鞍钢高炉冲渣水的处理与再利用

鞍钢高炉冲渣水的处理与
再利用
鞍钢高炉冲渣水的处理与再利用
鞍钢，全名鞍山钢铁集团公司(以下简称鞍钢)，它是国有特大型企业，也是中央直属企业。

鞍山钢铁集团公司总部坐落在辽宁省鞍山市，鞍山地区作为一个东北内陆城市四季分明、年平均气温为9. I 'C，这里铁矿石资源丰富，已探明的铁矿石储量约占全国储量的四分之一。

周围还蕴藏着丰富的菱镁石矿、石灰石矿、粘土矿、锰矿等，为黑色冶金提供了难得的辅助原料。

中长铁路和沈大高速公路穿过市区，大连港、营口港、鱿鱼圈港与海内外相通，交通运输条件便利。

鞍钢始建于1916年，前身是日伪时期的鞍山制铁所和昭和制钢所。

1948年鞍钢成立，是新中国第一个恢复建设的大型钢铁联合企业和最早建成的钢铁生产基地，被誉为“中国钢铁工业的摇篮”、“共和国钢铁工业的长子”。

60年来，鞍钢为国家经济建设做出了巨大贡献，累计生产钢3.81亿吨、铁3.75亿吨、钢材2.77亿吨;上缴利税1245亿元，相当于国家对鞍钢投入的23倍。

鞍钢累计向祖国各地输送了近6万名优秀干部、工程技术人员和技术工人，为各地培养了11万余名各类人才。

经过六十年的建设和发展，目前钢铁主业己形成鞍山、鱿鱼圈、朝阳三大生产基地的发展格局，具有钢、铁、钢材2500万吨的综合生产能力，成为以汽车板、家电板、集装箱板、船板、重轨、石油管、管线钢、容器板、冷轧硅钢等为主导产品的精品钢材生产基地。

能够生产16大类钢材品种，120个产品细类，600个钢牌号，42000个规格的钢材产品，广泛应用于国民经济各领域。

坐落在鞍山的钢铁总部拥有年产1600万吨综合生产能力，包括焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等整套现代化钢铁生产工艺流程及相关配套设施，并拥有与之配套的能源动力系统。

在这些生产工艺流程中，焦化、烧结、炼铁工序消耗的能源最多，占鞍钢总能耗的70%左右，而炼铁一个工序就占了总能耗的50%，可见炼铁工序不仅是能源消耗的重要工序，也是鞍钢节能增效的重点工序。

由于炼铁系统产生大量煤气、废气、热水等二次能源，其利用效果如何不仅直接影响钢铁企业的能源(动力)介质平衡，而且还影响到企业的环境保护工作。

因此，降低炼铁系统能源消耗是钢铁企业可持续发展的极其重要的方面。

鞍钢高炉冲渣水余热利用现状
目前鞍钢总部炼铁厂区内共有高炉七座，炉容分别为2580立方米四座和3200立方米三座，全部采用循环水冲渣。

冲渣方式分为轮法和工NBA两种，日处理渣量共计1.6万多吨，循环水量共计1.7万立方米/小时，大量的热水从冲渣水池里送到冷却塔冷却，中间没有任何的余热回收措施便直接的循环作为处理铁渣用水。

在这七座高炉中，现在只有新一号高炉在冬季利用了冲渣水为居民区采暖之用，并且取得了很好的经济效益和社会效益。

鞍钢新1号炉利用冲渣水的余源供暖具有很大的优势，既避免了建设新的锅炉房，又不需煤场、灰渣场等设施减少了占地面积。

此外更在环境保护方面取得了明显的效果，据统计在每年冬季采暖季节可:
节约标准煤近25000吨;
减少二氧化碳排放量约65200吨;
减少二氧化硫排放量约911吨;
减少碳氢化合物排放量约15吨;
减少氮氧化物排放量约108吨;
减少烟尘排放量约1641吨;
减少灰渣排放量约6894吨。

