基夫塞特基础冶炼 5第五章 冷却水系统.doc

第五章 冷却水系统
5.1 工艺过程概述
基夫赛特炉结构上的特点，就是采用大量不同类型的冷却元件对炉体进行强制性立体冷却。循环水系统即独立又相互联系，部分构筑物和设备为共用。基夫赛特炉高压循环冷却水系统与基夫赛特炉低压循环冷却水系统、烟化炉风机循环冷却水系统共用热水池，热水循环泵和冷却塔。基夫赛特炉循环水系统包括软化水循环和副水循环两部分：软化水循环水量为61282m3/d（其中高压循环水量8400 m3/d，低压循环水量52882m3/d），副水循环水量为61282m3/d。
冷却水循环系统主要包括：冷却元件、贮水设备、供水设备、过滤设备、冷却设备等。
冷却元件又主要包括：各种类型的水平水套、垂直水套、立面水套、吊挂水套、E型水套、调风锥水套、方型水套、铅口水套、铅溜槽、渣溜槽、环型缓冲水套、渣口水套等。
贮水设备有一座300m3高位水塔、500m3软水循环水池、900m3附水水循环水池。
供水设备主要由2400m3/h软水低压循环泵、400m3/h软水高压循环泵和2700m3/h附水循环泵各2台组成。用于降低循环水温度的冷却塔有1个。另外，还配备旁滤装置。
软化水经基夫赛特炉、金银电解、沸腾焙烧、锌电积设备后自流至软水循环水池，再经软水泵加压输送至板式换热器，经板换冷却后，低压软水进入高位水塔，然后自流至设备循环使用；高压软水直接至设备循环使用。附水循环泵提供一般工业水至板式换热器，对软化水进行换热冷却，换热后的循环回水靠余压进入冷却塔冷却后自流进入附水循环水池。附水部分经旁滤设备过滤后进入附水循环水池。
高位水塔

基夫赛特炉常压铜水套、炉底风机、金银电解、沸腾焙烧、锌电积

常压板式换热器
常压软水泵
软水循环水池

高压软水泵
基夫赛特炉高压铜水套
高压板式换热器

冷却塔

附水循环水池

附水循环泵

旁滤装置

图5-1 基夫赛特炉循环水流程图。

图5-2 冶炼循环水系统工艺流程

9

5.2 基夫赛特各单位用水量
表5-1 基夫赛特各单位用水量
用水单位
总用水量
（m3/d）
新水量（m3/d）
循环水量（m3/d）
回用水
（m3/d）
消耗水
（m3/d）
排水（m3/d）
备注
生产
用水
生活
用水
软水
循环
净循环
浊循环
生活
污水
生产
污水
生产
废水
总排
水量
铅原辅料仓及焦炭干燥
3

