貴溪冶煉廠熔煉一系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)改造實踐

朱圣高

(江西銅業(yè)集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠熔煉一系統(tǒng)包括閃速爐、轉(zhuǎn)爐和陽極爐三大爐。爐體結(jié)構(gòu)上的共同特點就是采用大量不同類型的冷卻元件對爐體進行強制性立體冷卻，特別是閃速爐和電爐爐體。熔煉車間循環(huán)水體系中閃速爐爐體冷卻水循環(huán)系統(tǒng)稱為凈化水I 系統(tǒng)，它包括冷卻元件、冷卻設(shè)備、貯水設(shè)備、供水設(shè)備、過濾設(shè)備、殺菌和緩蝕阻垢設(shè)備等。以前的二期改造，新建了一個600T 高位水塔和一個400T 低位循環(huán)水池。三期改造后閃速爐反應(yīng)塔熱負荷由1245MJ/m3·h 上升到1445MJ/m3·h，為了保證爐子的壽命及生產(chǎn)安全順行，根據(jù)熱負荷增加的量及一期投產(chǎn)以來至二期改造結(jié)束后的爐修及耐火材料損耗情況，三期閃速爐冷卻水改造時新建了一個5000T 備用水池。

熔煉車間一系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)設(shè)備較多，設(shè)備冷卻用水量很大。以前這些設(shè)備冷卻水的出水直接外排，造成嚴重的浪費，同時外排的水被生產(chǎn)過程中外冒的粉塵污染，造成二次污染。為了有效地減少水資源浪費、減少二次水污染，現(xiàn)將區(qū)域內(nèi)設(shè)備冷卻用水全部接入循環(huán)水管網(wǎng)系統(tǒng)，重復(fù)利用，提高清水循環(huán)利用率，以節(jié)約能源降低生產(chǎn)成本。

2 改造內(nèi)容

2.1 爐體用冷卻循環(huán)水改造

2011年利用閃速爐大修的機會，熔煉車間將原有的冷熱水混合降溫循環(huán)系統(tǒng)，改為現(xiàn)在的機械通風(fēng)冷卻降溫系統(tǒng)，即拆除原有1#5000T 水池，在其位置上建立新的熱水池、冷水池、熱水長軸泵及冷卻塔。改造后閃速爐爐體冷卻水回水直接進入1000T熱水池，通過熱水長軸泵將熱水池中的熱水引至冷卻塔上進行機械通風(fēng)冷卻，經(jīng)降溫后流向1000T 冷水池。新建的1000T 冷水池通過二根DN1000mm管道與原800T 冷水池連通，同時新建的冷、熱水池之間配置7 個連通口，如果3 臺熱水長軸泵同時出現(xiàn)故障，導(dǎo)致熱水池水位升高，則熱水池中的熱水會通過7 個連通口溢流到1000T 冷水池內(nèi)［1］。

改造前800T 低位水池正常補給水是由廠區(qū)凈化水管網(wǎng)供應(yīng)，5000T 備用水池是在水廠出現(xiàn)供水故障時才打開，向800T 低位水池補充給水，正常情況下5000T 水池中的水處于停滯不用狀態(tài)。改造后800T 冷水池正常補水來源于5000T 備用水池，這樣5000T 備用水池中的水處于循環(huán)過程中，不會成為死水，同時5000T 備用水池供水管線配置補給水流量計和調(diào)節(jié)閥，補給水量便于計量和控制。改進后的爐體冷卻水循環(huán)系統(tǒng)流程圖見下圖1 和改造后的貯水池和設(shè)備明細見下表1。

圖1 改進后的爐體冷卻水循環(huán)系統(tǒng)流程圖

表1 改造后的爐體循環(huán)水系統(tǒng)中貯水池和設(shè)備明細表

2.2 設(shè)備冷卻水改造

2.2.1 改造前區(qū)域內(nèi)主要設(shè)備用水量如下表2。從表2 中可以看出設(shè)備用水總量約為2642m3/d，如果直接外排將造成嚴重的水資源浪費和生產(chǎn)成本的增加。改造后對表2 中設(shè)備用水接入循環(huán)水管網(wǎng)中重復(fù)利用。

改造前區(qū)域內(nèi)設(shè)備冷卻水管為一進一出，即一根進水管和一根出水管，現(xiàn)在改為二進二出，即增加一根循環(huán)水進水管和一根循環(huán)水出水管。正常情況下連接到凈化水管網(wǎng)的進水管和外排至地溝的出水管關(guān)閉，由循環(huán)水管網(wǎng)進行供水，只有在循環(huán)水管網(wǎng)出現(xiàn)故障的情況下才打開凈化水管網(wǎng)臨時供水。改造后區(qū)域內(nèi)所有的風(fēng)機和泵的出口管道配置觀察鏡閥組(三個手動閥和一個觀察鏡)和點檢球閥［2］。見圖2。

2.2.2 A 路線設(shè)備改造。改造前A 路線設(shè)備是指區(qū)域內(nèi)其它輔助設(shè)備冷卻水(如閃速爐、轉(zhuǎn)爐鍋爐排污、立式操作室空調(diào)、轉(zhuǎn)爐隔熱水套、區(qū)域內(nèi)保溫蒸汽疏水等)，改造后將其進、出水全部接入循環(huán)水管網(wǎng)，不安排觀察鏡閥組［3］，見圖3。

