武钢高炉软水密闭循环冷却系统比较
武钢8号高炉投产10年冷却壁零破损总结
武钢8号高炉投产10年冷却壁零破损总结曾伟涛（武钢有限炼铁厂，湖北武汉430000）摘要：武钢8号高炉，2019年8月1日投产，投产10年冷却壁零破损，单位炉容产铁系数达到8680.3t/m3，在高炉长寿工作方面达到国际一流水平。
文章对武钢8号高炉冷却壁零破损的原因进行了总结，认为8号高炉充分吸取了原武钢大型高炉冷却璧破损调查的经验，采用了合理的冷却材质，实行严格的锌负荷管理，采取适宜的上下部相结合的操作制度来保证高炉炉况长期顺行，实现了8号高炉冷却壁投产10年零破损。
关键词：冷却材质；锌负荷；操作制度；冷却壁Metallurgy and materials作者简介：曾伟涛（1984-），男，湖北麻城人，大学本科，工程师，主要研究方向：高炉炼铁。
武钢8号高炉，2009年8月1日投产，有效容积4117m 3，采用大量武钢大型高炉长寿设计的成熟经验，包括在5号高炉第一代炉役上得到成功应用的串联式联合软水密闭循环冷却系统，在6、7号高炉发展成熟的陶瓷杯结合炭砖的复合炉底结构、铜冷却璧薄炉身设计等先进技术。
武钢8号高炉，开炉后第四天利用系数即达到1.984t/（m 3·d ），创国内同类型高炉开炉最快速度。
开炉后，8号高炉的各项经济技术指标不断创出新高。
开炉后第1个月利用系数达到1.988/（m 3·d ），焦比403.5kg/t，煤比178.8kg/t；第3个月利用系数突破2.520t/（m 3·d），特别是高炉的单月平均利用系数达到2.617t/（m 3·d ）），突破了国内大型高炉的历史记录，达到同类型高炉中一流的水平。
投产10年以来，武钢8号高炉一直保持着高产长寿的良好态势。
截止到2019.7.31，武钢8号高炉投产10年来没有一块冷却璧损坏，共产生铁3573.65万t，年平均产生铁357.37万t，单位炉容产铁8680.246t/m 3，平均燃料比514.0kg/t.Fe，创造了大型高炉高产长寿的典范。
武钢8号高炉炉体系统设计特点
2第 2 1 卷第 7 期 2 01 1 年 7 月中国冶金C h i n a M et a l l u r g yVo l. 21 , N o. 7J u l y 2 01 1武钢 8 号高炉炉体系统设计特点薛维炎1 , 闫彩菊1 , 欧阳龙1 , 杨佳龙2 , 迟建 生2 , 邓 棠2( 1 . 中钢集团工程设计研究院 有限公司, 北京 1 000 80 ; 2 . 武钢炼铁总厂, 湖北 武汉 43 00 83 )摘 要: 对武钢 8 号高炉炉体系统的设计进行总结, 根据武钢现役高炉的设计和生产经验, 对现役高炉存在的问题 和原因进行了分析, 对 8 号高炉炉体系统的设计方 案及特 点进行 了论述。
主 要针对 高炉内 衬、冷 却壁的 结构形 式及材 质的选择进行了详细分析、多方案比较, 其中对炉缸 冷却壁 与耐材 的结合 形式、炉缸冷 却壁、风口带 冷却壁 的 材质选择、风口组合砖上部至炉腹下部区域内衬 结构形式等几个方面的优化获得了业主的 认可并取 得了良好的 实 际生产效果。
关键词: 高炉; 炉体; 设计; 特点中图分类号: T F 57 2 文献标志码: A 文章编号: 1 00 6- 9 356 ( 2 01 1) 07- 00 13- 05Furnace Body System Design of WISCO s BF No. 8X U E W e -i yan 1 , Y A N C a -i ju 1 , O U Y A N G L o ng 1 , Y A N G Jia - l o n g 2 ,C H I J i an - s h e n g ,DE N G T an g2( 1. S i no s t e el E n g in e eri n g D es i g n an d R es e ar ch In s t i t u t e C o . , L t d . , B e iji n g 10 00 80 , C h i n a ;2 . W uh a n Iro n an d S t e el Gr o u p Co . , W u h an 43 00 83 , H u b ei, C h i na )Abstract: T h e des i g n of W I S C O s bl a s t f u r nace No . 