3

1
2

2

混合料干燥球磨及贮存
627
19
3

605

13
2

7
9

基夫赛特熔炼
116036
1452
6
56400
58178

970
5

483
488
生产新水282m3/d为软化水
铅电解及成品库
972
150
10

812

141
8

11
19

粉煤制备
120
5
3

112

4
2

2
4

烟花炉吹炼
21198
360
3

14400
5850
585
744
2

202
204

烟化炉风机房
625
24
1

600

16
1

8
9

基夫赛特炉余热锅炉房
685
682
3

669
2

14
16
生产新水为软化水
烟花炉余热锅炉房
1162
1061
5

96

1040
4

22
26
生产新水1058m3/d为软化水
竖炉烟气收尘
76
3
1

72

2
1

1
2

电炉、烟化炉烟气净化
602
600
2

241
1
360

361

CDF炉烟气收尘
76
3
1

72

2
1

1
2

焦炭干燥烟气收尘
76
3
1

72

2
1

1
2

5.3 主要设备规格与性能
1．基夫赛特炉高压循环冷却水系统
高压循环水量Q=290m3／h；设备进口压力要求0.7～0.9MPa，出水带有余压；进水温度t1≤45℃，出水温度t2≤55℃。
基夫赛特炉高压循环冷却水系统与基夫赛特炉低压循环冷却水系统、烟化炉风机循环冷却水系统共用热水池，热水循环泵，冷却塔和旁滤装置。
根据工艺流程选用如下循环冷却水设施：
循环给水管：采用D325×8焊接钢管，焊接。
循环回水管：回水与基夫赛特炉低压循环冷却水系统回水合流，总回水管采用D720×9焊接钢管，焊接。
热水池：钢筋混凝土结构，有效容积500m3。
冷水池1：钢筋混凝土结构，有效容积1000m3。
冷却塔1：1台，选用LNGF-2000x2型逆流式冷却塔，Q：4000m3/h；进塔温度t1≤50℃，出塔温度t2≥33℃；N：2x90kW。
冷却塔其中1台风机配有柴油发电机电源。
热水循环泵：3台，正常运行时2用1备，事故停电时开1台（配有柴油发电机电源），选用500RJC2000-31×1。
立式长轴泵，Q：2000m3/h：H:25m：N：225kW。
炉子高压循环泵：2台（1用]备）．配有柴油发电机电源，选用350RJC370-16×7立式长轴泵，Q：350m3／h：H:108m，N：160kW。
2．基夫赛特炉低压循环冷却水系统
低压循环水量Q=2045m3／h：设备进口压力要求0.2 -0.3MPa
根据工艺流程选用如下循环冷却水设施：
循环给水管：采用D630×9焊接钢管，焊接。
循环回水管：回水与基夫赛特炉高压循环冷却水系统回水合流总回水管采用D720×9焊接钢管，焊接。
炉子低压循环泵： 3台（2用1备），选用500RJC1250-30×2立式长轴泵．Q：1100m3／h：H: 52m：N：250kW。
3．烟化炉风机循环冷却水系统
循环水量Q=1330m3／h：设备进口压力要求0.2～0.3MPa：进水温度t1≤33℃，出水温度t2≤43℃。
根据工艺流程选用如下循环冷却水设施：
循环给水管：采用D530×9焊接钢管，焊接。
循环回水管：采用D630×9焊接钢管，焊接。
烟化炉风机循环泵：2台（1用]备），选用500RJC2000-31×2立式长轴泵，Q：1600m3/h; H: 50m：N：315kW
旁滤装置：1套与基夫赛特炉低压循环冷却水系统和烟化炉风机循环冷却水系统共用选用QLJ-2800PI-Z纤维球过滤器过滤器，Q：180m3/h：N：49kW。
4．软化水循环冷却水系统
软水循环水量Q=300m3／h：设备进口压力要求0.2~0.3MPa，出水带有余压；进水温度t1≤35℃，出水温度t2≤55℃。
与软水做热交换的附水循环水量Q=400m3／h：附水经换热器后压降0.1MPa：进水温度t1=33℃，出水温度t2≤50℃。
根据工艺流程选用如下循环冷却水设施：
循环给水管：采用D273×6焊接钢管，焊接。
循环回水管：采用D273×6焊接钢管，焊接。
软水池：钢筋混凝土结构有效容积80m3。
软水循环泵：2台(1用1备)，配有柴油发电机电源.选甩350RJC370-16×3立式长轴泵，Q：350m3/h: H: 50m；N：75kW。
板式换热器：2台（1用1备），选用SH20A-1S10板式换热器，换热面积340m2。
主要设备规格与性能见表5-2
表5-2 主要设备规格与性能
设备名称
数量
性能规格
软水循环水池
1
有效容积为500m3，大小为L×B×H=12.75×21.8×3.2m
附水水循环水池
1
有效容积为900m3，大小为L×B×H=16.4×21.8×3.2m
软水低压循环泵
2
500LB-50立式长轴泵，水泵性能为Q2400m3/h，H50m，N500kW
软水高压循环泵
2
250LB-50X2立式长轴泵，水泵性能为Q400m3/h，H100m，N185kW
附水循环泵
2
600LB-32立式长轴泵,水泵性能为Q2700m3/h，H32m，N400kW
低压板式换热器
2
APV-Z155型板式换热器,单台换热面积为375.5m2
高压板式换热器
2
APV-J060型板式换热器，单台换热面积为58.16m2
冷却塔
1
MRTNG-8.5m型冷却塔，Q3000m3/h，△t=10℃，N160kW
高位水塔
1
选用3003钢筋混凝土倒锥壳不保温水塔
旁滤装置
1
JS-XH1600全效循环水处理装置，处理水量Q120m3/h，功率30kW