从以上统计数据可以看到，由于目前其余六座高炉没有采取相应的余热回收装置，使得很大一部分余热资源没有得到利用，也没有挖掘出余热资源应有的经济价值和环境保护价
值。

因此，如果在其余高炉的冲渣水余热的利用方面也能够采取类似的改造利用的话，相信一定会取得更好的经济效益和社会效益。

鞍钢冲渣水余热利用项目的提出
根据以上情况的介绍，下阶段的重点工作就是要对其余的高炉冲渣水进行理论分析和实际调查，在准确详实的把握个高炉冲渣水余热特点的基础上制定相应的余热利方案，使冲渣水的余热资源能够彻底的利用起来，发挥余热资源的潜在价值。

此外，由于近几年通过一些节能设备的使用和生产工艺的改进在一些能源排放较大的工序余能都相继成功回收了，例如煤气干法除尘和TRT余压发电项目、烧结余热回收项目，这些都是成功利用余能余热的项目。

就目前余热回收的发展趋势上来看，冲渣水等一些低温余热的回收和利用是未来几年行业研究的重点，虽然国内少数高炉采用冲渣水作为冬季采暖或小规模制冷，但是不能够彻底的解决余热回收和利用的问题。

随着技术的进步，一些利用低温余热发电的装置已经达到了在企业大范围应用的能力因此，这更使得我们有信心把冲渣水这种低品位的余热资源充分的利用起来。

目前宝钢、首钢等企业已经采取措施回收冲渣水的热量。

柳废钢正在进行利用炉渣余热发电的项目研究。

鞍钢作为国内钢铁企业的重要成员，在冲渣水余热回收的项目上也不应该走在后面。

随着国内的钢铁企业在能源方面的消费由于能源价格的上涨不断的上升外在因素，随着各地企业不断扩容而导致的供过于求的形势，可以看到钢铁企业产成品的利润空间在不断缩小，这些因素都迫使各个企业要在各自的生产环节中尽可能的降低能源的消耗和解决二次能源的再利用问题，而这些都使得冲渣水的余热利用项目更加的符合近阶段企业的发展要求。

废水回收处理工艺
根据环境保护和解决水资源不足的需要，在大量试验研究的基础上，自1959年至1985年共建成四项综合废水回收处理设施，设计处理水量为1,12万米3/时。

由于生产和技术改造的实际需要，现在生产运行处理水量为5730米3/时。

(1)十四水站废水处理设施
为了解决高炉煤气洗涤循环水的补充水量，早在1.959年建成了十四水站废水回收处理系统。

回收西大沟支流耐火大沟的综合性废水，设有二格平流沉淀池，对废水进行简单妙理。

设计水量为1000米2/时，实际处理水量1200米3/时，供给煤气洗涤系统循环水做补充水用。

1976年为了满足扩建七高炉冲渣补充水和增加煤气洗涤系统补充水的需要，又增设800水管回收耐火大沟的废水及相应的送水泵和500水管，增加处理水录1000米3/时。

(2)二十二水站废水处理设施
为了解决东鞍山烧结厂浮选、烧结生产用水和厂区内净环水补充水量的需要，1979年建成了二十二水站废水处理系统，由“水16”排水干线(西大沟的支流)承纳一、二炼钢、发电、炼铁等厂的工业废水和生活污水，水质污染较轻，易于处理。

因此，由“水16”排水干线取水，废水处理工艺设计为先经平流沉淀，该系统设计处理水量为2000米3/时。

(3)二十一水站废水处理设施
1981年为了适应扩建高炉冲渣系统补充水的需要建成了二十一水站废水处理系统，处理西大沟废水。

废水经过两座直径为30米的浓缩池沉淀处理，然后作为补充高炉冲渣循环用水，其设计能力为4200米3/时。

后因扩建高炉水冲渣系统的计划未能实施，又没有其他用水单位需要，因此废水处理设施建成后一直闲置。

在1987年为解决西尾矿坝粉尘污染，利用二十一水站部分设施处理废水量330米3/时，作为坝面喷洒降尘用水。

(4)北大沟废水处理设施
1980年鞍钢给水厂、环保研究所、设计院组成北大沟废水回收处理试验小组，进行动态模拟试验。

在此基础上进行设计并于1985年建成北大沟废水回收处理系统投入生产。

其
处理工艺是:回收北大沟全部排放的综合废水进入调解予沉池后，经提升泵(在吸水管处加药)进入溶气罐，再进入到隔板反应池、沉淀池，然后由一组加压泵送入压力滤罐(装填天然锰沙)，过滤后经另一组加压泵供给净环水用户。

