zhì)走管內水平流名稱(chēng)水量/水溫/水量/水溫/-次水二次水冷卻臺敷單臺處理能動(dòng),空氣、水走管外,空氣由下向上流動(dòng),噴淋水則由mnin設備力(m'-h*)上往下流動(dòng),水、空氣與工藝介質(zhì)為交叉錯流,水與蒸發(fā)冷9004057235卻器00空氣為逆流,這樣一來(lái),從流程布置上也強化了傳熱傳質(zhì)過(guò)程。事故水塔3降溫效果比較2銅包爐下L蒸發(fā)冷卻器蒸發(fā)冷卻器與板式換熱器的降溫效果主要從降-次水二次水凈化水溫能力和降溫速度兩個(gè)方面來(lái)比較。3.1 降溫能力比較由于每年的6、7月份為武漢的高溫季節，氣溫圖22* 鋼包爐密閉循環(huán)水系統工藝流程高,降溫難度大,將1* .2*鋼包爐進(jìn)出水溫統計數據由圖2可以看出,該密閉系統采用蒸發(fā)冷卻器進(jìn)行比較,其最大值、最小值及平均值見(jiàn)表3。做為主要冷卻設備，蒸發(fā)冷卻器將板式換熱器+循表3 1"、2*鋼包爐水溫數據對比環(huán)水泵+冷卻塔+水池合為一體。不需要單獨設置二項目工鋼包爐密閉水溫/C2鋼包爐密閉水溫C回水出水溫差次冷卻水處理系統。平均值33.623~ 31.736 1.887 36.967 32.315 4.6522*鋼包爐設計3臺蒸發(fā)冷卻器，高溫季節運行3最大值39.434.7 4.743.5 33.51最小值28.628.5).130.2 26.53.臺,一般運行2臺,水溫能滿(mǎn)足2*鋼包爐的要求。綜合比較上述兩種工藝,采用板式換熱器的軟中國煤化工令卻器的2°鋼包爐水密閉循環(huán)水處理工藝復雜、設備多冷卻水量大;降溫CN MHGi1°鋼包爐最高溫采用蒸發(fā)冷卻器的軟水密閉循環(huán)水處理工藝簡(jiǎn)單、差4.7 T;2°鋼包爐平均溫差達4.652 C，而1'鋼包設備少、冷卻水量小。爐平均溫差1.887 C。由于當水溫較低時(shí)可少開(kāi)風(fēng)一74-.工業(yè)水處理2010-01 ,30(1)俞琴,等:煉鋼軟水密閉循環(huán)水系統工藝及冷卻設備比較機,所以采用蒸發(fā)冷卻器的2*鋼包爐,既節能又保證4.2二次冷卻水水量比較水溫。板式換熱器是利用二次冷卻水冷卻軟水密閉循3.2降溫速度比較環(huán)水(一次冷卻水),且二次冷卻水水量比一次冷卻由于水處理運行一直遵循既要滿(mǎn)足主體設備水水量大,其比例為(1.1~1.25):1,三連鑄水站比例對水溫的要求,又要經(jīng)濟節能的原則，且主體設備達1.2:1。的鋼產(chǎn)量、鋼種不斷變化導致各系統回水溫度變(1)以2*鋼包爐密閉系統總水量900 m2/h計,化大，因此一旦發(fā)現水溫升高的趨勢且接近密閉如采用板式換熱器的冷卻方式，則二次冷卻水水量系統標準(≤40C)時(shí),必須采取有力措施降溫,為1 080 m/h。盡快將水溫控制下來(lái)，此時(shí)降溫速度就顯得特別(2)2*鋼包爐密閉系統采用蒸發(fā)冷卻器,運行3重要。臺,每臺兩組噴淋水泵,噴淋水泵的流量為143 m/h,1"鋼包爐密閉循環(huán)水系統采用的板式換熱器是噴淋水泵的臺數視水溫而定，則最大冷卻水量為572利用凈循環(huán)水(二次冷卻水)對軟水密閉循環(huán)水(一m/h,為一次水流量的63%。次冷卻水)進(jìn)行冷卻。一次冷卻水出水水溫趨高時(shí),采用蒸發(fā)冷卻器二次冷卻水量是采用板式換熱必須通過(guò)控制二次冷卻水溫度來(lái)降溫,高溫季節冷器二次冷卻水量的53%。卻塔風(fēng)機- -般運行8臺,增開(kāi)- -、兩臺風(fēng)機,一次冷4.3 二次冷卻水水質(zhì)穩定劑費用比較卻水水溫4h可降1~2C,降溫速度慢。目前,循環(huán)冷卻水采用投加緩蝕阻垢劑來(lái)控制2*鋼包爐密閉系統采用的蒸發(fā)冷卻器是二次冷腐蝕和結垢,投加殺菌滅藻劑防止藻類(lèi)的滋生,藥劑卻水的單獨循環(huán),降溫速度快,當水溫升高時(shí),增開(kāi)投加量與水量成正比。