5.4 管材选用及管材连接方式：
水泵出口与阀门及设备连接的管道采用钢管管径大于DN100的采用螺旋焊接钢管焊接管径小于等于DN100的采用热镀锌钢管焊接或螺纹连接。
室外排水管道采用HDPE缠绕增强管（外带肋管），承插热熔连接。
5.5 事故停电时仪表控制阀门切换要求：
为保证事故停电时基夫赛特炉低压水套循环水系统和软化水循环水系统仍能运行设计除在相应系统的用电设备配备柴油发电机外另在管路中设置有停电时可紧急控制的仪表阀门，包括XV1两台，XV2两台，XV3两台，XV4一台，其控制要求如下：
正常运行时，XV1两台全开，XV2两台全开，XV3两台和XV4关闭；
事故停电时，XV1关闭其中一个，XV2两台全关，XV3两台和XV4开启，其中，XV1关闭取决于其相应的冷却塔风机的运行事故时，哪台风机停止运行，则相应进水管上的XV1阀门关闭。
5.6 冷却水系统的操作
5.6.1 循环水泵运行操作
正常供电：水泵运行一台，基本能保证正常用水量（若水量异常增加，高位水塔溢流中断报警，报警信号发出另一台备用泵会自投）
冷却水循环泵的现场运行操作：
1.确认泵的入口阀全开、出口阀全开。
2.确认泵内无空气（开泵体排气阀确认）。
3.确认操作柜上泵运行选择开关 ，已在“机侧”位。
4.检查泵体各部紧固件是否正常，电机、轴承等到是否正常。
5.确认泵润滑油正常否，操作盘电源是否正常到位。
6.将操作盘选择开关由“切或中央”转换成“机侧”。
7.确认液力自动阀上水阀和排水阀都在正常位，并处正常工作状。
8.经施工、机电人员同意后，在机侧运行水泵。
9.与此同时观察电机电流，液力自动阀是否自动打开，电机、轴承是否正常，有无异音等。
5.6.2 冷却水循环泵的切换操作
1、按水泵运行规程运行备用泵，打开出口阀。
2、确认备用泵运行正常，出口压力为4.2Kg/cm2左右。
3、将要停运的泵停止运转。
4、如停运泵要检修时，应将选择开关打至“切”。
5、如是正常切换时，应将泵选择开关打至“中央”控制，同时泵出口阀要打开，以作为备用。
5.6.3 循环水泵盘根更换操作
1、准备工作
1) 准备好更换用具如扳手、一字螺丝刀、小手锤等。
2) 准备好同规格的盘根。
3) 停止水泵运行，泵出，入口阀全闭。
2、更换操作
1) 用扳手拆下盘根压盖。
2) 用螺丝刀取出旧盘并把密封槽清干净。
3) 截取和旧盘根同等长度的断盘根，接头处加工成斜口。然后仔细、平整地嵌入密封槽，此时注意接口得结合要严密平整。
4) 安装压盖，交替紧固螺栓，使压盖均匀受力，从而均匀地压紧盘根。
5) 盘根更换完毕后开泵入口阀，确认不漏水。
6) 打开泵体上的排气阀，排净空气。关闭，投入备用。
5.6.4 水压试验及冷却水胶皮管更换
a、水压试验
1、确认漏水部位：当从炉子外部发现漏水时 ，要求迅速地确认漏水的部位。通常发现水迹或冒汽之处，不一定是漏水点的位置，因漏水会沿炉内覆盖层和砖缝渗流到炉外。故应首先对潮湿部分以上的水套及冷却铜管进行水压试验。
2、进行水压试验
1) 准备水压机、螺丝刀、钢锯、铁桶、螺纹堵头及管卡环等。
2) 关闭冷却元件进水阀，拆开出口胶皮管，迅速在出水管上接好水压机。
3) 稍开进水阀，把进水管和冷却元件内的空气从水压机卸压阀排空。
4) 关闭进水阀及卸压阀，进行水压试验。压力开至5Kg/cm2后静观几分钟，若压力降至3Kg/cm2左右不再下降，说明进水阀关不严，应立即拆下进水皮管在其上安装堵头，重新进行水压试验。若压力迅速下降至零或打不上压，可确定冷却元件泄漏。稳压期间，压力缓缓下降，则宜迅速泄压。检查胶皮管连接处的密封性，再重新试验确认。若压力不下降，甚至升压，确认冷却元件不漏。
5) 水压试验完毕后应迅速卸压，拆下水压机。若确认不漏，应迅速安装进出水胶管，恢复供水。若确认冷却元件漏，则应断水。拆下进水管并在进水铁管上安装堵头。
3、水压试验注意事项
1) 对高温区及挂渣很薄的地方进行水压试验时，应考虑降料或停料以减少热负荷，以免水压试验过程中烧坏冷却元件。
2) 拆装水管进行水压试验时，动作要快而准确，不得将水溅到耐火砖上。
3) 水压试验结束时，必须先泄压后拆水压机，以免带压时喷溅到耐火材料和人身上，造成伤害。
b、冷却水皮管更换
1、准备工作
1) 准备拆装工具如一字螺丝刀、钢锯、管卡等。
2) 按原尺寸准备好胶皮管待用。
3) 准备水桶接水。
2、更换操作
1) 关闭进水阀，确认出水口断水。
2) 迅速拆、装皮管。
3) 确认管卡紧固。
3、通水
1) 打开进水阀。
2) 确认出水口出水正常。
3) 确认更换的胶管接头不漏水。
注意点：a、准备工作要充分。
b、更换操作要快速。
c、更换过程中防止溅湿砖墙。
d、注意不要烫伤人。
5.7 冷却水的管理
冷却水的主要控制参数是水温、水量和水质。这些参数控制好坏对冷却元件及耐火材料的使用寿命起着重要的作用。
1、水量控制
水量过小时冷却的效果不好，冷却元件易断水而烧损和堵塞。注意当较长时间停电、基夫赛特炉保温、冷却水源供应紧张时，可将排放水套、上升烟道箱体水套的进水阀关小，保证重要部位供水。
2、水温的控制
为延长冷却元件的使用寿命和更好地保护耐火材料，水套的进水温度应控制30℃±2℃之间，若小于25℃，SO3易对冷却元件造成低温腐蚀而漏水。温度大于40℃会影响冷却效果，另外，水温过高时在冷却元件内易汽化，造成汽阻而阻止冷却水正常进入冷却元件，导致冷却元件烧坏而漏水，故冷却元件出水温度控制在60℃以内。当超过60℃报警时，可调大该冷却元件进水阀门。当多数冷却元件开大入口阀门后，仍接近上限报警时，可降低冷却水进口温度(增加补充水量，增大溢流量)，将冷却塔4台强制降温风机运行起来。
3、水质管理
水质也是防止冷却元件内结垢和堵塞的重要因素。对水质的要求如下：
PH
6.5～7.5
SiO2
150PPm以下
浊度
20PPm以下
Cl-+SO4-2
2000PPm以下
M碱度
40PPm以下
玻璃枯令
100～120PPm以下
全铁
1.0PPm以下