8 b o d y s y s t e m is bei n g su m m a r i z ed . In co ns i d e rat ion of pr o d u c - t i o n e x p e ri e nce and p r o bl e m o f s e rv ice b l as t f u r n a ce of W I S C O , t h e d e s i g n s c h e m e an d ch a ract e ri s t ic o f B F N o. 8 bo dy sy s t e m is de m o ns t r at e d. A n a l y z i n g an d com par in g b l as t f u r n a ce inn e r lin i n g , c oo l i n g s t a v es s t r uct u r e an d m a - t e r ial , t h e c o m b i n i n g f o rm o f h e art h c oo l i n g s t a ves an d r ef ract o r y, h e art h co o l i n g s t a v es , t u y ere co o l i n g s t a ves m a t e - r ial sel e ct i o n , i n n e r lin i n g s t r u c t u r e f o rm o f t u y ere c o m b i n a t i o n br ick s up s i d e t o u n d er si d e w ere o p t i m i z e d and r at -i f i ed b y o w n e r. T h e BF No . 8 bo dy s y s t e m is w o rk i n g w e l l n o w . Key words: b l a st f u r nace; f u r nace b o d y ; d e s i g n; ch a r act eris t i c1 概述和设计原则1. 1 概述武钢 8 号高炉为武钢第一座4 00 0 m 3 级的特大 型高炉, 该高炉从 200 7 年 5 月 1 8 日正式开工建设,2008 年末已具备投 产条件, 但由 于金融 危机的 影 响, 一直到 2 009 年 8 月 1 日才正式点火投产。
软水密闭循环冷却系统与高炉节能降耗
软水密闭循环冷却系统与高炉节能降耗摘要：钢铁企业的能源消耗很高，约占钢铁生产总量的20%至30%，能源消耗是控制钢铁生产总量的重要组成部分。
钢铁企业高炉过程的能源消耗约占总能源消耗的40%至50%,此外，能源消耗的排放对环境污染也有重大影响。
因此，节能对于降低铁吨成本、提高钢铁企业的竞争力和改善环境至关重要。
分析了软水密闭循环冷却系统和高炉降低能耗的情况。
关键词：软水密闭循环冷却系统；高炉节能降耗在实践中，系统内循环水的质量严重恶化，微生物粘泥造成的腐蚀、结垢和破坏达到了无法控制的程度。
尽管这些问题已得到解决，但冷却塔使水能够充分接触空气，传递热量和物质，并不断蒸发，从而导致风吹、排污和渗漏，从而导致冷却水长时间和反复运行，并增加溶解氧，可能导致系统结垢、水腐蚀、微生物繁殖和滋生等问题。
软水密闭循环冷却系统有效地弥补了这些缺陷。
因此，该系统已成为主要设备可持续性的主要现代技术之一，部分原因是发达国家钢铁消费量低。
1.系统的主要组成部分一般而言，软水密闭循环冷却系统由冷却装置、循环管道、控制阀、膨胀罐(包括N2装置)、热交换器、水泵、电补水及加药设施事故水塔或柴油机泵组成。
1.水冷却零件。
水冷却元件有多种类型，例如连铸结晶器、LF炉、电炉高压电缆冷却、VOD和高炉冷却壁。
2.膨胀罐。
是封闭的容器，底部为循环冷却水，顶部空间为N2。
用于调节循环水量随温度变化的变化。
通过在膨胀节顶部填充N2，可以保持系统所需的工作压力，同时防止氧气进入系统，其主要作用是控制循环系统泄漏损失。
系统补充水可通过改变膨胀罐水位来实现，也就是说，当膨胀罐水位超过规定值时，由安全阀排放给系统供水量。
膨胀罐水位下降时，氮量增加，压力降低，但为了保持给定的氮压力，罐内自动充满氮。
3.热交换设备。
常用的换热器是冷空气和水换热的两种设备。
空气冷却器:冷却水在翅片管内循环，空气吹向管外吸收冷却水的热量。
在干燥球温度较高的地区，不使用空气冷却器。
高炉软水密闭循环冷却新技术
内部资料注意保存高炉软水密闭循环冷却新技术2003年4月1日高炉软水密闭循环冷却新技术第一节：概述延长高炉炉体寿命是当前国内炼铁工艺亟待解决的重要课题之一。
根据冶金部部分统计资料我国30座高炉平均一代寿命为8年左右，一代炉龄产铁量为3855吨/m3代；而日本高炉一代寿命为12年以上，一代炉龄产铁量为8000吨/m3代以上。
国外高炉一般无中修，而我国一代炉龄却要进行中修1~3次。
炉身砖衬寿命不过4~5年，最短只有2~3年，频繁地进行中修是高炉生产中面临的一大难题。
如何延长高炉炉体寿命（特别是炉身寿命）呢？主要应从四个方面进行综合治理。
其一是炉体采用优质耐衬砖材（如高密度碳砖、硅线石砖、氮化硅结合的炭化硅砖及浸磷酸砖等）；其二是采用先进结构形式（如高韧性铁素体基的球墨铸铁冷却壁或铜冷却壁、铜冷却板）；其三是采用高效节能的软（纯）水密闭循环冷却新技术；其四是提高和改进高炉操作技术以及强化高炉技术管理等治理措施。