圖3 改造后輔助設(shè)備的出口管道配置圖

2.2.3 新增的設(shè)備冷卻水循環(huán)水管網(wǎng)系統(tǒng)。造后區(qū)域內(nèi)各類設(shè)備冷卻水出水回流后直接進入熱水池，經(jīng)熱水泵輸送到冷卻塔上進行冷卻降溫后流向冷水池中，再由冷水泵供應(yīng)到需要冷卻的設(shè)備，如此循環(huán)往復(fù)。經(jīng)冷水泵供應(yīng)的冷卻水一部分水流向纖維球過濾器進行過濾，凈化水質(zhì)，過濾后的水再回到冷水池中。冷水池與熱水池之間的隔墻上配有三個連通口，熱水池內(nèi)有一溢流口，溢流水流至地溝。為了彌補循環(huán)過程中的水流失，增加了一根界外水管向冷水池補充水量，當冷水池液位低于下限值時自動打開進水閥進行補水。為了調(diào)整水質(zhì)，延緩管道結(jié)垢，配套了殺菌和緩蝕阻垢加藥設(shè)備，通過工藝人員定期定量加入［4］。具體循環(huán)流程見圖4。

圖4 設(shè)備冷卻水循環(huán)示意圖

2.3 新增場面水回收重復(fù)再利用系統(tǒng)

在設(shè)備冷卻水循環(huán)水池東面建有一個場面水回水池，用于收集場面清洗后的回水?；厮械墓腆w雜質(zhì)在水池中沉淀，以后定期清理，水池表面的清水用水泵抽出用于場面清洗，循環(huán)利用［5］。具體流程見圖5。

圖5 新增場面水回收重復(fù)再利用系統(tǒng)流程圖

2.4 新增陽極爐冷卻水槽用廢水重復(fù)利用系統(tǒng)

在陽極爐北面新建有一個冷卻水槽用廢水回水池，用于收集水槽中的廢熱水。通過循環(huán)和新加入冷水使水溫下降以滿足生產(chǎn)需要［7］。具體流程見圖6。

圖6 新增陽極爐冷卻水槽用廢水重復(fù)利用系統(tǒng)流程圖

2.5 新增冰銅、渣包殼場噴淋水循環(huán)系統(tǒng)

在主廠房西南角新建有一個廢水回水池，用于收集噴淋水系統(tǒng)中使用過中的廢水。通過循環(huán)和新加入少量冷水使水溫下降以滿足噴淋系統(tǒng)需要［6］。具體流程見圖7。

圖7 新增冰銅、渣包殼場噴淋水循環(huán)系統(tǒng)

3 改造后的效果

(1)熔煉車間一系統(tǒng)此次改造后完成了節(jié)水減排項目的改造，將閃速爐、轉(zhuǎn)爐、陽極爐區(qū)域內(nèi)所有水冷設(shè)備(包括爐體冷卻水和各處風(fēng)機、循環(huán)泵、鼠籠、回轉(zhuǎn)窯、空調(diào)等生產(chǎn)過程用水)的進出水接入循環(huán)水系統(tǒng)中，現(xiàn)在在天晴的情況下地溝內(nèi)已經(jīng)無外排水，實現(xiàn)了工業(yè)廢水的零排放。

(2)熔煉車間一系統(tǒng)將FFB 和CFB 的連續(xù)排污水接入循環(huán)水系統(tǒng)中。原來的排污取樣口安裝了一個閥門，取樣時臨時打開排污閥即可。

(3)熔煉車間一系統(tǒng)廢水收集池收集場面沖洗水和雨后初期污水，之后將池中污水送往硫酸車間處理。

(4)熔煉車間一系統(tǒng)將轉(zhuǎn)爐噴淋水系統(tǒng)、陽極爐冷卻水槽系統(tǒng)用廢水重復(fù)利用，減少了外排廢水量提高了生產(chǎn)效益。

(5)熔煉車間一系統(tǒng)閃速爐冷卻塔隨著生產(chǎn)熱負荷的增加，尤其是在夏天，爐體冷卻水的進水溫度經(jīng)常高達36～38℃左右，原來的3 臺冷卻塔已經(jīng)不能滿足冷卻的效果，為了提高對循環(huán)水的冷卻效果，在新建的熱水池上方又新建了3 臺冷卻塔，提高了冷卻效果，降低了用于降溫用的補給水量［8］，因此減少了800T 水池的溢流水流量，保證了閃速爐作業(yè)率的同時降低生產(chǎn)成本提高了效益。

(6)熔煉車間一系統(tǒng)設(shè)備冷卻水和廢水收集池的相應(yīng)設(shè)備(冷水泵、熱水泵、冷卻塔、纖維球過濾器、輸送泵、沖洗泵等)都已投入正常運行中。對循環(huán)水系統(tǒng)操作進行全面培訓(xùn)，強化了系統(tǒng)運行管理?，F(xiàn)已納入車間日常管理范疇。

4 結(jié)束語

2011年貴溪冶煉廠熔煉車間利用年修的機會對區(qū)域內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)進行改造并舉加大水資源管理，優(yōu)化生產(chǎn)、創(chuàng)新技術(shù)，新鮮水取水量和污水排放量遞減，工業(yè)水利用率明顯提升，真正實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，既提升了效益、又踐行了保護環(huán)境、節(jié)約資源的社會責(zé)任。

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