空壓機(jī)站旁濾系統(tǒng)優(yōu)化改造實(shí)踐

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【摘要】某鋼鐵廠燒結(jié)空壓機(jī)站循環(huán)水濁度超標(biāo)，達(dá)不到換熱器使用要求，影響換熱器正常穩(wěn)定運(yùn)行，通過深入分析循環(huán)水濁度偏高原因并提出優(yōu)化改造方案，方案實(shí)施后效果明顯，徹底解決了循環(huán)水濁度高問題。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)水；濁度；過濾；反洗

引言

循環(huán)水旁濾過濾器通過逐步多次的循環(huán)截留，將系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)過濾，最后通過必要的反沖洗，將雜質(zhì)過濾排出水循環(huán)系統(tǒng)。隨著設(shè)備使用年限的延長，某鋼鐵廠燒結(jié)空壓機(jī)站循環(huán)水濁度超標(biāo)，導(dǎo)致空壓機(jī)、干燥器冷卻器銅管堵塞，嚴(yán)重影響冷卻器換熱效果。2020年11月份結(jié)合高爐休風(fēng)對(duì)吸水井、冷塔集水槽進(jìn)行清洗，但是循環(huán)水濁度下降不明顯，后期又通過增加排水量來控制水質(zhì)，水質(zhì)有所改善，但是補(bǔ)水量增加50t/d，運(yùn)行成本增加。12月打開旁濾罐人孔檢查，發(fā)現(xiàn)罐體內(nèi)過濾層上部淤泥較厚達(dá)200mm，局部淤泥出現(xiàn)板結(jié)，并且淤泥有穿透濾層現(xiàn)象。從旁濾罐內(nèi)部情況分析來看，旁濾罐內(nèi)部濾料已失效，因此造成循環(huán)水系統(tǒng)濁度高的直接原因就是旁濾系統(tǒng)失效。

1原因分析

（1）前期濾料填裝不夠規(guī)范，濾層厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，后期濾料有少量流失和淤泥穿透濾層現(xiàn)象。罐體底部設(shè)計(jì)缺乏水帽，水流分布不均勻，水流在罐體內(nèi)部產(chǎn)生隧道效應(yīng)，邊緣區(qū)域出現(xiàn)盲區(qū)，降低過濾效果。（2）燒結(jié)空壓機(jī)站旁濾罐操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)為手動(dòng)操作，人為干預(yù)因素較多，設(shè)備要求連續(xù)過濾16h后必須反洗15min，一旦旁濾罐過濾時(shí)間過長，造成罐體內(nèi)部懸浮物、沉渣積累過多，操作人員沒有嚴(yán)格按照要求及時(shí)反洗造成污物聚集，是造成板結(jié)的直接原因。（3）濾料直接吸著不易脫落的污泥，單靠水流剪切力無法剝離濾層中的污物。（4）燒結(jié)空壓機(jī)站毗臨燒結(jié)、球團(tuán)區(qū)域，周邊環(huán)境較差，空氣中的粉塵、懸浮物通過冷塔進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。

2優(yōu)化方案

2.1均勻布水改造

嚴(yán)格按照規(guī)范填裝濾料，確保濾料高度達(dá)到1800mm；罐體底部增設(shè)卵石，替代水帽，水流通過卵石之間縫隙流通實(shí)現(xiàn)均勻布水效果。

2.2控制系統(tǒng)升級(jí)