其中特别是高炉软（纯）水密闭循环冷却新技术，已愈来愈受到国内炼铁界的极大关注。
采用软（纯）水密闭循环冷却新技术，有着十分明显的优越性，主要是：1．冷却介质软纯水水质好，不结垢，传热效率高，提高了冷却效果，大大延长了冷却元器件的使用寿命，使高炉炉体长寿。
2．冷却介质使用消耗量大幅度降低，水循环率达99.9%以上节约用水效果非常显著。
3．节约能源效果显著，能充分利用循环水泵吸入侧的的回水背压能，降低电耗幅度很大。
4．密闭冷却系统充入一定压力的氮气，有效地防止外界大气中氧气进入冷却系统，不但提高了冷却水的欠热度，改善了冷却效果，而且极大地降低冷却系统中的金属元器件的腐蚀速度，明显地延长了元器件的使用寿命。
5．冷却系统无废水排放，从而消除了环境污染，保持了生态环境。
由此可见，采用该项技术对高炉炉体长寿有非常重要的意义。
目前，国内外许多大中型高炉都先后采用该项冷却新技术，已经取得明显的经济和社会效益。
国外高炉如（德）迪林根厂4# 高炉（2056 m3）从1974年至1984年9年半，累计产铁900万吨，冷却壁保持完好。
高炉冷却的作用与冷却的方法
谈谈高炉冷却的作用与方法摘要：高炉炼铁生产是冶金（钢铁）工业最主要的环节，高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。
高炉用的冷却介质有：水、风、汽水混合物等。
最普遍用的是水。
冷却设备有冷却壁，冷却水箱等。
冷却壁是高炉内衬的重要水冷件。
安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位，不但承受高温。
还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷，必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热等综合性能。
冷却水箱也叫冷却板，是埋设在高炉衬砖之内的冷却器。
关键词：冷却介质冷却壁冷却水箱0 前言高炉冷却的目的在于增大炉衬内的温度梯度，致使1150℃等温面远离高炉炉壳，从而保护某些金属结构和混凝土构件，使之不失去强度。
使炉衬凝成渣皮，保护甚至代替炉衬工作，从而获得合理的炉型，延长炉衬工作能力和高炉使用寿命。
高炉冷却是形成保护性渣皮、铁壳、石墨层的重要条件。
高炉常用的冷却介质有：水、风、汽水混合物。
根据高炉各部位工作条件，炉缸、炉底的冷却目的主要是使铁水凝固的1150℃等温面远离炉壳，防止炉底、炉缸被渣铁水烧漏。
而炉身冷却的目的是为了保持合理的操作炉型和保护炉壳。
1 冷却介质高炉用的冷却介质有：水、风、汽水混合物等。
最普遍的是水，它热效率高，热容量大，便于运送，成本便宜。
风比水导热性差，在热流强度大时冷却器易过热，故多用在冷却强度不太大的地方。
使用风冷的成本比水贵，但安全可靠，故高炉炉底多用空气冷却。
用汽水混合物冷却的优点是，气化潜热较大，可以大量节省水，又可回收抵押蒸汽，在高炉上正在大量使用。
水冷设备有喷水冷却，冷却壁和冷却水箱等专用冷却设备，也有风口、渣口、热风阀等专用设备的冷却。
（1）高炉冷却对水质的要求为：不含有机械杂质、悬浮物不超过200毫克/升，暂时硬度不超过10°（德国度）。
（2）水的硬度：天然水中含有钙、镁、盐类等水垢生成物的含量。
一般重碳酸盐、氯化物和硫酸盐等，构成了水中的硬度。
一、暂时硬度：就是指水中含有重碳酸盐的含量。
典型炼铁厂给排水系统工艺分析
典型炼铁厂给排水系统工艺分析作者：蒋远辉覃晶晶伍丽珍来源：《环球市场》2017年第24期摘要：我国的工农业用水需求量很大，水资源匾乏，水体污染严重。
特别是钢铁企业，是用水、排水大户。
因此针对钢铁企业各个主体工艺给排水系统，分析其系统的用水情况和系统设置，给排水节水情况，并且详细针对炼铁厂高炉冷却系统进行研究，通过分析研究目前国际上较先进的高炉软水闭路循环冷却系统，将其应用于具体的工程实践中，最后达到节水，少排甚至不排废水，实现国家循环经济，构建和谐社会目的。
基于此本文分析了典型炼铁厂给排水系统软水密闭循环冷却系统的工艺。
关键词：炼铁厂；给排水系统；工艺1、高炉软水密闭循环冷却系统高炉软水密闭循环冷却系统是一个全封闭的系统，用软水作为冷却媒介，系统主要由冷却元件、循环管路、控制阀门、膨胀罐等部件组成。
目前，大多数炼铁企业给排水无废少废工艺通过采用改进生产工艺流程和更新旧设备、高浓缩倍率开路净环水系统、闭路循环水系统、串接给排水系统、再生水回用等工艺流程。
但是这些改进的方法都有缺陷，比如：大量改进生产工艺和更新现有的设备，会花费大量人力物力，而且使用寿命也不稳定，因此，投资的性价比不高；如果改用高浓缩倍数的开路净环水系统，那么新水与循环水处理的质量要求是很高的，大大增加的系统运行的成本。
