煤粉区域风机冷却水的回收利用

王 维，王丽芳，蔡 飞

（1鞍钢股份炼铁总厂；2鞍山市水务集团有限公司立山自来水公司，辽宁鞍山 114000）

1 项目用水概述

鞍钢股份炼铁总厂西区煤粉项目于2006年建成投产，主要用于2、3高炉煤粉喷吹，满足高炉冶炼热量需求，其中大型机械设备排煤风机、废气引风机、磨煤机轴瓦需要冷却降温维持运行。该区域风机冷却使用工业新水，轴瓦冷却后冷却水直排。经过对来水和排水水质化验，除了温度平均升高0.5 ℃以外，其他指标变化不大，详见表1。

表1 风机冷却水来水和排水水质对比

为了降低动力系统水源及污水处理运行成本，减少水能源浪费，同时减少工业新水外排对下游污水处理厂的压力，对该区域机械设备冷却水进行回收循环利用。

2 用水统计与回收方案

经过现场调查，西区煤粉区域风机冷却使用水量统计情况见表2，共计排水70.8 m3/h，连续排放。回收方案初步制定为泵站内新建1座水箱和2台水泵，水箱内的水经过水泵加压送到用水点，回水靠余压经回水管道进入泵房顶部的冷却塔，冷却后水自流入水箱循环使用。为保障水质，在水泵出口管道上增设自动清洗过滤器，水箱补水用浮球阀控制水位，水质为工业新水。

表2 西区煤粉区域风机冷却使用水量统计情况

3 水循环系统泵房各工艺布置方案

为节约工程投资，将煤粉喷吹电气室旁闲置的泵房（鞍钢西区炼铁总厂新2#、3#高炉风机变频调速循环水泵站）进行更新改造，用于西区煤粉区域风机冷却水循环泵房。

(1)泵房为地面式，占地6.3 m×7.5 m。更新水箱一座，容积：L×B×H=26.88 m3；更新管道泵两台，一工一备，单泵流量Q=65.4-93.5-112 m/h，扬程H=47.5-44-37 m，功率N=18.5 kW；更新配套阀门及管道；新设管道自清洗过滤器一台，N=0.55 kW；更新冷却塔一座，按照设计要求，该设备选择低噪音、高效率冷却风机。

(2)排煤风机及磨煤机在煤粉车间主厂房内，供水管线利旧，回水管线新建；废气引风机在废气风机室内，供、回水管线均新建。

(3)室外供、回水管线均新建：其中煤粉车间主厂房供、回水管线沿建筑物外墙敷设，废气风机室供、回水管线沿现有电缆桥架敷设。

(4)水箱补水管更新，为了便于检修，排水管利旧，需重新疏通后投入使用。

(5)由于项目设计施工在东北地区，考虑到冬季设备运行，泵房设置采暖系统。采暖热源接自厂区热力管网，热媒是表压0.2 MPa饱和蒸汽，凝结水回收利用，就近排至水箱。采暖系统采用上供下回垂直双管，散热器采用翅片管散热器。冷却水循环泵房在生产时产生大量余热和余湿，为确保系统正常运行，采用机械式通风方式对室内进行通风换气，消除余热余湿，选用的是玻璃钢轴流风机，为低噪声高效节能型产品，其风机效率≥85%。

(6)各低压电机为直接起动，采用继电接触器控制。操作方式根据工艺专业需要设置机旁及集中操作。集中操作采用PLC完成，PLC实现逻辑联锁控制、监控及报警等功能。泵房控制显示系统均在煤粉喷吹控制室计算机画面上。电缆敷设后，电缆出入孔洞，用防火堵料可靠封堵，以抑制火灾时穿透孔洞向邻室蔓延。现场工艺流程图见图1。

图1 西区煤粉风机冷却水自循环工艺流程图

4 冷却水循环利用经济效益分析

依据设计对该项目进行经济分析，确认该项目所需要建设投资，经济效益合理。

（1）增量效益：项目实施后，西区煤粉工业新水消耗从70.8 m³/h降至1.1 m³/h（补水），年工作时间为8 760 h，则年节约新水60.1万m³，工业新水价格3.19元/m³，年节约新水收益194.8万元。新循环系统年增加耗电12万kWh，电价格0.60元/kWh，年增加电费7.2万元，年增量效益187.6万元。

(2)成本费用：固定资产折旧采用直线折旧法，残值率为5%。设备折旧年限为15年，年折旧费用3.8万元，年检修费用5万元。项目投产后年总成本费用8.8万元，经营成本3.8万元。

(3)营业税金及附加：营业税金中包括城市维护建设税和教育费附加，增值税税率为17%,城市维护建设税和教育费附加分别按照增值税的7%和5%计算。经过测算，项目投产后年营业税金及附加为3.8万元。

(4)利润：项目投产后年利润总额为187.6-8.8-3.8=175万元，所得税按25%计算为43.75万元，净利润为131.25万元。

(5)施工费用：工程建安费38.3万元，设备费13.08万元，其他费用2.06万元，总计费用53.44万元。

5 运行效果

2019年11月投入生产，投产后第一年即达到设计生产能力的100%。投产后系统运行稳定，冷却水水温差达到3℃，满足现场设备冷却温度要求；同时减少年外排新水60.1万m³，大大减轻了后续污水处理的压力，为鞍钢总排水达标打下坚实的基础。经过水质跟踪化验，冷却循环水符合标准（见表3），后续系统运行中加强设备维护管理及水质监测，浓缩倍数超过要求以后及时排污换水。

表3 改造后风机冷却水水质对比

6 结论及建议

从西区煤粉风机冷却水自循环回收利用效果来看，该项目取得很好的经济效益。鞍钢炼铁总厂由于各历史时期生产需求，导致其动力系统暂时无法做整体节能规划，只有根据现场实际情况，分区域采取自循环、用水并联改串联等节水措施，逐步改善炼铁总厂循环水系统，提高水重复利用率。