其设计能力为3000米3/时。

2、废水回收处理的水质状况
由于工业废水水质污染程度以及对补充水的要求不同，这几项不同水处理设施的水质状况差异很大。

十四水站水处理系统是以简单处理悬浮物为主，因此水质较差。

二十二水站水处理系统回收的工业废水污染较轻，加之又经过投药混凝沉淀分离，因此处理后水质较好。

北大沟水处理系统是在动态模拟试验取得可靠成果的基础上进行的设计，因此实际处理后水质完全达到了设计指标，其水质状况最住。

1、水质标准
目前受工业废水处理深度的限制，工业废水处理后再用还只限于作为循环水的补充水，或者作为冷却用水直接供给用户。

因此循环水的标准可以做为再用水的标准。

多年来，鞍钢的净环水、污环水水质一直比较稳定，完全满足了钢铁生产的要求。

2、用户的选择
为了保证回收废水处理后的经济、合理元分利用，首先必须根据处理后水质情况，恰当地选择用水单位，否则将影响废水处理系统的正常运行或用水单位的正常生产。

其次用水单位要尽可能靠近废水处理设施，这样可以节约能源。

如果水质稳定，用户选择得当，经过处理后的工业废水确实是可靠的水资源。

十四水站水处理系统的水质可以满足煤气洗涤水循环的水质要求，因此，十四水站送出水量2200米3/时，供给煤气洗涤循环水补充水量1800米3/时，其余400米3/时供七高废水冲渣系统补充水。

二十二水站水处理系统送出2100米3/时，全部供给净环水作为补充水。

北大沟水处理系统送出1200米3/时直接供给氧气厂十八空压站、轧辊厂和中板厂等作冷却水使用。

另外还有二十一水站供出230米3/时水量作为西尾矿坝喷洒降尘用水。

3、废水处理系统的运行状况
废水回收处理系统正常运行受废水水质变化情况，系统本身的设备状况和用户三个主要方面制约。

随着生产厂技术改造的进展，鞍钢厂区内排放的工业废水水质污染趋于减轻，这给回收废水处理系统的正常运行带来了有利条件。

十四水站水处理系统虽然只经过一次平流沉淀池简单的处理，但是水质比较稳定，满足了煤气洗涤系统和水冲渣的补充用水需要。

自1959年以来水处理系统，一直正常运行，只是沉淀池每年要彻底清扫四次。

二十二水站水处理系统则复杂一些。

试运转之初，在投加硫酸亚铁、硫酸铝和三氯化铁三种不同药剂中进行生产试验的基础上，选定硫酸亚铁做混凝剂，采用活化水玻璃为助凝剂进行正式生产。

后又因活化水玻璃制作繁杂，劳动强度大，加之废水中PH值有了明显提高(修建公司建的乙炔站废水排入“水16"排水干线，提高了水中PH值)，投加药剂又改为聚合铝和3“药剂。