再生水回收再利用本身是一种技术难度大且成本费用高的环保措施。
所以，高炉软水密闭冷却循环水系统在炼铁企业推广可以有效的实现节能减排的效果。
2、高炉软水密闭循环冷却系统的影响因素研究2.1水质的影响对于冷却水的水质，按常规的认识只看悬浮物的含量、硬度、酸度、碱度等，但是实际上这些指标并不能准确地判断冷却水的质量，还必须进行水的稳定性的测定。
许多高炉解决结垢问题时，大多采用经过处理的软化水和纯水。
这些水虽然去掉了悬浮物和部分溶解的结垢离子，在一定程度上解决了结垢现象的发生，但是由于软水和纯水的使用方式为密闭循环方式，有大量的溶解氧存在，随着温度的升高，溶解氧无法析出，因而腐蚀速率大增进而导致冷却器烧坏、破损，严重影响高炉的一代寿命。
高炉软水密闭循环冷却水系统调试中的不足及对策
高炉软水密闭循环冷却水系统调试中的不足及对策1 工程概况某钢铁公司新建 1 座 2 650 m3高炉，高炉炉体冷却壁、炉底、热风阀均采用了软水密闭循环冷却水系统。
循环冷却水由循环供水泵组供至高炉风口平台下分成 3 路，一路供炉底水冷管使用，炉底水冷管出水串級供给热风阀使用; 第二路、第三路供炉体冷却壁使用，炉体冷却壁采用分段冷却。
设计循环冷却水量为6 220 ～7 070 m3/ h，供水压力为0.99 MPa （泵出口），回水压力为0.40 MPa （泵入口），供水温度为40 ℃，回水温度为48 ℃。
新建高炉软水密闭循环冷却水系统在通水调试初期出现了循环供水泵及补水泵大量集气、水泵出口手动阀门开启角度偏小、水泵泵壳破裂、水泵振动超标等现象，针对通水调试初期出现的一系列问题，逐一研究分析，对系统进行了全面调整，保证了高炉正常投产运行。
2 运行调试出现的问题（1）系统内大量集气。
设计密闭循环冷却水供水泵共计 3 台， 2 用 1 备，初期运行过程中有 1 台水泵电流突然减小到额定电流的30% 左右，水泵响声异常，系统循环水量迅速下降。
停泵后将泵壳顶端放气阀打开，发现泵壳内集存了大量的气体。
系统设计有 2 台补水泵，1 用 1 备，运行一段时间后也出现了集气现象。
（2）循环供水泵出口蝶阀开启角度小、供水压力平衡数值与设计出入较大。
按设计要求的循环水量对系统进行了初调，系统循环水量为7 070 m3/h，供水压力为0.9 MPa，膨胀罐定压为0.26 MPa，泵站回水管压力0.66 MPa，供水泵组出口蝶阀仅开启30°，阀门前后压差为0.2 MPa，系统不能按照设计压力平衡图的参数运行。
（3）水泵泵壳破裂。
在初期运行的过程中 2 号循环供水泵泵壳破裂，漏水严重，不能正常运行。
（4）水泵振动超标。
在初期运行的过程中 3 号循环供水泵振动超标，且发出异常响声，而且随着泵出口阀门开启角度的加大而变大。
高炉冷却水处理技术比较与探讨
换热设备是高炉水处理中最为关键的设备之 一，软水供水温度的稳定性、温差变化大小，直接影 响高炉运行稳定性和高炉长寿。 有关经验称：冷却 壁有一个平衡点温度(动态平衡点)，在 30~35℃时， 渣皮稳定，不脱落，不会烧坏冷却壁；水温越低，易 结渣皮，水温越高，不利结渣皮，且易脱落；温度太 低，易结瘤。 水温低有利于高炉强化冶炼，产量高。
炉水处理系统中的板式换热器和蒸发式冷却器进行了技术和经济比较。
【 关键词】 高炉冷却和供水;换热设备;水处理
【中图分类号】 TK223.5
【文献标识码】 B
【文 章 编 号 】1006-6764（2009）05-0074-05
Comparison and Discussion on Blast Furnace Cooling Water Treatment System
2009年第 5 期
冶金动力
总 第 135 期
METALLURGICAL POWER
77
7.2 联合软水系统和独立软水系统 联合软水系统和独立软水系统比较见表 1。
表 1 联合软水系统和独立软水系统比较
高炉水处理换热设备有：管式换热器、空气冷却器、 板式换热器、蒸发式冷却器、闭式冷却塔等。
由于高炉热负荷较大，加之环境温度逐渐升高
汽化冷却的优点是节约能源和水资源， 投资 小、不结垢；缺点是冷却壁温度比水冷高，冷却强度 低，运行不稳定。 目前国内还没有一套汽化冷却方 式的高炉。
4 净化水冷却系统
净化水冷却基本原理： 高炉冷却壁、 炉底、风 口、热风阀等冷却部件均采用净化水冷却，冷却后 的热水由集水槽收集后，重力流至水处理区域的热 水池，由热水泵提升至冷却塔降温，降温后的冷水， 再由各自的泵组供至被冷却部件。 系统中要考虑水 质稳定和旁通过滤设施。
炼钢软水密闭循环水系统工艺及冷却设备比较
