李和平
(湖南華菱漣源鋼鐵有限公司生產(chǎn)管理部, 湖南婁底417009)
【摘要】高爐軟水密閉冷卻系統(tǒng)腐蝕控制不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕問題，在改進(jìn)水質(zhì)化學(xué)品方案,實(shí)施了改進(jìn)補(bǔ)水質(zhì)量和增加旁濾等措施后，密閉冷卻系統(tǒng)水質(zhì)總鐵穩(wěn)定在0.2～0.7mg/L，保證了高爐冷卻系統(tǒng)水質(zhì)的穩(wěn)定運(yùn)行，滿足了生產(chǎn)要求。
【關(guān)鍵詞】高爐;軟水密閉冷卻;腐蝕
1 前言
軟水密閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)能夠使換熱設(shè)備壽命長，而且節(jié)約水資源,降低能耗,達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的，高爐軟水密閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)是行業(yè)推廣的給排水系統(tǒng)之一。影響軟水密閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行效果的因素主要有:水質(zhì)及其穩(wěn)定、水溫差、熱負(fù)荷和循環(huán)水泵的選擇等。根據(jù)相關(guān)資料介紹，采用軟水密閉冷卻方式連續(xù)運(yùn)行10 年左右，冷卻壁水管的損壞率一般小于1%。采用軟水密閉冷卻循環(huán)系統(tǒng)徹底解決了用水結(jié)垢問題，但腐蝕控制不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕問題。
華菱漣鋼8# 高爐2013 年3 月底投產(chǎn)，軟水密閉冷卻系統(tǒng)在投入生產(chǎn)前由某公司實(shí)施了整個(gè)清洗預(yù)膜過程。軟水密閉冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水為鈉離子軟化水，投入運(yùn)行后，系統(tǒng)水質(zhì)呈銹黃色且混濁，閉路循環(huán)水總鐵含量高達(dá)5～7 mg/L，嚴(yán)重超過了國家設(shè)計(jì)規(guī)范中要求。針對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)狀，水站運(yùn)行人員加強(qiáng)了與高爐的溝通協(xié)調(diào)，對(duì)投產(chǎn)期間影響系統(tǒng)水質(zhì)進(jìn)行置換，同時(shí)，水處理藥劑總包單位提高和穩(wěn)定了藥劑濃度，總鐵含量逐步下降到1～3.5 mg/L，但仍不能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，投產(chǎn)時(shí),沒有安裝在線碳鋼、銅掛片架，實(shí)際在線腐蝕速率控制不到位。2014 年3 月開始，我們在水質(zhì)化學(xué)品方案、投加穩(wěn)定性、控制范圍方面進(jìn)行改進(jìn)，安裝在線腐蝕速率監(jiān)測掛片架和旁濾過濾器，控制補(bǔ)水水質(zhì)等綜合改進(jìn)措施，總鐵含量快速明顯下降，目前總鐵穩(wěn)定在0.2～0.7 mg/L，碳鋼掛片腐蝕速率＜0.01 mm/a。
2 軟水密閉冷卻系統(tǒng)概況
2.1 軟水水質(zhì)（一級(jí)鈉離子交換軟化器出水）
pH:7~9;
硬度：≤0.03 mmol/L;
Cl-:≤50 mg/L;
SO42-:≤50 mg/L;
Fe: ≤0.1 mg/L;
油：無;
電導(dǎo)率：500 μS/cm。
2.2 軟水密閉冷卻系統(tǒng)
軟水密閉冷卻系統(tǒng)各部位水量、水溫、水壓見表1（設(shè)計(jì)補(bǔ)水量5m3/h）
2.3 軟水密閉冷卻系統(tǒng)工藝流程
水冷系統(tǒng)包括：爐本體冷卻壁、爐底及直吹管軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)（簡稱A 系統(tǒng)）；風(fēng)口小套、中套及熱風(fēng)爐閥門軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)（簡稱B 系統(tǒng)），工藝流程見圖1。
2.4 軟水密閉冷卻系統(tǒng)投產(chǎn)初期
其典型水質(zhì)見表2（抽取2013 年5 月數(shù)據(jù)）。
3 系統(tǒng)分析
3.1 系統(tǒng)腐蝕控制不當(dāng)
項(xiàng)目建設(shè)投產(chǎn)時(shí), 軟水密閉冷卻系統(tǒng)沒有安裝在線碳鋼、銅掛片架，腐蝕速率控制不到位，總鐵含量大大超過國家設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
3.2 軟水密閉冷卻系統(tǒng)開車前清洗預(yù)膜影響
