常 虹

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司一鋼軋廠，河北 宣化075100）

宣鋼公司轉(zhuǎn)爐供水系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

常 虹

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司一鋼軋廠，河北 宣化075100）

本文介紹了河鋼集團(tuán)宣鋼公司百噸轉(zhuǎn)爐爐區(qū)涼水塔風(fēng)機(jī)由電力驅(qū)動改為由循環(huán)水回水驅(qū)動的改造背景及過程，并分析了其改造后節(jié)能效益及社會效益。

涼水塔；水輪機(jī)；循環(huán)水

中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)正處于結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級的時(shí)期，面臨著日益嚴(yán)峻的資源和環(huán)境壓力，必須走資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展道路。在最大程度上節(jié)水、節(jié)電、回收和利用轉(zhuǎn)爐煤氣對于煉鋼節(jié)能降耗，減輕環(huán)境污染意義重大。

1 項(xiàng)目提出背景

河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司百噸轉(zhuǎn)爐爐區(qū)現(xiàn)已具有年產(chǎn)鋼400萬噸生產(chǎn)能力，其供水系統(tǒng)的優(yōu)劣對設(shè)備及工藝系統(tǒng)影響巨大，百噸爐區(qū)兩座110噸轉(zhuǎn)爐已投產(chǎn)10余年，120噸轉(zhuǎn)爐已投產(chǎn)5年，隨著主體設(shè)備的擴(kuò)容改造，及原來的落后設(shè)計(jì)，百噸爐區(qū)3座轉(zhuǎn)爐水循環(huán)系統(tǒng)存在諸多缺陷。給鑄坯質(zhì)量帶來不穩(wěn)定，除塵效果不佳，設(shè)備冷卻不到位影響設(shè)備使用壽命等諸多弊病，而且新水用量居高不下。因此，迅速對百噸爐區(qū)水系統(tǒng)優(yōu)化是解決問題的關(guān)鍵所在。

2 水系統(tǒng)冷卻水塔現(xiàn)狀及存在問題

宣鋼公司110噸爐區(qū)循環(huán)泵站和120噸爐區(qū)循環(huán)泵站，循環(huán)冷卻水涼水塔，原設(shè)計(jì)涼水塔頂部風(fēng)機(jī)的傳動是由電力拖動，在塔頂配置電動機(jī)，主要運(yùn)用電動機(jī)來驅(qū)動風(fēng)筒楓葉的轉(zhuǎn)動。耗電量比較大，不具備節(jié)能條件。其中110噸泵站凈環(huán)水涼水塔頂部風(fēng)機(jī)功率18.5KW,共2臺。軟環(huán)水涼水塔頂部風(fēng)機(jī)功率30KW,共4臺。連鑄濁環(huán)水涼水塔頂部風(fēng)機(jī)功率30KW,共2臺。120噸泵站凈環(huán)水涼水塔頂部風(fēng)機(jī)功率22KW共2臺，120噸泵站二冷水涼水塔30KW1臺。運(yùn)行模式為24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,消耗電能較大。

120泵站的15臺涼水塔塔底為玻璃鋼材質(zhì)，冬季結(jié)冰墜落后極易將塔底砸漏，由于玻璃鋼材質(zhì)不易修補(bǔ)，造成漏水。塔底節(jié)水盤擋堰低且小，冷卻水飛濺外溢現(xiàn)象嚴(yán)重。

3 水系統(tǒng)冷卻水塔優(yōu)化技術(shù)改造方案

為節(jié)約電能，宣鋼公司對涼水塔進(jìn)行了水輪機(jī)改造，以水輪機(jī)來替換電動機(jī)。水輪機(jī)的動力源來自循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的重力勢能和循環(huán)水泵的富余揚(yáng)程。以水輪機(jī)驅(qū)動可以保證工業(yè)冷卻塔正常的工作參數(shù)，水輪機(jī)的輸出軸與風(fēng)機(jī)相連驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，而不依靠電能，從而有效的節(jié)約了電能。如圖1所示為水動風(fēng)機(jī)冷卻塔的結(jié)構(gòu)圖，水輪機(jī)的位置在布水系統(tǒng)的上部，水流經(jīng)水輪機(jī)以后的出水到布水的位差即可獲得0.5-1m的水頭。

改造需要把水輪機(jī)安裝在原減速箱基礎(chǔ)上，安裝風(fēng)機(jī)接通進(jìn)水管和水輪進(jìn)口，接通布水器和水輪出口即可。圖2為冷卻塔專用水輪機(jī)。

