王春芹，劉訓(xùn)峰

（山鋼集團(tuán)萊蕪分公司能源動(dòng)力廠，山東萊蕪271104）

軟水生產(chǎn)系統(tǒng)擴(kuò)容改造及技術(shù)優(yōu)化

王春芹，劉訓(xùn)峰

（山鋼集團(tuán)萊蕪分公司能源動(dòng)力廠，山東萊蕪271104）

針對(duì)萊鋼原軟化水系統(tǒng)生產(chǎn)操作手動(dòng)落后、溶鹽體力勞動(dòng)大、無前置過濾器、無化學(xué)在線連續(xù)監(jiān)測儀表等缺陷，進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了一鍵式溶鹽、交換器的運(yùn)行自動(dòng)化控制等技術(shù)優(yōu)化。

溶鹽；自動(dòng)化；技術(shù)優(yōu)化

1 概述

萊鋼能源動(dòng)力廠（型鋼熱電廠）2004年投運(yùn)的型鋼區(qū)域老軟水生產(chǎn)系統(tǒng)（200 t/h）原設(shè)計(jì)為型鋼區(qū)域燒結(jié)、煉鐵高爐、煉鋼轉(zhuǎn)爐、連鑄機(jī)及鐵后所有工序提供冷卻用軟化水。2008年萊鋼型鋼區(qū)寬厚板、燒結(jié)機(jī)余熱鍋爐、3200 m3大高爐、特鋼100 t電爐相繼待建，軟化水需求量增加近300 t/h，原軟化水生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足，為此公司下達(dá)了軟化水改造計(jì)劃，能源動(dòng)力廠借軟化水站改造項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，針對(duì)老軟化水系統(tǒng)生產(chǎn)操作手動(dòng)落后、溶鹽體力勞動(dòng)大、無前置過濾器、無在線連續(xù)監(jiān)測儀表等缺陷，一并進(jìn)行優(yōu)化改造。

2 擴(kuò)容能力的確定和項(xiàng)目優(yōu)化實(shí)施

2.1 擴(kuò)容能力的確定

型鋼區(qū)即將建設(shè)的項(xiàng)目需求軟化水量近300 t/ h，一期先建成300 t/h的生產(chǎn)能力，考慮到萊鋼未來的長遠(yuǎn)發(fā)展，預(yù)留200 t/h的設(shè)備和自動(dòng)化儀表空間及管道接口。因此制定出“500 t/h軟水?dāng)U容改造技術(shù)優(yōu)化”的方案。

2.2 一鍵式溶鹽再生液配制的改進(jìn)

再生液的配制是再生過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，老工藝是干法儲(chǔ)鹽配制再生液，配制過程是：工業(yè)鹽以袋裝方式堆積在一起，然后掛在電動(dòng)葫蘆的掛鉤上，運(yùn)到壓力濾鹽器上方，再裝到濾鹽器內(nèi)，足量后蓋上壓蓋，用軟化水將濾鹽器內(nèi)的鹽邊溶解邊流入鹽液箱中，這就是再生液。

該操作存在的缺點(diǎn)是：淤操作全部為手動(dòng)操作，每天起吊裝鹽150袋，勞動(dòng)強(qiáng)度極大。于在濾鹽器內(nèi)溶鹽時(shí)，濾速小時(shí)耗用時(shí)間較長，濾速大時(shí)泥沙會(huì)一同進(jìn)入鹽液箱內(nèi)，然后一并進(jìn)入交換器內(nèi)，沉積較多時(shí)造成樹脂結(jié)塊，不但影響再生效果及產(chǎn)水質(zhì)量，而且反洗時(shí)壓力過大易損壞設(shè)備。盂干法儲(chǔ)鹽，夏季由于空氣濕度大，工業(yè)鹽易吸水溶化，不但造成流失浪費(fèi)，而且易腐蝕設(shè)備影響周圍環(huán)境。榆濾鹽器內(nèi)的鹽不能確定是否全部溶解，因此配制的鹽液濃度不均勻，影響交換器的再生效果。

新工藝是濕法儲(chǔ)鹽配制再生液，配制過程為：工業(yè)鹽由送貨方開袋倒入鹽池內(nèi)，向鹽池內(nèi)注入足量軟化水，鹽始終浸泡在水中，底部鹽液始終是飽合狀態(tài)，當(dāng)配制再生液時(shí)，用泵將底部鹽液打入過濾器，然后進(jìn)入鹽液箱，根據(jù)所需要的濃度，加入一定量的軟化水配成再生液。