炼钢软水密闭循环水系统工艺及冷却设备比较俞琴;刘红;刘传红【摘要】对炼钢软水密闭循环水系统采用板式换热器和蒸发冷却器的两种不同工艺、设备、运行成本、降温效果等方面进行比较,前者工艺复杂、设备多、二次冷却水量大,但日常检查、检修维护方便,能及时发现问题及时处理,目前使用比较成熟;后者工艺简单、设备少、二次冷却水量小,降温能力强,降温速度快,千吨水耗电量低,但日常检查、检修不方便,不易发现问题.通过比较,优化出炼钢软水密闭循环水处理工艺,可为新建同类水处理系统提供参考.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2010(030)001【总页数】4页(P73-76)【关键词】炼钢软水密闭循环水;板式换热器;蒸发冷却器【作者】俞琴;刘红;刘传红【作者单位】武钢能源动力总厂供水厂,湖北武汉,430081;武钢能源动力总厂供水厂,湖北武汉,430081;湖北海力化工科技有限公司,湖北武汉,430064【正文语种】中文【中图分类】TQ085炼钢软水密闭循环水系统主要供连铸结晶器、连铸设备、钢包炉、真空炉、氧枪等设备冷却用水，水处理的主要目的是降温降浊。
在循环水工艺过程中，冷却设备是工业循环水系统不可缺少的设备，而密闭循环冷却水系统的冷却设备又分为板式热交换器、蒸发冷却器和管壳式换热器3种形式。
笔者重点对炼钢密闭循环冷却水系统采用板式热交换器和蒸发冷却器两种不同冷却设备的工艺在实际运行中的降温效果、运行成本及检修维护等方面进行了分析和比较。
1.1 采用板式换热器的软水密闭循环水工艺武钢三炼钢1#钢包炉循环冷却水系统为采用板式换热器降温的软水密闭循环水工艺，其基本参数见表1。
1#钢包炉密闭循环水系统工艺流程示意见图1。
从图1可以看出，该系统由板式换热器+水泵+冷却塔+水池+辅助件（如阀门、连接管件等）组成，软水（一次冷却水）通过换热器把热量传递给二次冷却水，受热后的二次冷却水通过水泵输送到冷却塔上，通过冷却塔降温后，由水泵输送回板式换热器，经过冷却后的软水（一次冷却水）由水泵输送至用户，如此循环。
高炉软水密闭循环及不同冷却方式的经济效益分析
高炉软水密闭循环及不同冷却方式的经济效益分析[提要] 本文介绍重钢6#高炉冷却水系统的工艺流程、运行工艺条件，并结合重钢5#高炉运行的相关能耗情况，对高炉常用的不同冷却方式进行经济效益分析比较，结果表明采用软水密闭循环冷却方式及蒸发空冷方式综合效益明显，认为采用软水密闭循环冷却方式和蒸发空冷方式是重大的技术进步，各单位应结合各自条件进一步总结研究，推广采用，以提高我国高炉冷却技术水平，达到节约用水，降低能耗，取得更大经济效益和社会效益的目的。
关键词高炉密闭循环蒸发空冷器经济效益1 前言目前我国经济正处于高速发展阶段，钢材的市场需求也平稳增长，钢铁产品依然呈现供不应求态势，导致价格连续上涨，企业销售收入、利润等指标大幅提高。
国内钢铁业在高价格的刺激下加大了对钢铁的投资力度，在建或准备新建高炉数量急剧增加，为此正确、合理选择高炉的冷却方式对提高我国炼铁工业的节水降耗水平，延长高炉寿命具有重要的指导作用和现实意义，将对我国的钢铁业产生深远影响。
重钢6#高炉容积为750m3,2003.9月开始供水，2003.11月初高炉投产。
分设三个独立的循环子系统对高炉的不同部位冷却设备进行冷却。
其中冷却壁、热风阀及风渣口采用软水密闭循环系统，而风口和渣口小套采用高压敞开式循环系统（水泵出口压力140米），其中软水密闭循环系统见工艺流程及管网图。
软水密闭循环的二次冷却系统采用技术先进、节能效果好的蒸发空冷器。
系统运行4个多月来，运行可靠，各项功能及工艺参数达到了设计要求，整个水系统没有发生任何设备事故，满足了高炉的生产要求，与敞开式循环系统和非蒸发空冷器冷却方式相比，能耗指标低，经济效益明显，充分显示其优越性，因此掌握和推广该项技术具有重要意义。
2 高炉敞开循环与软水密闭循环的分析比较高炉工业净化水敞开循环系统和软水密闭循环系统是高炉最常用的冷却方式，在此只比较这两种冷却方式的优缺点。
2.1 敞开循环冷却方式由于实现了工业水的循环使用，较直流冷却方式有明显的节约用水作用，由于水质较好，通过化学或物理处理方法，能够保证高炉对水质的要求。
闭式与开式循环冷却水系统比较研究
闭式与开式循环冷却水系统比较研究摘要：介绍了几种闭式冷却塔和开式—消雾节水型冷却塔的工作原理和结构型式，从节水、耗电、投资、运行成本、技术可靠性几个方面作了比较分析。
对比分析表明，闭式冷却塔系统具有较好的节水效果，其中干湿联合型可节水59~75%，增湿空冷器可节水81%。
但闭式循环冷却水系统总体而言，投资、电耗、占地、运行成本均较高，技术可靠性不确定，其在煤化工行业应用上，应在有限范围内审慎选择。
开式—节水消雾冷却塔，可节水15~20%，技术相对成熟可靠。
关键词：闭式与开式循环；冷却水系统；比较1 闭式循环水系统工作原理1.1 干湿联合型冷却塔干湿联合型冷却塔是闭式系统的一种。
系统中循环给水经加压后送工艺装置，在装置内与工艺物料进行间接换热后，压力作用下送回循环水系统进行冷却，由此往复循环。
干湿联合型冷却塔主要是由干式空冷管束和湿式空冷管束组成，特点为根据外界气象条件的不同，即可以干式运行，也可以湿式运行。