從2010年3月開始陸續(xù)對110噸爐區(qū)凈環(huán)水涼水塔2#，軟環(huán)水2#，濁環(huán)水1#和2#，120噸泵站凈環(huán)水2#共5臺涼水塔進(jìn)行了水輪機(jī)改造，節(jié)約了電能及備件費(fèi)用。拆除原來的風(fēng)扇驅(qū)動電機(jī)和減速機(jī)，改為水輪機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇葉旋轉(zhuǎn)，達(dá)到節(jié)約電能消耗的目的。改造后，將涼水塔頂部風(fēng)機(jī)驅(qū)動由電力拖動改為水力驅(qū)動，利用上塔水出口損失的動壓驅(qū)動水輪機(jī)帶動風(fēng)扇。為了保持生產(chǎn)的連續(xù)性，取消原來的電機(jī)、聯(lián)軸器及減速機(jī)等設(shè)備，從而節(jié)約了大量備件費(fèi)。設(shè)備簡單化，從而降低了維修工的勞動強(qiáng)度。并加裝上水閥門，調(diào)節(jié)上水閥門達(dá)到調(diào)節(jié)水輪機(jī)輸出功率，從而調(diào)節(jié)風(fēng)扇葉旋轉(zhuǎn)速度，達(dá)到調(diào)節(jié)水溫的目的。

圖1 水動風(fēng)機(jī)冷卻塔結(jié)構(gòu)

同時(shí)，對120噸泵站的15臺涼水塔塔底進(jìn)行改造，由原來的玻璃鋼底改為6mm鋼板，鋼板上下面做玻璃鋼防腐，擋堰加高200mm，外延200mm，有效地解決了塔底漏水問題。

4 運(yùn)行效果

改造后運(yùn)行效果良好，滿足煉鋼及連鑄水溫要求。

自11年4月份5臺涼水塔改造完畢后，涼水塔風(fēng)扇電機(jī)停運(yùn)，大量節(jié)約了電能，該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。并且水輪機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨涼水量變化而變化，水量大轉(zhuǎn)速高，滿足了循環(huán)水降溫要求。經(jīng)過11年夏季高溫天氣，該廠所屬水系統(tǒng)水溫控制良好，滿足了生產(chǎn)需要。

5 實(shí)施后效果分析

通過對5臺涼水塔實(shí)施水輪機(jī)改造，節(jié)約了大量備件費(fèi)用和電費(fèi)，延長了水塔使用壽命，減少了對涼水塔的零修費(fèi)用。

1）設(shè)備簡單化，從而降低了維修工的勞動強(qiáng)度。

2）取消原來的電機(jī)、聯(lián)軸器及減速機(jī)等設(shè)備，從而節(jié)約了大量備件費(fèi)。

3）節(jié)省了大筆電費(fèi)

6 節(jié)能效益及社會效益

改造的5臺涼水塔電機(jī)功率和實(shí)際運(yùn)行功率分別為：一臺凈環(huán)水18.5KW實(shí)際功率15KW，一臺軟環(huán)水30KW實(shí)際功率25KW，兩臺濁環(huán)水30KW實(shí)際25KW，一臺120泵站凈環(huán)水22KW實(shí)際18KW，一臺120噸泵站二冷水30KW實(shí)際功率25KW。合計(jì)節(jié)約總功率為15+25+25+25+18+25=133KW

年節(jié)約電費(fèi)：133*24*365*0.52=60.58萬元

設(shè)備投資：100萬元。

設(shè)備使用壽命15年，備件和材料費(fèi)用年節(jié)約20萬元。（主要為電機(jī)、減速機(jī)備件費(fèi)）

年效益：60.58+20-100/15=73.91萬元

通過對百噸爐區(qū)水系統(tǒng)優(yōu)化改造達(dá)到了指標(biāo)優(yōu)化、工藝順暢、節(jié)能降耗的目的。

水輪機(jī)代替電力拖動在冶金行業(yè)涼水塔上的應(yīng)用，以及玻璃鋼涼水塔塔底采用鋼板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。為煉鋼工藝節(jié)約電耗提供了新的有效措施，為公司更好的發(fā)展提供了能源保證。

圖2 水輪機(jī)結(jié)構(gòu)

同時(shí)自動化程度的提高大大可以減小崗位勞動強(qiáng)度，為公司減員增效提供有利措施。

［1］曲彩云，白剛.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004．

［2］王世輝，薛文陸.涼水塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的節(jié)能改造【J】.氯堿工業(yè)，2010.