為了減少人為干預(yù)，確保旁濾系統(tǒng)性能有效發(fā)揮，將旁濾系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)控制，提高了作業(yè)效率和設(shè)備自動(dòng)化水平。工藝流程見圖1。2.2.1過濾狀態(tài)。程序啟動(dòng)后自動(dòng)通過脈沖信號(hào)給至V1、V4閥門，閥門得電后30s自動(dòng)打開，V2、V3不得電保持關(guān)閉狀態(tài)，此狀態(tài)持續(xù)16h。2.2.2過濾狀態(tài)切換至反洗狀態(tài)。16h后，過濾狀態(tài)結(jié)束，程序自動(dòng)通過脈沖信號(hào)給至V2、V3閥門，閥門得電后30s自動(dòng)打開，1min后程序自動(dòng)將關(guān)閉脈沖信號(hào)給至V1、V4閥門，V1、V4閥門30s自動(dòng)關(guān)閉，旁濾罐進(jìn)入反洗狀態(tài)。2.2.3反洗狀態(tài)切換至過濾狀態(tài)。反洗15min后，程序自動(dòng)將脈沖信號(hào)給至V1、V4閥門，閥門得電后30s自動(dòng)打開，1min后程序自動(dòng)將關(guān)閉脈沖信號(hào)給至V2、V3閥門，V2、V3閥門30s自動(dòng)關(guān)閉，旁濾罐進(jìn)入過濾狀態(tài)。通過上位電腦程序發(fā)出打開、停止脈沖信號(hào)控制閥門切換，從而達(dá)到以時(shí)間為周期實(shí)現(xiàn)旁濾罐狀態(tài)在線切換。

2.3增加氣水反沖洗

當(dāng)污泥穿透進(jìn)入過濾層或者濾床底板截留淤泥后，單靠水流剪力反沖洗不能將污物從濾層剝離。通過氣水聯(lián)合沖洗可以解決這個(gè)問題，壓縮空氣加入后，可以達(dá)到以下效果。（1）在反洗過程中可以增加剪切力，使得通常水沖洗時(shí)不易剝落的污物在氣泡急劇上升的高剪力下得以剝落［1］。（2）可以增加濾料直接的擾動(dòng)，使得濾料顆粒之間的碰撞摩擦加劇，降低污物在濾料上的附著力。（3）氣泡在濾層中的運(yùn)動(dòng)減少了水沖洗時(shí)濾料之間的阻力。（4）其提高濾料層的清潔度。旁濾罐瀕臨1#空壓機(jī)，1#空壓機(jī)設(shè)計(jì)有2根DN50泄水管，主要用來排放中間冷卻器內(nèi)的冷凝水，泄水管排放壓力最高0.6MPa，流量100m3/h。通過控制泄水管閥門大小使壓縮空氣流速保持在15m3/h，在罐底制作布?xì)夤?，壓縮空氣通過布?xì)夤軐?shí)現(xiàn)均勻布?xì)猓扔脡嚎s空氣進(jìn)行氣洗，氣洗5min后，氣水混合反洗10min，最后用清水反洗5min，每周進(jìn)行一次。

2.4增加冷塔外部防塵網(wǎng)

鑒于燒結(jié)空壓機(jī)站地理位置靠近燒結(jié)、球團(tuán)區(qū)域，周邊環(huán)境相對(duì)較差，建議對(duì)冷卻塔進(jìn)風(fēng)口增加防塵濾網(wǎng)。前期發(fā)生過編織袋、塑料袋進(jìn)入冷塔集水槽回水口，導(dǎo)致回水不暢，由于發(fā)現(xiàn)及時(shí)未造成較大影響。

3實(shí)施效果

2020年12月15旁濾系統(tǒng)改造完畢，改造后濁度和懸浮物含量達(dá)到冷卻器使用要求，數(shù)據(jù)前后對(duì)比如下表1所示。

4小結(jié)

通過對(duì)旁濾系統(tǒng)濁度高現(xiàn)狀分析［2］，通過增加鵝卵石、優(yōu)化控制邏輯、增加防塵網(wǎng)等手段解決了循環(huán)水濁度偏高問題，改造實(shí)施后達(dá)到了預(yù)期效果，為空壓機(jī)站換熱器穩(wěn)定高效運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

［參考文獻(xiàn)］

[1]陶香州.氣水反沖洗V型濾池在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)分析［J］.城鎮(zhèn)建設(shè)，2020（3）：33-34.

[2]王海珍.循環(huán)水濁度偏高的原因分析與對(duì)策：2006年化肥學(xué)會(huì)年會(huì)及氮肥行業(yè)技改經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集［C］.

作者:趙利平 趙劉強(qiáng) 單位:首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司