根据结构形式的不同，可分为三种类型：（1）以A型为代表的干湿联合型冷却塔：该形式的湿式空冷器管束立式布置在空冷塔的两侧，湿式空冷器设计在某一环境温度下完全干式运行满足循环水冷却要求，该环境温度称之为干工况设计温度。
在环境温度超过干工况设计温度时，湿式空冷器通过向进风侧管束翅片表面喷水来满足冷却要求。
喷淋水除了加湿进风空气，降低进风温度（湿球温度），增加循环水与空气间的换热温差外，还在翅片表面直接蒸发强化换热增加散热器的传热系数，两部分共同作用保证了湿式空冷器在夏季高温时段的冷却能力。
实际业绩呼伦贝尔国华电厂一套试验装置在运行。
（2）以B型为代表的干湿联合型冷却塔：该类型空冷器由上到下分为三部分，包括翅片管，湿式盘管，最下方为填料气液热交换层，提供充足的传热传质面积。
空冷翅片盘管换热在湿式运行出风口上方，管内热流体先进入翅片盘管预冷却，换热不足部分由蒸发换热盘管通过蒸发少量喷淋水来补充。
运行模式包括①夏季干湿混合运行，②过渡季节绝热运行，③冬季低温干式运行模式，通过调节湿盘管蒸发水量来实现全年节水目标。
高炉软水密闭循环冷却系统的控制制
水 中 ， 种情 况 检 漏 主要 依 据 ： ） 子 开 关 动 作 ； ） 此 ａ浮 ｂ 循
和 角 部 排 水 管 上 。在 高 炉投 运 初 期 可 按 划 分 的 冷 却 区 量 测 量 精 度 较 高 ， 因 此 检 据 功 能 原 理 与 风 口检 漏 相
域 均 匀分 布 设置 少 量 的 浮 子 开关 在 高 炉 运 转 后 期 视 同 炉 况 而定 ， 将 ５—８层 的 每块 冷 却 壁 凸头 和 角 部 排 水 可 管 几 乎都 可 放 置 浮 子 开 关 。
由 于 温 度 升 高 补 水 量 过 多 等 ．造 成 膨 胀 罐 水 位 升 环 水 质 恶 化 （ 内 煤 气 混 入 水 中 ，导 致 电 导 率 、Ｐ 炉 Ｈ值 高 ．此 时 顺 控 自动 开 启 排 放 阀 ，水 位 下 降 到 正 常 水 位 发 生 变 化 ） 浮 子开 关 是 一 种 新 型 仪 表 ． 安 装 在 排 水 它 后 ， 放阀关 闭。 排 放掉部 分污水 ， 充新 水的方法 ， 高循环水水 质 ， 补 提 使 之达到水 质要求 。 管 上 捕 集 管 道 内 的 气 体 ． 当 捕 集 到 的 气 体 充 满 气 室 浮 子 开 关 设 置 原 则是 ：冷 却 壁 所 处 热 负 荷 大 的地
维普资讯
应 用天 地
自 动化信息
软 水 密闭循环 冷却 系统 的控制
重 庆钢 铁 设 计 院 胡 狄 辛
摘
武钢密闭循环冷却水缓蚀技术的应用与改进
武钢密闭循环冷却水缓蚀技术的应用与改进[关键词]：高炉连铸机密闭循环水缓蚀技术应用改进[概要]：本文介绍了武钢在密闭循环冷却水缓蚀技术应用方面不断研究与改进，由国外引进药剂到国内自研药剂取代，由环保型产品取代非环保型产品。
使武钢软水密闭循环冷却水水处理技术日趋成熟。
武钢一号、四号、五号高炉，三个炼钢厂其高炉炉体、冷却壁、风口，连铸机结晶器高热负荷部位循环水用量达33515t/h，均采用软水密闭循环冷却水。
为有效的防止系统腐蚀，二十多年来，我们在密闭循环水缓蚀技术应用方面不断研究与改进，由国外引进到国内自研药剂取代，由环保型产品取代非环保型产品，使武钢软水密闭循环水水处理技术日趋成熟。
一、D－100E缓蚀剂的应用1977年武钢二炼钢投产时，由西德引进的连铸机结晶器采用了软水密闭循环冷却水技术，在高热负荷区不会产生水垢障碍，给连铸机安全生产提供保障。
但是结垢与腐蚀是一对矛盾，虽然系统结垢不易发生，但腐蚀问题却不可忽略。
腐蚀是一种化学或电化学过程。
一种金属可以恢复到它原来的自然状态。
例如铁的腐蚀过程就是由铁回复到赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）的状态。
在软水密闭循环系统中，其腐蚀速度远大于开路循环冷却水。
所以缓蚀是软水密闭循环水必须的措施。
武钢二炼钢连铸机密闭循环水系统设计采用Drew公司生产的Drewgard－100E（简称D-100E）缓蚀剂，其主要成分为有机膦酸脂。
配制不同浓度的D-100E溶液进行静态缓蚀试验，其缓蚀结果如表一。
试验条件：软化水；水温60℃；试验时间72小时。
试验结果表明，当药剂浓度在800mg/L腐蚀速率可小于2mpy。
药剂浓度在1000mg/L－2000mg/L时有较好的缓蚀效率。
根据现场条件开展动态模拟试验，试验结果见表二。
试验条件：软化水;热交换器进口温度40℃，出口温度60℃，循环水流速1 m/s，试验时间96小时。
静态动态试验结果表明1、药剂投加量对缓蚀效果影响很大，缓蚀率随药剂浓度的增加而升高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
与 ｊ号 高 炉 软 水 冷 却 系 统 相 比 ． １号 高 炉 软 水 冷 却 系 统 能 节 约 水 量 ４ ， 少 占地 ０ 减