1988年又进行生产试验，选择聚铁药剂更优越于聚合铝。

1989年即采用聚铁做为处理废水的混凝剂。

北大沟水处理系统投产后没有什么变化，但是由于处理尾泥设施还不大完善，碱源又比较紧张，现在的处理水量为1200米3/时。

经济分析
经过多年生产实践证明，回收工业废水进籽处理与再利用，给鞍钢和鞍山市带来巨大的经济效益相社会效益。

1、投资
建设废水回收处理工程应以环境保护解决水污染和废水再用解决水资源不足相结合，因此投资可以从治理环境污染的费用中优先安排。

建设废水回收处理工程投资与建设工业新水水源相比，可以节约大量投资。

既可以节省远距离输水设施和加压泵站的投资，又可以节省远跪离配电和道路的投资，建成的四项废水处理工程总投资为218 4万元(见表4)大约是建
设工业新水水源。

2、成本
处理回收工业废水做为水资源再利用的成本和新建工业新水水源相比，也有着显著的差别。

首先它免除了交纳水利设施受益水费(指对河水要交纳此项费用)或水资源费(对地下水要交此项费用)，其次免除交纳排水管理费(鞍山市已实行按给水的80%水量收取排水管理费，每米2为0.08元，鞍钢尚未实行这一管理办法)，再则减少了远距离输送所消耗的电能费用，因此，回收废水处理再利用的生产成本还是较低的。

3、可靠性
近几年来，回收废水处理再用工程陆续投产，使循环水的补充水已转变为处理回收废水为主，而废水处理设施一直稳定运行，从来没有出现过影响生产的事故，充分显示处理回收废水作为补充水的优越性和可靠性。

4、减少污染
建成的四项工程设施只生产运行回收处理废水水量5730米3/时，但是也已经使鞍钢冶金工厂内废水排放量减少到6382米3/时，明显地降低排入自然水体污染物的数量，极大地减少了对沙河和太子河的污染，为环境保护做出了重大贡献。

5、扩大水资源
十多年来，鞍钢由于技术改造的进展，水源缺口相当严重。

“四五”期间努力实施开展利用废水资源，初步缓解了产钢800万吨增加用水的矛盾。

鞍钢1979年钢产量为688,92万吨，使用工业新水量(含生活用水)为2.6万米3/时，吨钢耗用新水量为30,15米3/吨。

1988年钢产量801.21万吨，使用工业新水量(含生活用水等)为2.8万米3/时，使用回收废水量为5730米3/时，吨钢耗用新水量为21.5米3/吨。

这样1979年至1988年增加钢产量112.29万吨，工业新水用量不但没有增加，反而减少了3029.2米3/时。

除了广泛深入开展节水措施外，主要是增加了回收处理废水量。

综合上述情况，参照该运行趋势图现场对风机进行状态综合分析诊断。

(1)该机运行状态比较平稳，这次测试总值骤增。

说明此次劣化是突发性。

情况异常严重，随时可能发生严重设备事故，应立即停机检修。

(2)通过表2扫频结果也说明，分频值最大发生在2 t0，振源在3号轴瓦上，其原因可能是润滑系统内管道有氧化物脱落或其它磨粒随释滑油带入3号轴瓦而产生较大振动。

(3)编于异音产生，通过听诊器监听则发生在增速器靠电机方向侧，即3，4两点部位，根据侧试数据澡该机的性能、结构运行状态和润滑友式分析，“号轴瓦可熊已出现烧瓦现象，而造成大齿轮水平度倾斜。

导致大齿轮向电机侧窜动。

破坏了大小齿轮间推力盘与推力面的油膜形成，使推力盘与推力面钢性磨擦产生高佩及异音发生。

以上测试分析结果表明，必须立即停机安排对增速器进行检修。

经停机揭盖检查发现情况基本与我们诊断分析的情况一致，异常主要表现在下面二个方面:
(1)小齿轮电机侧推力盘已磨出约12mm宽一圈擦痕，象用粗砂纸打磨过并呈现微黄色。

(2)3号轴瓦嵌入许多硬质题粒，且被划出几道约0.5mm左右沟痕，轴被划出深浅不一的沟状痕迹，轴瓦位也分合金被挤出瓦平面，手摸时扎手，其余各轴承均良好。

根据检查结果，我们专检人员提出以下处理修复意见:
(1)修复或更换a号轴瓦，对增速器大小齿轮、平行度和水平度，按技术标准复测，安装、调整。

(2)电机、风机与增速器接手找正，按维修技术标准进行
(3)对油箱混姆油，取样化学分析，油路管道及增速箱应清洗。

检修人员按厂专检人员意见进行了检修处理，于7月9日晚8点即分进行试车，一次成
功，作热备用，试车期间厂专检人员对该机又进行了复测。

试车测试表明，振动值已下降到正常数值，增速器异常声音消除。