李和平

(湖南華菱漣源鋼鐵有限公司生產管理部, 湖南婁底417009)

【摘要】高爐軟水密閉冷卻系統腐蝕控制不當會產生嚴重的腐蝕問題，在改進水質化學品方案,實施了改進補水質量和增加旁濾等措施后，密閉冷卻系統水質總鐵穩定在0.2～0.7mg/L，保證了高爐冷卻系統水質的穩定運行，滿足了生產要求。

【關鍵詞】高爐;軟水密閉冷卻;腐蝕

1 前言

軟水密閉冷卻循環系統能夠使換熱設備壽命長，而且節約水資源,降低能耗,達到循環經濟的目的，高爐軟水密閉冷卻循環系統是行業推廣的給排水系統之一。影響軟水密閉冷卻循環系統運行效果的因素主要有:水質及其穩定、水溫差、熱負荷和循環水泵的選擇等。根據相關資料介紹，采用軟水密閉冷卻方式連續運行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系統徹底解決了用水結垢問題，但腐蝕控制不當會產生嚴重的腐蝕問題。

華菱漣鋼8^# 高爐2013 年3 月底投產，軟水密閉冷卻系統在投入生產前由某公司實施了整個清洗預膜過程。軟水密閉冷卻系統補充水為鈉離子軟化水，投入運行后，系統水質呈銹黃色且混濁，閉路循環水總鐵含量高達5～7 mg/L，嚴重超過了國家設計規范中要求。針對系統現狀，水站運行人員加強了與高爐的溝通協調，對投產期間影響系統水質進行置換，同時，水處理藥劑總包單位提高和穩定了藥劑濃度，總鐵含量逐步下降到1～3.5 mg/L，但仍不能達到國家標準，投產時,沒有安裝在線碳鋼、銅掛片架，實際在線腐蝕速率控制不到位。2014 年3 月開始，我們在水質化學品方案、投加穩定性、控制范圍方面進行改進，安裝在線腐蝕速率監測掛片架和旁濾過濾器，控制補水水質等綜合改進措施，總鐵含量快速明顯下降，目前總鐵穩定在0.2～0.7 mg/L，碳鋼掛片腐蝕速率＜0.01 mm/a。

2 軟水密閉冷卻系統概況

2.1 軟水水質（一級鈉離子交換軟化器出水）

pH:7~9;

硬度：≤0.03 mmol/L;

Cl^-:≤50 mg/L;

SO₄^2-:≤50 mg/L;

Fe: ≤0.1 mg/L;

油：無;

電導率：500 μS/cm。

2.2 軟水密閉冷卻系統

軟水密閉冷卻系統各部位水量、水溫、水壓見表1（設計補水量5m³/h）

2.3 軟水密閉冷卻系統工藝流程

水冷系統包括：爐本體冷卻壁、爐底及直吹管軟水密閉循環系統（簡稱A 系統）；風口小套、中套及熱風爐閥門軟水密閉循環系統（簡稱B 系統），工藝流程見圖1。

2.4 軟水密閉冷卻系統投產初期

其典型水質見表2（抽取2013 年5 月數據）。

3 系統分析

3.1 系統腐蝕控制不當

項目建設投產時, 軟水密閉冷卻系統沒有安裝在線碳鋼、銅掛片架，腐蝕速率控制不到位，總鐵含量大大超過國家設計規范要求。

3.2 軟水密閉冷卻系統開車前清洗預膜影響

軟水密閉冷卻系統在高爐投產前進行清洗預膜，清洗置換時采用凈水沖洗，沖洗后期由于置換軟水水量不足，清洗產物不能充分置換干凈，開爐時濁度、總鐵、硬度高。

3.3 補充水質量影響

軟水密閉冷卻系統補充水為鈉離子軟化水，補水管為碳鋼襯膠，但其中有一段約200 m 補水碳鋼管道內未襯膠，同時，軟水補水箱鋼混結構不合理，軟水箱內部沒有設置沉井，內部清理等困難，軟水箱內表面裸露大量鋼筋頭存在腐蝕。

進軟水箱前水質：濁度=156 NTU，總Fe=10.21mg/L，過濾后總Fe=2.79 mg/L；

軟水箱水質：濁度=50 NTU，總Fe=1.5 mg/L。

密閉冷卻系統約每2～3 天需補水一次，每次約8 m³，運行一段時間后，補水系統中腐蝕產物通過間隔補水不斷進入閉路系統中。

3.4 系統化學品方案控制不當

密閉冷卻系統化學品方案pH 值控制為pH=8.5～10,運行實際pH＞10。

系統腐蝕控制方案為JC-622B 緩蝕劑，主要成份含鉬酸鹽、亞硝酸鹽、銅緩蝕劑、pH 調節劑等。系統開爐初期，水系統的清洗效果受各因素影響，系統冷卻壁存在腐蝕，銅緩蝕劑的質量濃度控制沒有考慮此影響因素，系統不能迅速得到鈍化。

4 改進措施與效果

4.1 定期置換因間隔補水水質問題影響的密閉冷卻系統水質

補水管道更換前，定期置換因間隔補水帶入的腐蝕產物，每次置換前，首先開啟補水管上的排污閥，調節排水量10 m³/h 以上，排放約40 min，等出水水質正常后再并入系統對系統水質進行置換。

未襯膠的補水管道，嚴重影響補水質量，后續在條件許可時必須更換為襯膠管道。

4.2 化學品方案改進

2014 年3 月，對化學品方案進行局部改進，控制密閉系統冷卻水pH 值，pH=8.5～10。

增加冷卻水中銅緩蝕劑有效含量達到7～10mg/L，以使系統迅速得到鈍化。

調整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 安裝腐蝕監測掛片架，掌握系統腐蝕速率

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，在線清除系統中原存留的腐蝕產物見表3。

4.5 軟水密閉冷卻系統改進后

軟水密閉冷卻系統改進后典型水質見表4 （隨意抽取2016 年11 月隨班分析數據）。

變頻器系統推廣應用的價值。

國產化高純冷卻液性能達到原廠進口耗材水平，制備、灌裝、儲存、加注補液等幾個方面均優于原廠進口，具備在武鋼其它水冷型高壓大功率變頻器系統推廣應用的價值。

整個耗材國產化替代及操控優化改進改善實踐，技術性能方面，達到或超過原廠水平；經濟上，成本下降30%左右；采購周期由3 個月降到1 周，實現零庫存；現場操控管理維護方面，武漢本地供應商提供隨叫隨到、周到完善的現場技術服務，現場工作量大幅度降低、穩定性可靠性更高；產生了較大的效益，以及國產化替代示范價值。

[參考文獻]

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