３ ， 少 投 资 １ ， 约 电 耗 １ 。ｌ号 高 ０ 减 ５ 节 ２
却 参 数 的 选择 上 ， １号 高 炉 的直 冷 管 、 形 管 蛇 的 管 径 比 ５号 高 炉 大 ５ｍｍ ， 水 量 和 水 速 其 均 有 所 提 高 ， 统 设 计 水 鼍 为 ３ ７ ０ Ｉ。ｈ 系 ４ Ｉ ， Ｔ／ 并 留有 ３ 的 余地 武 钢 ５号 、 ０ ｌ号 高 炉 有 关 冷 却参 数 见表 １
（ ）为 把 冷 却设 备 和 管 路 的 腐 蚀 降 至 最 ６
低 水 平 ， 软 水 密 闭 循 环 冷 却 系 统 投 运 前 进 在 行 了管 路 的 化 学 清洗 及 预 膜 钝 化 处 理 ， 在 并
损 坏 的 是 凸 台 管 ， 正 使 高 炉 长 寿 的 足形 成 真
稳 定 的 渣 皮 ， 不 是 耐 火砖 衬 。 而 ｌ号 高 炉 冷 却 壁 不 再 设 凸 台 ． 腹 以 上 冷 却 壁 内 衬 不 砌 耐 炉
（ ）在 高 炉 炉 体 冷 却 的高 度 上 ， 变 了 １ 改 传 统 的 设 计 模 式 。 炉缸 至 炉 喉钢 砖 以下 ， 从 采 用 全 冷 却 壁 结 构 ， 缸 部 位 为 光 面 冷却 壁 ， 炉 风 口 带 为 加 厚 异 型 冷 却 壁 ， 最 高 一 层 采 用 了 而
故 水 塔 也 只能 维 持 半 个 小 时 ， 际 上 作 用 不 实 大 ． 以 １号 高 炉 的 软 水 系 统 不 再 设 事 故 水 所
塔 ． 是 在 补 水 系 统 增 设 了 １台 风 口 备 用 柴 只
睚 系 人 ： 德 友 高 级 工 程 师 电话 ：２ —８ ８ ４ ８ 黄 ０ ７ ６ ９２ ５
・４ ・ ０
维普资讯
（ ）冷 却 壁 冷 却 系 统 还 备 有 “自然 循 环 ５ 汽化冷却 ” 施 ， 设 以确 保 冷 却 系 统 在 全 部 停 电
及 柴 油 机 泵 不 能 运 转 时 的安 全 生 产 ，
内 ， 冷 却 壁 温 度 在 ５ Ｃ左 右 ， 冷 却 壁 处 铜 ０ 铜 的 内衬 温 度 也 只 有 ７ ， 却 壁 水 温 差 ２ ０Ｃ 冷 ～ ４ ， 统 水 温 差 ６ ７ ， 系 统 安 全 可 靠 Ｃ 系 ～ Ｃ 此 （ ）根 据 武 钢 的 经 验 ， 炉 ｝ ２ 高 々却 壁 最 先
３ ０ｍｍ 左 右 ， 而 节 约 了 大 量 资 金 为 了 弥 ０ 从
（ ）为 了确 保聱个 系统在 各种情 况下的 ７
安 全运 行 ， 统 设 置 了 多 种 运 行 自 动 控 制 功 系
补 取 消 凸 台后 冷 却 强 度 的 降 低 以 及 为 了安 全 起 见 ， 炉 腹 、 身 中下 部 的 冷 却 壁 背 部增 设 在 炉
２ 共 同 之 处
组 、 回水 于 管 和 主 管 、 却 分 路 、 气 罐 、 供 冷 脱 膨 胀 罐 、 水 热 交换 器 、 水 自动 控 制 系 统 以 及 共
同 的 补 水 、 次 水 辅 助 子 系 统 组 成 ， 中 脱 气 二 其
罐 、 胀 罐 位 于 整 个 冷 却 管 路 的最 高 处 。 膨 （ ）为 了 确 保 冷 却 壁 软 水 系 统 的 正 常 运 ４
坏 。 ９ ５年 开 始 用 ３ 左 右 的 钒 钛 矿 护 炉 后 ， １９
却水 管渗碳难题 ； 冷却 壁 的 进 出 水 管 ， 套 管 经
内 自 由 地 从 炉 壳 开 口 孔 引 出 ， 过 补 偿 器 与 通
炉 壳 弹 性 连 接 ， 但 保 持 了炉 壳 开 口孔 处 的 不 气 密 性 ， 且 保 证 了冷 却 水 管 位 移 所 必 需 的 而
３ 不 同 之 处
身 下 部 采 用两 段 铜 冷 却 壁 ， 强 了冷 却 效 果 增 其 他 部 位 和 ５号高 炉 一 样 采 用 武 钢 自行 开 发 的 高 性 能 铁 素 体 基 的 球 墨 铸 铁 冷 却 壁 ． 种 这 冷 却壁 具 有 耐 热 疲 劳 性 能 好 、 伸 率 高 、 拉 延 抗 强度高等优点 。
投 运 后 的循 环 冷 却 水 中 加 入 并 保 持 一 定 浓 度 的 缓蚀 剂 ， 而 使 冷 却设 备 和 管 路 的 腐 蚀 率 从 降 至 ０ ０ ２ｍｍ／ ． ０ ａ以 内
火 砖 ， 在 冷 却 壁 横 向 镶 一 层 ｌ ０ｍｍ 厚 的 只 ５ 炉 衬 （ 薄 壁 炉 衬 ） 比 ５号 高 炉 炉 衬 薄 即 ，
（ 汉钢 铁集 团公 司 ） 武
ｌ 前 盲
产 生 的 冷 却 水 管 被 剪 断 的 弊病 另 外 ， 却 水 冷
管 表 面 涂 以 防渗 碳 涂 料 ， 决 了 长 期 以 来 冷 解
武 钢 ５号 高 炉 ｌ ９ １年 ｌ ９ ｏ月 １ ９日建 成 投 产 ， 冷 却 系 统 采 用 了从 卢 森 堡 Ｐ 公 司 其 Ｗ 引 进 的 软 水 密 闭循 环 冷 却 系 统 。至 ２ ０ ０ １年 ７ 月， ５号 高 炉 只有 ５根 直 冷 管 、 ２根 凸 台管 损 １