軟水密閉冷卻系統(tǒng)在高爐投產(chǎn)前進(jìn)行清洗預(yù)膜，清洗置換時(shí)采用凈水沖洗，沖洗后期由于置換軟水水量不足，清洗產(chǎn)物不能充分置換干凈，開爐時(shí)濁度、總鐵、硬度高。
3.3 補(bǔ)充水質(zhì)量影響
軟水密閉冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水為鈉離子軟化水，補(bǔ)水管為碳鋼襯膠，但其中有一段約200 m 補(bǔ)水碳鋼管道內(nèi)未襯膠，同時(shí)，軟水補(bǔ)水箱鋼混結(jié)構(gòu)不合理，軟水箱內(nèi)部沒有設(shè)置沉井，內(nèi)部清理等困難，軟水箱內(nèi)表面裸露大量鋼筋頭存在腐蝕。
進(jìn)軟水箱前水質(zhì)：濁度=156 NTU，總Fe=10.21mg/L，過濾后總Fe=2.79 mg/L；
軟水箱水質(zhì)：濁度=50 NTU，總Fe=1.5 mg/L。
密閉冷卻系統(tǒng)約每2～3 天需補(bǔ)水一次，每次約8 m3，運(yùn)行一段時(shí)間后，補(bǔ)水系統(tǒng)中腐蝕產(chǎn)物通過間隔補(bǔ)水不斷進(jìn)入閉路系統(tǒng)中。
3.4 系統(tǒng)化學(xué)品方案控制不當(dāng)
密閉冷卻系統(tǒng)化學(xué)品方案pH 值控制為pH=8.5～10,運(yùn)行實(shí)際pH＞10。
系統(tǒng)腐蝕控制方案為JC-622B 緩蝕劑，主要成份含鉬酸鹽、亞硝酸鹽、銅緩蝕劑、pH 調(diào)節(jié)劑等。系統(tǒng)開爐初期，水系統(tǒng)的清洗效果受各因素影響，系統(tǒng)冷卻壁存在腐蝕，銅緩蝕劑的質(zhì)量濃度控制沒有考慮此影響因素，系統(tǒng)不能迅速得到鈍化。
4 改進(jìn)措施與效果
4.1 定期置換因間隔補(bǔ)水水質(zhì)問題影響的密閉冷卻系統(tǒng)水質(zhì)
補(bǔ)水管道更換前，定期置換因間隔補(bǔ)水帶入的腐蝕產(chǎn)物，每次置換前，首先開啟補(bǔ)水管上的排污閥，調(diào)節(jié)排水量10 m3/h 以上，排放約40 min，等出水水質(zhì)正常后再并入系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)水質(zhì)進(jìn)行置換。
未襯膠的補(bǔ)水管道，嚴(yán)重影響補(bǔ)水質(zhì)量，后續(xù)在條件許可時(shí)必須更換為襯膠管道。
4.2 化學(xué)品方案改進(jìn)
2014 年3 月，對(duì)化學(xué)品方案進(jìn)行局部改進(jìn)，控制密閉系統(tǒng)冷卻水pH 值，pH=8.5～10。
增加冷卻水中銅緩蝕劑有效含量達(dá)到7～10mg/L，以使系統(tǒng)迅速得到鈍化。
調(diào)整JC-622B 藥劑投加量，期望控制檢測的有效含量范圍在350～500 mg/L。
4.3 安裝腐蝕監(jiān)測掛片架，掌握系統(tǒng)腐蝕速率
碳鋼掛片腐蝕速率＜0.01 mm/a。
4.4 安裝在線旁流過濾器
2015 年10 月，在密閉冷卻系統(tǒng)中安裝在線旁流過濾器，選擇合適的旁濾水量和過濾精度，在線清除系統(tǒng)中原存留的腐蝕產(chǎn)物見表3。
4.5 軟水密閉冷卻系統(tǒng)改進(jìn)后
軟水密閉冷卻系統(tǒng)改進(jìn)后典型水質(zhì)見表4 （隨意抽取2016 年11 月隨班分析數(shù)據(jù)）。
變頻器系統(tǒng)推廣應(yīng)用的價(jià)值。
國產(chǎn)化高純冷卻液性能達(dá)到原廠進(jìn)口耗材水平，制備、灌裝、儲(chǔ)存、加注補(bǔ)液等幾個(gè)方面均優(yōu)于原廠進(jìn)口，具備在武鋼其它水冷型高壓大功率變頻器系統(tǒng)推廣應(yīng)用的價(jià)值。
整個(gè)耗材國產(chǎn)化替代及操控優(yōu)化改進(jìn)改善實(shí)踐，技術(shù)性能方面，達(dá)到或超過原廠水平；經(jīng)濟(jì)上，成本下降30%左右；采購周期由3 個(gè)月降到1 周，實(shí)現(xiàn)零庫存；現(xiàn)場操控管理維護(hù)方面，武漢本地供應(yīng)商提供隨叫隨到、周到完善的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)，現(xiàn)場工作量大幅度降低、穩(wěn)定性可靠性更高；產(chǎn)生了較大的效益，以及國產(chǎn)化替代示范價(jià)值。
[參考文獻(xiàn)]
[1]張廣泰,張瀠月,趙盛國,張輝亮,張科乾.LSF-Z 型密閉式純水冷卻系統(tǒng)的研制與應(yīng)用[J].電工電氣.2012No.8.
[2]賈媛媛,何琳,牛進(jìn)龍,劉光利.變頻器水冷系統(tǒng)純水技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用[J].電氣傳動(dòng).2013 年第43 卷，第8 期.
[3]朱海濤.大功率IEGT 變頻器中的純水冷系統(tǒng)[J].有色金屬加工.2010 年第39 卷第4 期.