我厂使用的是净化水。在生产运行中，也应注意加强水质管理。例如：冷却水出口的排水箱要加盖封闭，禁止麻、布、丝、塑料制品等混入。
5.8 故障判断与处理
一）冷却元件漏水
1、故障判断：
1) 当从炉子外部或内部发现漏水时，要迅速地确认、判断漏水的准确部位，因为水迹或冒汽处，并非一定是漏水点的位置，故应先对其潮湿周围或以上的冷却元件进行水压试验。
2) 水压试验，按“5.6.4中第一点进行水压试验”操作。
通过水压试验确定出漏水元件，则将其断水即关闭此元件进水阀门。
处理：然后拆下进水管并在进水铁管上安装堵头。
二）高位水塔溢流中断报警
1、仪表室人员应立即通知炉前人员和班长，且严格监视水位。
2、首先确认检查运行泵状况及其电流情况。
① 若泵运行电流不为正常值，则应打开泵体排气阀排气，监视其电流。
② 若泵停了，应立即关闭其出口阀，按“泵的切换操作”运行备用泵。
3、待水位至正常时，结束。
注：故障泵应及时通知有关人员，故障处理不能过夜。
三）冷却水循环泵跳电
1、仪表室出现跳电报警，立即通知炉前人员及班长。
2、炉前人员到水泵房首先确认电是否送到配电柜。
3、确认备用泵是否处备用状。
4、电到位后立即确认备用泵是否自投，如不能自则手动先将泵运行起来。
5、检查跳电泵，且通知维修人员进行修理直至修好为止
四）事故停电时冷却水系统操作
事故停电发生后，炉前组长立即确认设备状况、供电情况，然后启动循环泵，恢复供水。
炉前副组长组织其他组员立即堵铅口、渣口，停止排渣排铅作业，并立即关闭不在使用的铅、渣溜槽水套的冷却水总阀。若停电时不在排铅排渣，可直接关闭溜槽用总进水阀。铅口、渣口堵住后，应根据水泵房供水情况确定是否关闭相应的铅、渣流槽水套进水总阀。
正常电源恢复供电后，恢复事故时操作过的阀门至事故停电前的状态。炉前打开铅溜槽、渣流槽渣水套冷却水总阀，开启渣口，作好恢复投料后的排渣准备。
注：⑴平时要有事故时的处理预案，明确事故时的分工。
⑵事故停电时必须沉着冷静，不能慌张，要严格按照标准操作规程进行操作。
⑶要注意监视水塔和低位水池水位，及时掌握补给水情况及供电和设备运行情况
⑷供电正常后，必须检查确认事故时操作过的阀门并恢复原样。排铅、排渣前要确认溜槽是否恢复通水。