2250軋機(jī)層冷系統(tǒng)水溫控制技術(shù)研究

羅利民

(河鋼邯鋼邯寶能源中心，河北邯鄲 056003)

引言

邯鋼2250軋機(jī)主要生產(chǎn)高規(guī)格、高品質(zhì)管線鋼、耐磨鋼，原設(shè)計(jì)層冷系統(tǒng)供水水溫38 ℃，回水水溫至45 ℃。因公司新品種開發(fā)，當(dāng)生產(chǎn)X80/X100等管線鋼時(shí)，供水水溫要求32～28 ℃，現(xiàn)有水處理系統(tǒng)無法滿足生產(chǎn)需求。

1 問題分析

原設(shè)計(jì)選用工藝、設(shè)備裝配均達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)軋鋼濁環(huán)水處理標(biāo)準(zhǔn)，用戶生產(chǎn)回水水溫高至45 ℃。在經(jīng)冷卻塔充分冷卻后水溫降至38 ℃已屬不易，入夏以后，平均氣溫高達(dá)34 ℃，若水溫要求達(dá)到目標(biāo)值，需大量置換生產(chǎn)凈化水，有時(shí)多至1 200 t/h。大量置換排水進(jìn)入下水道，造成下游預(yù)濃縮水池及下水道水平衡困難，熱軋濁環(huán)系統(tǒng)水量冗余，水處理壓力增大，富余生產(chǎn)排水進(jìn)入生產(chǎn)廢水處理站，大幅增加處理費(fèi)用，因場(chǎng)地限制，無法進(jìn)行較大的設(shè)備改造。因此，只有優(yōu)化運(yùn)行管理和提升設(shè)備保障，滿足軋機(jī)生產(chǎn)需要，同時(shí)降低水量消耗和運(yùn)行成本。

2 改進(jìn)措施

2.1 設(shè)備保障

冷卻塔系統(tǒng)。①散水系統(tǒng)，主要包括檢查冷卻塔主進(jìn)水管路、分水管、噴頭等對(duì)破損松動(dòng)情況及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)固定，徹底清除布水管及噴頭內(nèi)部堵塞物，以保證水管暢通，噴頭布水均勻。②散熱系統(tǒng)，主要包括檢查冷卻塔所有換熱材料及填料，徹底清除空隙間的水垢雜物，保證換熱材的潔凈，對(duì)損壞的換熱材和填料進(jìn)行更換，填料不留空隙，連接件緊湊。③傳動(dòng)系統(tǒng)，主要包括冷卻塔電機(jī)要求轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、油脂補(bǔ)充到位，無振動(dòng)無異音。傳動(dòng)軸、減速機(jī)及葉片要求螺栓緊固到位，無振動(dòng)無雜音，油位適當(dāng)[1]。

根據(jù)冷卻塔風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，風(fēng)葉角度限于8°～24°變化范圍，角度太小則風(fēng)量不足，不能充分發(fā)揮風(fēng)機(jī)的潛力和作用。安裝角度太大，則會(huì)振動(dòng)和噪聲增大，影響塔體和風(fēng)機(jī)使用壽命。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)與電機(jī)功率匹配度，將風(fēng)機(jī)葉片控制角度由14°提高至17°[2]，電機(jī)電流由190 A增加至230 A,額定電流280 A，通過提高風(fēng)機(jī)葉片角度，增大風(fēng)量，增加空氣與噴淋水的熱交換量。

對(duì)系統(tǒng)冷卻塔布水器進(jìn)行檢查，修復(fù)和疏通布水管路、噴頭，改善散水系統(tǒng)；對(duì)損壞的填料進(jìn)行更換和沖洗，保持散熱系統(tǒng)均勻可靠，將單塔冷卻效果提升到最佳狀態(tài)。根據(jù)季節(jié)懸掛冷卻塔風(fēng)機(jī)防護(hù)窗紗，防止柳絮、楊絮和各類雜物進(jìn)入冷水塔內(nèi)影響水質(zhì)。每班檢查層流過濾上塔泵出口壓力小于等于0.36 MPa，保障層流系統(tǒng)過濾器反洗時(shí)間小于等于24 h，保證設(shè)備反洗降溫效果。系統(tǒng)過濾器反洗水由熱軋濁環(huán)反洗泵供給水切換為層流系統(tǒng)過濾泵供給。利用日常定修停產(chǎn)時(shí)間，優(yōu)先對(duì)熱軋層流系統(tǒng)砂濾器、自清洗過濾器進(jìn)行濾網(wǎng)清洗和反洗裝置檢查，保證設(shè)備完好，過濾器過水順暢、無堵塞。

2.2 生產(chǎn)準(zhǔn)備

通過對(duì)本地區(qū)氣溫?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，邯鄲地區(qū)夏季夜間平均氣溫25 ℃，較白天平均氣溫32 ℃低得多，盡量安排在0：00～5：00時(shí)段軋制，低速軋制或間斷性軋制，水溫更易控制。軋制時(shí)段更長(zhǎng)、水溫波動(dòng)更小，有效保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。目前夜間時(shí)段軋制水溫最高32 ℃，基本不用進(jìn)行補(bǔ)水置換，該時(shí)段軋制比例由20%提升至80%[3]。