蒸發(fā)冷卻器風(fēng)機即刻降溫。經(jīng)過(guò)多次對2*鋼包爐的綜合上述3項比較,采用蒸發(fā)冷卻器與采用板式實(shí)際運行觀(guān)察,增開(kāi)蒸發(fā)冷卻器風(fēng)機,運行1h后就換熱器的密閉循環(huán)水處理工藝相比，能耗低，節電約會(huì )有很明顯的降溫效果。62%,二次冷卻水量少,水質(zhì)穩定劑費用節約47%。綜上所述,蒸發(fā)冷卻器與板式換熱器相比,降溫5投資 及維護檢修等方面的比較能力強，降溫速度快。5.1 工藝設施及占地面積4運行成本比較.板式熱交換器的二次冷卻系統需- -臺大功率的對煉鋼軟水密閉循環(huán)水系統而言,不論采用何冷卻水供給泵和一座占地面積很大的冷卻塔、水池。種冷卻工藝,一次冷卻水的運行成本相同,因此,只而蒸發(fā)冷卻器的二次冷卻系統和一次水融為一體,對二次冷卻水系統的運行成本進(jìn)行比較。結構緊湊不需要占地,可節省一次性投資。4.1耗電量比較5.2 日常檢修維護比較比較了采用板式換熱器和蒸發(fā)冷卻器的冷卻系(1)板式熱交換器可以通過(guò)拆卸檢查,在換熱效統能耗,并計算出每千噸水耗電量,見(jiàn)表4。果不好的情況下，需進(jìn)行清洗，以保證滿(mǎn)足生產(chǎn)需表4 1*鋼包爐和2*鋼包爐能耗比較要。名稱(chēng)|"鋼包爐 2°鋼包爐名稱(chēng)二1 鋼包爐2°鋼包爐(2)蒸發(fā)冷卻器僅需正常的維護點(diǎn)檢,但不能檢二次冷卻水52572風(fēng)機運行4-123-5量/(m*h7)方式/臺查到盤(pán)管內部狀況。蒸發(fā)冷卻器盤(pán)管--旦出現問(wèn)題,計算臺敷8需整體更換盤(pán)管，更換盤(pán)管費用高。二次水年耗5.3 一.次性投資冷卻水泵功430 .7.52 540.1671.28率AW~|(0 kW.h)1臺處理水量為300m/h的蒸發(fā)冷卻器,50萬(wàn)冷卻塔風(fēng)機4直入水679104 4942.08元/臺,2*鋼包爐密閉系統水量900 m2/h,設置蒸發(fā)功率/W“毛電/冷卻器3臺,共150萬(wàn)元。如設置板式換熱器,2*鋼(nhW/xr> 374.05 144.3包爐需換熱面積906.5m?,采用阿法拉伐普通材質(zhì):由于鋼包爐是卻,其單耗無(wú)法單獨計算而采取計煉鋼凈得系統作為二次水門(mén)860mb)冷換熱中國煤化工換熱器3臺,費用由表4可以看出,蒸發(fā)冷卻器與板式熱交換器為76.|Y片CNMHG處理能力為1080相比,冷卻系統千噸水耗電量低,節電約62%,節能m2h的冷卻塔和水池,總投資費用估算為150萬(wàn)元。效果顯著(zhù)。冷卻塔提升泵15萬(wàn)元,合計投資費用241.8萬(wàn)元。一75一工程設計與設備T.業(yè)水處理2010-01 ,30(1)板式換熱器與蒸發(fā)冷卻器投資、維護及檢修情6結論況對比如表5所示。通過(guò)對上述三煉鋼兩個(gè)軟水密閉循環(huán)冷卻水系表5板式換熱器與蒸發(fā)冷卻器投資、 維護及檢修統的兩種不同冷卻設備的比較，認為采用板式換熱情況對比項目采用板式換熱器的密閉采用蒸發(fā)冷 卻器的密器的密閉循環(huán)水處理工藝日常檢查檢修維護方便,循環(huán)水處理工藝閉循環(huán)水處理工藝目前使用比較成熟;采用蒸發(fā)冷卻器的密閉循環(huán)水一次性投資/萬(wàn)元241.8150處理工藝降溫效果好、且運行費用低、投資少。經(jīng)綜.占地面積大小方便檢修不方便合評價(jià)后認為蒸發(fā)冷卻器適合用于冶金系統軟水密日常檢查可拆卸檢查不能拆卸檢查閉循環(huán)水系統。異常情況處理清洗換熱器板片,更換板一旦盤(pán)管出現問(wèn)題,需[作者簡(jiǎn)介]俞琴(1973- ),1994 年畢業(yè)于武漢科技大學(xué)城建學(xué)院,給片、密封面整體更換盤(pán)管排水工程師，現供職于武漢鋼鐵股份有限公司能源動(dòng)力總換熱器板片為不銹鋼，使日前盤(pán)管材質(zhì)為碳鋼，檢修費用用年限長(cháng)，可以更換部分使教為10a，廠(chǎng)。