高炉冷却水温度的逆向控制

陈宝红,祁玲,徐海峰

高炉冷却水温度的逆向控制

陈宝红,祁玲,徐海峰

(安阳钢铁集团公司动力厂,河南安阳455000)

阐述了安钢2800 m3高炉联合软水密闭循环冷却水系统的工艺控制原理，提出了运行中升温控制的方法。

高炉冷却;软水;密闭循环水系统;升温控制

1 前言

众所周知，高炉是炼铁的主要生产设备，在生产过程中，高炉炉内温度可达1500益，而炉皮、立柱等钢结构件在正常状况下的允许的最大温度一般为400益，超过此温度时，钢结构件的强度值就会下降。为了使炉墙温度保持在允许的范围内，冷却水系统至关重要，在高炉设备中，冷却工作的正常与否往往决定着高炉整体及各个部件的使用寿命乃至高炉能否正常生产。作为安钢集团“三步走”发展战略重点工程之一的2800 m3高炉，其本体冷却系统采用了国际上较先进的“联合软水密闭循环水系统”，其冷却系统工艺先进，自动化程度高，并具有节能、环保等特点，投产使用四年来各项功能均达到了设计要求。

2 供水工艺

安钢2800 m3高炉冷却系统由联合软水密闭循环水系统敞开式净循环水系统和工业水增压直流系统组成。其中软水系统中的一次水主供泵组将经板式换热器（以下简称板换）冷却后的软水送至高炉冷却壁供水环管，一部分水冷却冷却壁直冷管，一部分水先经过炉底再冷却冷却壁蛇形管，两部分回水均回至冷却壁回水集管；回水中一部分经高压增压泵组加压供风口小套冷却，一部分经中压增压泵组供风口中套直吹管及热风阀冷却，其余回水采用旁通，该三部分回水均进入脱气管脱气后，再经回水总管进入板换冷却后循环使用。在板换中软水通过与进入板换的二次水进行水/水热交换，软水温度得到降低，而二次水温度则升高，升高后的二次水和净环系统的其他回水一并通过冷却塔来降低温度循环使用。工艺见图1。

通过图1我们可以看出，软水水温是通过板换来降低的，要调整软水温度，必须通过调整进入板换的二次水的温度和流量来完成，而升高的二次水温又是通过净循环系统中的冷却塔来冷却的，所以在系统日常运行过程中，通常采用调整二次泵组运行台数和风机运行台数来对软水温度进行控制。

3 问题的提出

2012年全年高炉对软水供水温度的要求一直维持在42~44益，比较稳定。进入12月份以来，2800 m3高炉持续异常——高炉炉墙结渣、结瘤严重，为了达到脱渣的目的，原本一直维持在42~44益的软水供水温度在12月1日至12月8日七天时间内被连续三次要求提高，最后高炉供水温度要求在47~49益。这种要求在其他季节通过减少二次泵运行台数和风机台基本上就能满足。但在冬季，即使把风机全停，二次泵运行台数降至最低也是无法达到要求的。

4 解决方法

图1 高炉联合软水系统工艺图

为了满足高炉对供水温度的要求，保证高炉稳定运行，我们在保证其他用户不受影响的基础上针对不同的温度要求采取了以下措施：

（1）第一次调整

12月1日，软水温度要求44~46益，从工艺图我们可以看出，调整软水温度最直接的办法就是控制二次水的流量和温度，因为进入12月份以来，我们的冷却塔风机基本上处于关闭状态，所以我们通过根据以往总结的二次水量和温度的关系，调整了单台板换流量，将进入3#板换的二次水流量由600 m3/h降低到100 m3/h,，调整后，二次水流量2300 m3/h降低到1900 m3/h，软水温度满足要求，二次水泵运行无异常。

（2）第二次调整

12月3日，软水温度要求45~47益，关闭了3#板换后，仍不能满足，又将4#板换流量调低了100 m3/h左右，调整后二次水量为1700 m3/h，4#板换流量为400 m3/h，软水温度满足要求，二次水泵基本正常。

（3）第三次调整

12月7日，软水温度要求47~49益，关闭了4#板换后，二次水流量为1600 m3/h，软水温度仍不满足要求，我们试着调整了1#、2#板换二次进水流量，但当二次水量降到1500 m3/h时，二次水泵里已有较明显的异音，振动也较之前大很多。显然，再通过调整二次水量来提高软水温度将会对水泵造成较大的破坏。

调整流量行不通，我们想到了通过提高板换二次进水侧温度来提高软水侧温度。我们调整了冷水池超越阀L1。冷水池超越阀，顾名思义，就是使循环水超越冷却塔直接回到冷却塔集水池，即减少上塔水量，从而达到提高净循环系统整体温度的目的。然而，净循环系统中除了包含二次水泵组外，还有炉顶泵组和综合泵组。其中炉顶泵组供高炉十字测温及冷却炉顶齿轮箱，综合泵组供高炉系统空调、TRT及液压站，这些用户对水温也有一定的要求，现阶段的控制参数标准是臆35益。所以，为了既能使软水温度达到要求又不至于影响到净循环系统的运行，我们在调整过程中循序渐进，通过记录开启圈数来精确控制阀门开度。阀门开启前二次水温度大概在25~27益，通过对超越阀的数次调整，我们发现当超越阀开度达到1/4时，二次水温可达到31~32益，当开度增大到1/3时，二次水温可达33~34益，根据天气情况的不同，还会有1~2益的浮动。同时，我们还发现当二次水温度维持在31~32益时，软水温度基本能满足要求。根据以上结论，我们在运行过程中，通过对二次水的密切关注和超越阀的及时控制，最终满足了高炉对软水温度的要求。

5 总结

本次通过对板换和冷水池超越阀的组合调整，实现了对水温的稳定控制并充分满足了高炉对水温的要求。但如果高炉再次要求提高水温，这些调整可能仍满足不了要求,需要讨论开启软水超越阀R1（一般情况不进行操作）或寻求其他的水温调整方法。另外，本次调整发生在冬季，二次水温有较大的调整空间，冷水池超越阀具有可操作性，如果在夏季，二次水温较高，这种操作可能不适用。

Reverse Control of Cooling Water Temperature of Blast Furnace

Chen Baohong,Qi Ling,Xu Haifeng
(The Power Supply Plant of Anyang Iron and Steel Co.,Ltd.,Anyang,Henan 455000,China)

The process control principle of combined close-loop circulative soft water cooling system of Anyang Steel’s 2800 m3blast furnace was discussed and control method for temperature increase during operation was also forwarded.

BF cooling;soft water;close-loop circulative water system;temperature in原crease control

TK223.5

B

1006-6764（2013）10-0053-02

2013-04-24

陈宝红（1981-），女，毕业于河北理工大学，给水排水专业助理工程师，现从事高炉供水技术工作。