生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，開啟層流供水泵主管道末端DN500手動(dòng)沖洗閥門，聯(lián)系用戶開泵進(jìn)行管道沖洗以去除管中雜物和管壁剝落物，沖洗水自流回層流熱水池。沖洗水回?zé)崴睾?，?jīng)過濾提升至過濾器，多次循環(huán)沖洗后對(duì)壓力高的砂濾器和自清洗過濾器進(jìn)行反洗，循環(huán)沖洗0.5 h左右，將出水管末端沖洗閥關(guān)閉，停止沖洗，恢復(fù)投產(chǎn)運(yùn)行準(zhǔn)備模式，等待生產(chǎn)。特種鋼生產(chǎn)階段，增加過濾器反洗頻次，保證過濾器進(jìn)出口壓差在正常范圍內(nèi)，提高過濾器過水量。

2.3 工藝優(yōu)化

聯(lián)系確認(rèn)生產(chǎn)任務(wù)，提前2 h，通過減少系統(tǒng)補(bǔ)水措施逐步緩慢降低系統(tǒng)水池液位，由日常控制液位在4.5～4.8 m降至3.5～4.0 m之間，增開過濾上塔泵，由日常開2備3切換為開3備2，提高回水過濾量。特種鋼軋制期間風(fēng)機(jī)全部開啟降溫。密切與熱軋生產(chǎn)用戶聯(lián)系，根據(jù)熱軋廠生產(chǎn)產(chǎn)品種類不同調(diào)節(jié)水泵供水量。當(dāng)用水要求流量6 000 t/h時(shí)，運(yùn)行兩臺(tái)層流冷卻供水泵（560 kW），設(shè)備開2備3。用水要求流量9 000 t/h時(shí)（見表1），增開1臺(tái)層流冷卻主泵，切換為開3備2。用水要求降量時(shí)，及時(shí)停運(yùn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)兩種運(yùn)行方式切換。

表1 軋制品種鋼水量需求表

改變系統(tǒng)補(bǔ)水方式，由原系統(tǒng)水溫高、水質(zhì)差的熱軋濁環(huán)補(bǔ)水切換為生產(chǎn)凈環(huán)水與軟水相結(jié)合的補(bǔ)水方式，關(guān)閉熱軋濁環(huán)向?qū)恿飨到y(tǒng)補(bǔ)水DN300閥門，打開層流系統(tǒng)生產(chǎn)水及軟水補(bǔ)水閥門，根據(jù)液位調(diào)節(jié)補(bǔ)水量。

2.4 應(yīng)急換水操作

層流冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水設(shè)計(jì)為工業(yè)生產(chǎn)補(bǔ)充水和軟水補(bǔ)充水兩種。在水溫高至32 ℃時(shí)，進(jìn)行生產(chǎn)水（水溫28 ℃）補(bǔ)水置換，調(diào)節(jié)生產(chǎn)水補(bǔ)水閥門開度，并進(jìn)行過濾器反洗，實(shí)現(xiàn)反洗與補(bǔ)水相結(jié)合，待軋制結(jié)束后立即停止置換。總補(bǔ)水量維持在500 t/h以下。對(duì)水質(zhì)跟蹤化驗(yàn)，當(dāng)硬度或氯離子超標(biāo)時(shí)，適當(dāng)補(bǔ)充置換軟水,見表2。特種鋼軋制期間職工加強(qiáng)設(shè)備巡檢，對(duì)風(fēng)機(jī)、過濾泵加強(qiáng)震動(dòng)、溫度、油位監(jiān)控；各水池液位及管道供回水溫度加強(qiáng)測(cè)量，由每次2 h增加至每次0.5 h[4]。

表2 目標(biāo)水質(zhì)、熱軋濁環(huán)水質(zhì)、生產(chǎn)凈化水質(zhì)、軟水水質(zhì)對(duì)比

3 結(jié)果與討論

（1）優(yōu)化運(yùn)行模式，充分利用外部環(huán)境條件，實(shí)現(xiàn)職工簡(jiǎn)單操作即可優(yōu)化水處理運(yùn)行方式，達(dá)到降低水溫、提高水質(zhì)的目的，保障軋機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）操作與檢修維護(hù)有機(jī)結(jié)合，綜合調(diào)節(jié)補(bǔ)水、管道沖洗、過濾器反洗、設(shè)備檢修與維護(hù)、日常檢查與操作、生產(chǎn)準(zhǔn)備與生產(chǎn)安排等諸多方面，達(dá)到更好的提升效果。

（3）發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的最大功效，通過冷卻塔設(shè)施安裝窗紗、設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)改造、散水、散熱系統(tǒng)維護(hù)等措施，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備冷卻功效提升,充分發(fā)揮熱軋工藝中冷卻集管的作用。

（4）利用水質(zhì)指標(biāo)的優(yōu)化與提升，更好地發(fā)揮了熱軋生產(chǎn)線密集型層流冷卻工藝的優(yōu)勢(shì)，提高了生產(chǎn)效率。