該操作方法的優(yōu)點(diǎn)是：淤操作能夠?qū)崿F(xiàn)全部自動(dòng)控制，當(dāng)點(diǎn)擊電腦中的“再生液配制”按鈕后，泵起動(dòng)將鹽液打入鹽液箱，根據(jù)所點(diǎn)擊的不同濃度（濃度分8%和10%兩種）由液位控制輸入量，輸入完后，鹽液箱自動(dòng)打開閥門注水到規(guī)定刻度，鹽池自動(dòng)注水到規(guī)定刻度，鹽過濾器根據(jù)規(guī)定的周期自動(dòng)反洗。該操作實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制，因此稱一鍵式溶鹽再生液配制。于工業(yè)鹽一直浸泡于水中，始終達(dá)到飽合狀態(tài)（濃度26%），可以精確地配制不同濃度的再生液。盂工業(yè)鹽在池內(nèi)溶解后，鹽池底部有過濾層，泥沙有充足的時(shí)間沉積，因此泥沙不易帶入再生液中。榆濕法儲(chǔ)鹽，不存在吸水溶化流失和影響環(huán)境現(xiàn)象。

濕法儲(chǔ)鹽系統(tǒng)原理見圖1。

半地下式鹽池頂部輔設(shè)玻璃鋼隔柵，池深2 m，池底由一套魚刺狀管架的鹽液疏導(dǎo)裝置，出口連接外面鹽液泵，管架上部是石英砂墊層，半地下式鹽池便于卸鹽。

再生自動(dòng)溶鹽改造。改干法儲(chǔ)鹽為濕法儲(chǔ)鹽模式，極大程度降低溶鹽操作勞動(dòng)強(qiáng)度。

一健式溶鹽再生系統(tǒng)工藝流程見圖2。

圖1 濕法儲(chǔ)鹽系統(tǒng)原理示意圖

圖2 一鍵式溶鹽再生系統(tǒng)工藝流程圖

2.3 增加在線時(shí)時(shí)監(jiān)測儀表，減少人工化驗(yàn)頻次

軟水生產(chǎn)過程的重要監(jiān)測參數(shù)是交換器出水硬度，工業(yè)水的濁度，增加了先進(jìn)的在線監(jiān)測硬度儀、濁度儀，對(duì)水質(zhì)實(shí)施全時(shí)監(jiān)控，當(dāng)交換器出水硬度超標(biāo)時(shí)，及時(shí)切換備用設(shè)備；當(dāng)濁度變化較大時(shí)，及時(shí)調(diào)整過濾器的反洗時(shí)間。

2.4 增加過濾設(shè)備

原系統(tǒng)沒有前置過濾工藝，水中的大量懸浮物短時(shí)間內(nèi)易造成設(shè)備淤堵，嚴(yán)重影響設(shè)備周期產(chǎn)水量。增加前置過濾器。引進(jìn)使用全自動(dòng)砂濾過濾器，根據(jù)運(yùn)行時(shí)間參數(shù)或者進(jìn)出水壓差參數(shù)再設(shè)定自動(dòng)反洗程序。

2.5 軟化水系統(tǒng)的運(yùn)行操作實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制

該系統(tǒng)的運(yùn)行操作包括：交換器失效、切換、反洗、排水、進(jìn)再生液、置換、正洗、備用。該系統(tǒng)配套氣動(dòng)閥和自動(dòng)化控制系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制：當(dāng)交換器監(jiān)測到硬度超標(biāo)后，自動(dòng)切換到備用設(shè)備。失效的交換器進(jìn)入反洗狀態(tài)，當(dāng)遇到從底部進(jìn)行反洗周期時(shí)，需手動(dòng)控制閥門開度，調(diào)整反洗水量。反洗完后，按照設(shè)定程序自動(dòng)進(jìn)行排水、進(jìn)再生液、置換、正洗、備用等操作。