電:13986259272.Enail:yuqin. 1973@rom.om.板片，費用較低整體更換費用高[收稿日期] 2009 09-17(修改稿)(上接第64頁(yè))[參考文獻]合工藝水的重質(zhì)物含量,其結果與重量法測定結果相當,說(shuō)明該方法準確可靠,而與重量法相比,其分[1]吳育愛(ài).正丁烯水合法制甲乙酮裝置運行分析[J].石化技術(shù)與應析精度更高,相對偏差更小。用,2006,24(4):293- -296.[2]楊俊明,張朝陽(yáng),張鵬飛.甲乙酮裝置的工藝技術(shù)特點(diǎn)及工業(yè)生4結論產(chǎn)分析[].甘肅石油和化工2006.20(2):21-24.(1)建立了一種采用分光光度法測定丁烯水合[3]李彬,王桂敏,蘇芳云.丁烯水合反應裝置床層壓降升高的原因工藝水中重質(zhì)物含量的方法。選定分析波長(cháng)400 nm,分析[J].甘肅石油和化工,2008 ,22(4):37-41.以蒸餾水為參比,對配制的標準溶液進(jìn)行分析檢測,[4]呂志輝.正丁烯水合、脫氫制甲乙酮技術(shù)[J].石油化工,003,32由實(shí)驗結果繪制出了重質(zhì)物含量與吸光度的關(guān)系曲[S]郭良平.丁烯水合反應器床層壓降升高的因素分析[J].遼寧化(2):153-155.線(xiàn)，得到了二者的線(xiàn)性擬合方程為C=1.16208A+工,2008 ,37(3);181-183.0.001 1,其線(xiàn)性相關(guān)系數達到0.999 6。[6]劉秀清,郭志軍,于尚武氣相色譜法測定甲乙酮重質(zhì)物含量([J].(2)分別使用分光光度法和重量法對丁烯水合分析測試技術(shù)與儀器,2004,10(4):231-233.工藝水樣品進(jìn)行分析對比，結果表明兩種方法的測[7]展惠英.紫外分光光度法測定廢水中油的含量[J].甘肅聯(lián)合大學(xué)定結果相當,從而驗證了分光光度法分析結果的可學(xué)報:自然科學(xué)版,2007,21(1):65- 69.[8]林新花儀器分析[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2008:17-22.靠性。(3)與傳統的重量法相比,分光光度法具有操作[作者簡(jiǎn)介]李彬(1983- ),2005 年畢業(yè)于蘭州大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè),助理工程師，現主要從事煉油化工方向的研究工作。電話(huà):簡(jiǎn)單快捷,分析精度高,檢測限低的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足13919448397 ,Emai:sanmlcc@ybo.om.cn。實(shí)驗分析和甲乙酮裝置的生產(chǎn)需要。[收稿日期] 2009 09-13(修改稿)●國內外水處理技術(shù)信息.一種阻垢分散劑及其制備方法一李玉江. CN烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸、烯丙基磺酸鈉或2-丙烯酰1011863974胺基十二烷基磺酸,還提供了其制備方法,本發(fā)明的阻垢.本發(fā)明提供了一種阻垢分散劑,為丙烯酸、丙烯酰胺他摯基官能團,使阻垢分和含磺酸基團有機物的共聚物.共聚物的固體質(zhì)量分數為散化鐵中國煤化工，還有優(yōu)良的分散氧fYHCNMHG水質(zhì)中,仍然具有高30%-40% ,共聚物的相對分子質(zhì)量為1 000~10 000,丙烯效的阻垢分散性能,可廣泛應用于循環(huán)水和反滲透等工業(yè)酸、丙烯酰胺與含磺酸基團有機物的質(zhì)量比(5~40):(1~水處理系統中。15):(1~15),所述含磺酸基團有機物為乙烯基磺酸、2-丙一76-.