特 殊槽 头 （ “ ” ） 即 ］ 型 冷却 壁 ， 种 冷 却 壁 不 易 此
变 形 ， 对 消 除 炉 喉 钢 砖 下 接 头 部 位 的 砖 衬 这 极 易损 坏 的弊 病 以 及 改 善 炉 喉 布 料 都 有 重 要 的作用 。 （ ）在 冷 却 壁 的 安 装 工 艺 上 ， 口 以上 ２ 风 取 消 了螺栓 固定 方式 ， 用 冷 却 壁 套 管 ， 施 借 实 固定 点 、 动 点 和 活 动 点 相 结 合 的 特 殊 新 工 滑 艺 ． 效 地 承 受 炉 体 受 热 产 生 的 纵 向和 横 向 有 变 形 ， 除 了传 统 固 定 方 式 中 壁 体 受 热 产 生 消 的变形 ， 以及 炉 壳 与 冷 却 壁 变 形 不 相 适 应 所
（ ）为 了 加 强 冷 却 ， 长 高 炉 寿 命 ， 冷 ４ 延 在
（ ）ｌ号 高 炉 不 再 设 冷 却 壁 、 口 （ 括 １ 风 包 热 风 炉 系 统 等 ） 炉 底 三 个 独 立 系 统 ． 是 采 、 而 用一 个 联 合 冷 却 系统 ， 却 水 对 冷 却 壁 和 炉 冷 底 冷 却 以 后 ， 流 一 部 分 经 加 压 泵 加 压 后 去 分
炉 软 水 冷 却 系 统 投 产 后 几个 月 的运 行 情 况 表 明 ， 墨 铸 铁 冷 却 壁 温 度 控 制 在 １Ｏ 球 ０ ｃ以
表 １ 武 钢 ５号 、 １号 高 炉 有 美 冷 却 参 数
＊铜 冷 却 壁 冷 却 水 溉 速 为 ２ ／ ｏ ｍ ｓ
（ ）５号 高 炉 开 炉 ｌ ５ ０年 来 ， 保 护 风 口 为 而设 置 的事 故 水塔 从 未 使用 过 。考 虑 到 即 使
遇 到 所有 电动 泵 、 油 泵 不 能 启 动 的Байду номын сангаас情 况 ， 柴 事
的 紧 急 情 况 ， 动 风 口备 用 柴 油 泵 专 供 风 口 启 用 水 ， 个 风 口 用 水 量 达 ８ｔｈ． 且 冷 却 水 每 ／ 而 可流 回水站 ． 证连续供水 。 保 （ 任 编辑 责 刘 菁）
行 ， 用 了 冷 却 水 压 力 高 于 相 应 部 位 的 高 炉 采
炉 内 压 力 的设 计 原 则 ， １号高 炉 最 上 一 层 如 冷 却 壁 的 出 水 压 力 为 ０ ３ ａ 而 设 计 炉 ． ５ ＭＰ ， 顶 压 力 为 ０ ２ ａ ． ５ ＭＰ 。此 外 ， 设 置 了专 用 脱 还 气 罐 和 膨 胀 罐 ， 但 局 部 冷 却 器 因 过 热 产 生 不 的 气 体 容 易 溢 出 ， 且 冷 却 介 质 所 携 带 的 气 而 体 最 终 也 会 在 脱 气 罐 中 释 放 出 来 ， 过 两 罐 通 间 的 导 气 管 及 自动 阀 门 排 人 大 气 。 膨 胀 罐 实 施 充 氮 压 力 控 制 ， 冷 却 介 质 保 持 一 定 的 欠 使 热 度 ， 高 了 密 闭 系 统 中冷 却 水 的 汽 化 温 度 ． 提 从 而 消 除 了 冷 却 介 质 产 生 “ 相 流 ” 可 能 两 的 性 。 胀罐充填 氮气 ， 膨 可有 效 地 防 止外 界 大 气 进 入 罐 内 或 管 路 之 中 ， 而 明显 降 低 冷 却 介 从 质 的 含 氧 量 ， 弱 对 管 路 和 冷 却 设 备 的 氧 化 减 腐蚀作用 ． 效地 延长冷却 系统的水位控制 、 有 溢 流控 制 、 压控 制 、 体 安 全 压力控 制 、 超 罐 气 体 分 离 排 放 以 及 氮 气 压 力 控 制 等 设 备 的 寿 命 ， 分 发 挥 其功 能 。 充
了一层蛇形管 。 （ ）１号 高 炉 在 热 负 荷 较 高 的 炉 腰 及 炉 ３
能 ， 冷 却 系 统 中的各 种 主 要设 备 包 括 水 泵 、 将 阀 门 等 装 置 组 成 一 个 有 机 的 自动 控 制 网 络 ， 并 通 过 主 机 实 施 全 系 统 的 自动 功 能 切 换 。
弹性 。 （ ）软 水 密 闭 循 环 系 统 主 要 由 供 水 泵 ３
炉 缸 、炉 底 的 热 负 荷 已 基 本 稳 定 在
２ ｌ ０ ｋ ／ ｍ。・ｈ） ６ ７ ０ ｋ ／（ ７ ７ Ｊ （ 、１ ２ Ｊ ｍ ・ｈ） 左
右 ， 况 稳 定 顺 行 ， 均 利 用 系 数 达 ２ ２以 炉 年 ． 上 ， 计 ５号 高 炉 一 代 炉 龄 将 达 ｌ 预 ５年 以 上 。 武 钢 大 修 后 的 １号 、 ４号 高 炉 也 采 用 了 软 水 密 闭 循 环 冷 却 系 统 ， 中 ｌ号 高 炉 的 软 水 密 其 闭 循 环 冷 却 系 统 是 武 钢 与 Ｐ 公 司联 合 设 计 Ｗ 的 联 台 冷 却 系 统 ， ４号 、 与 ５号 高 炉 有 较 大 区 别 本 文 着 重 对 １号 与 ５号 高 炉 的 软 水 密 闭 循 环 冷 却 系统 的 特 点 作 一 比较 分 析 。