2.6 外供泵組實(shí)現(xiàn)變頻控制，提升系統(tǒng)保供能力

外供泵組兩套：3臺(tái)55 kW煉鋼專線泵組、4臺(tái)37 kW混合線用泵組，混合線用戶近20個(gè)，煉鋼和軋線等多數(shù)軟水用戶按照生產(chǎn)工藝用水為間斷用水，如出鋼時(shí)用水量高達(dá)200 t/h，不出鋼則用水為0 t/h,其他用戶用水情況類似，所以瞬時(shí)用水量變化幅度較大。在外供泵組中增加了變頻裝置，當(dāng)外供量變大時(shí)，及時(shí)起動(dòng)備用泵，當(dāng)外供量小時(shí)，及時(shí)調(diào)節(jié)泵的運(yùn)行頻率，既起到了穩(wěn)定供水的作用，又達(dá)到了節(jié)能降耗的效果。

3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 一鍵式溶鹽再生液配制工藝

鹽液濃度分為8%（鈉離子交換器進(jìn)行小反洗時(shí)）和10%（鈉離子交換器進(jìn)行大反洗時(shí)）兩種，根據(jù)配比的濃度，點(diǎn)擊配比按鈕，經(jīng)自控程序根據(jù)鹽液當(dāng)前的濃度計(jì)算出飽和鹽水和軟水的用量，并自動(dòng)開始執(zhí)行程序。

3.2 離子交換器操作的全自動(dòng)控制

在全自動(dòng)狀態(tài)下，程序根據(jù)監(jiān)測儀表自動(dòng)判斷離子交換器是否失效。如果離子交換器失效，則備用離子交換器自動(dòng)投入運(yùn)行，同時(shí)失效的鈉離子交換器自動(dòng)退出并進(jìn)入反洗程序進(jìn)行反洗再生，再生完成以后自動(dòng)進(jìn)入備用狀態(tài)，以備下次投入。依次循環(huán)。

3.3 干法儲(chǔ)鹽配制再生液向濕法儲(chǔ)鹽配制再生液的改進(jìn)

優(yōu)化了再生液的配制程序，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了損失，提高了離子交換器的再生效果。

4 實(shí)施效果

500 t/h軟水生產(chǎn)線一期300 t/h工程完成后，經(jīng)過四年來的運(yùn)行，證明系統(tǒng)運(yùn)行基本穩(wěn)定?；緦?shí)現(xiàn)軟水生產(chǎn)全自動(dòng)，極大地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到了以下預(yù)期目的：

4.1 過濾器自動(dòng)反洗、鈉離子交換器失效切換及再生、重要水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)控、濕法儲(chǔ)鹽再生液的配制代替干法儲(chǔ)鹽再生液的配制等操作基本實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)操作。勞動(dòng)強(qiáng)度幾乎由100%降至0。操作人員由原來的21人降至13人。

4.2 新工藝由于過濾器的投運(yùn)和儲(chǔ)鹽再生液配制過程的改進(jìn)，鈉離子交換器不但產(chǎn)水質(zhì)量有了提高，產(chǎn)水量由原來的每周期1100 t增加到2400 t；大反洗頻次由原來的2周期一次變?yōu)?周期一次；交換器內(nèi)部的中排裝置由原來的一年一次更換運(yùn)行四年來一直未進(jìn)行過更換，運(yùn)行狀態(tài)良好。

4.3 由于儲(chǔ)鹽再生液配制過程的改進(jìn)和在線監(jiān)測儀表的投運(yùn)，軟化水的質(zhì)量有了較大程度的提高，軟化水的硬度由原來的0.025 mmol/L降至0.013 mmol/L，軟化水的合格率由97%提高到100%。

4.4 由于變頻器的投運(yùn)和吊鹽裝置的去除，軟化水的電耗由原來的0.64 kWh/t降為0.53 kWh/t。

4.5 濕法儲(chǔ)鹽和再生液濃度的準(zhǔn)確配制，減少吸水流失、散落損失和配比損失，經(jīng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)每年可降低鹽損失60 t。

Capacity Expanding Transformation and Technical Optim ization of the Soft W ater Production System

WANG Chunqin,LIU Xunfeng
（TheEnergy&PowerPlantofLaiwuSteelofShandongIronandSteelGroup,Laiwu,Shandong271104,China)

The original soft water system of Laiwu Steel had the shortcomings of needing heavy manual labour to dissolve salts,no front filters and no online chemical detectors,etc. So a technical upgrading was carried out,which achieved technical optimization effects such as one-key salt dissolution and automatic control of exchanger operation.

salt dissolution;automation;technical optimization

TQ085

B

1006-6764（2014）02-0052-03

2013-08-27

王春芹（1980-），女，2005年畢業(yè)于山東濰坊學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事設(shè)備技術(shù)管理工作。