李和平

(湖南华菱涟源钢铁有限公司生产管理部, 湖南娄底417009)

【摘要】高炉软水密闭冷却系统腐蚀控制不当会产生严重的腐蚀问题，在改进水质化学品方案,实施了改进补水质量和增加旁滤等措施后，密闭冷却系统水质总铁稳定在0.2～0.7mg/L，保证了高炉冷却系统水质的稳定运行，满足了生产要求。

【关键词】高炉;软水密闭冷却;腐蚀

1 前言

软水密闭冷却循环系统能够使换热设备寿命长，而且节约水资源,降低能耗,达到循环经济的目的，高炉软水密闭冷却循环系统是行业推广的给排水系统之一。影响软水密闭冷却循环系统运行效果的因素主要有:水质及其稳定、水温差、热负荷和循环水泵的选择等。根据相关资料介绍，采用软水密闭冷却方式连续运行10 年左右，冷却壁水管的损坏率一般小于1%。采用软水密闭冷却循环系统彻底解决了用水结垢问题，但腐蚀控制不当会产生严重的腐蚀问题。

华菱涟钢8^# 高炉2013 年3 月底投产，软水密闭冷却系统在投入生产前由某公司实施了整个清洗预膜过程。软水密闭冷却系统补充水为钠离子软化水，投入运行后，系统水质呈锈黄色且混浊，闭路循环水总铁含量高达5～7 mg/L，严重超过了国家设计规范中要求。针对系统现状，水站运行人员加强了与高炉的沟通协调，对投产期间影响系统水质进行置换，同时，水处理药剂总包单位提高和稳定了药剂浓度，总铁含量逐步下降到1～3.5 mg/L，但仍不能达到国家标准，投产时,没有安装在线碳钢、铜挂片架，实际在线腐蚀速率控制不到位。2014 年3 月开始，我们在水质化学品方案、投加稳定性、控制范围方面进行改进，安装在线腐蚀速率监测挂片架和旁滤过滤器，控制补水水质等综合改进措施，总铁含量快速明显下降，目前总铁稳定在0.2～0.7 mg/L，碳钢挂片腐蚀速率＜0.01 mm/a。

2 软水密闭冷却系统概况

2.1 软水水质（一级钠离子交换软化器出水）

pH:7~9;

硬度：≤0.03 mmol/L;

Cl^-:≤50 mg/L;

SO₄^2-:≤50 mg/L;

Fe: ≤0.1 mg/L;

油：无;

电导率：500 μS/cm。

2.2 软水密闭冷却系统

软水密闭冷却系统各部位水量、水温、水压见表1（设计补水量5m³/h）

2.3 软水密闭冷却系统工艺流程

水冷系统包括：炉本体冷却壁、炉底及直吹管软水密闭循环系统（简称A 系统）；风口小套、中套及热风炉阀门软水密闭循环系统（简称B 系统），工艺流程见图1。

2.4 软水密闭冷却系统投产初期

其典型水质见表2（抽取2013 年5 月数据）。

3 系统分析

3.1 系统腐蚀控制不当

项目建设投产时, 软水密闭冷却系统没有安装在线碳钢、铜挂片架，腐蚀速率控制不到位，总铁含量大大超过国家设计规范要求。

3.2 软水密闭冷却系统开车前清洗预膜影响

软水密闭冷却系统在高炉投产前进行清洗预膜，清洗置换时采用净水冲洗，冲洗后期由于置换软水水量不足，清洗产物不能充分置换干净，开炉时浊度、总铁、硬度高。

3.3 补充水质量影响

软水密闭冷却系统补充水为钠离子软化水，补水管为碳钢衬胶，但其中有一段约200 m 补水碳钢管道内未衬胶，同时，软水补水箱钢混结构不合理，软水箱内部没有设置沉井，内部清理等困难，软水箱内表面裸露大量钢筋头存在腐蚀。

进软水箱前水质：浊度=156 NTU，总Fe=10.21mg/L，过滤后总Fe=2.79 mg/L；

软水箱水质：浊度=50 NTU，总Fe=1.5 mg/L。

密闭冷却系统约每2～3 天需补水一次，每次约8 m³，运行一段时间后，补水系统中腐蚀产物通过间隔补水不断进入闭路系统中。

3.4 系统化学品方案控制不当

密闭冷却系统化学品方案pH 值控制为pH=8.5～10,运行实际pH＞10。

系统腐蚀控制方案为JC-622B 缓蚀剂，主要成份含钼酸盐、亚硝酸盐、铜缓蚀剂、pH 调节剂等。系统开炉初期，水系统的清洗效果受各因素影响，系统冷却壁存在腐蚀，铜缓蚀剂的质量浓度控制没有考虑此影响因素，系统不能迅速得到钝化。

4 改进措施与效果

4.1 定期置换因间隔补水水质问题影响的密闭冷却系统水质

补水管道更换前，定期置换因间隔补水带入的腐蚀产物，每次置换前，首先开启补水管上的排污阀，调节排水量10 m³/h 以上，排放约40 min，等出水水质正常后再并入系统对系统水质进行置换。

未衬胶的补水管道，严重影响补水质量，后续在条件许可时必须更换为衬胶管道。

4.2 化学品方案改进

2014 年3 月，对化学品方案进行局部改进，控制密闭系统冷却水pH 值，pH=8.5～10。

增加冷却水中铜缓蚀剂有效含量达到7～10mg/L，以使系统迅速得到钝化。

调整JC-622B 药剂投加量，期望控制检测的有效含量范围在350～500 mg/L。

4.3 安装腐蚀监测挂片架，掌握系统腐蚀速率

碳钢挂片腐蚀速率＜0.01 mm/a。

4.4 安装在线旁流过滤器

2015 年10 月，在密闭冷却系统中安装在线旁流过滤器，选择合适的旁滤水量和过滤精度，在线清除系统中原存留的腐蚀产物见表3。

4.5 软水密闭冷却系统改进后

软水密闭冷却系统改进后典型水质见表4 （随意抽取2016 年11 月随班分析数据）。

变频器系统推广应用的价值。

国产化高纯冷却液性能达到原厂进口耗材水平，制备、灌装、储存、加注补液等几个方面均优于原厂进口，具备在武钢其它水冷型高压大功率变频器系统推广应用的价值。

整个耗材国产化替代及操控优化改进改善实践，技术性能方面，达到或超过原厂水平；经济上，成本下降30%左右；采购周期由3 个月降到1 周，实现零库存；现场操控管理维护方面，武汉本地供应商提供随叫随到、周到完善的现场技术服务，现场工作量大幅度降低、稳定性可靠性更高；产生了较大的效益，以及国产化替代示范价值。

[参考文献]

[1]张广泰,张潆月,赵盛国,张辉亮,张科乾.LSF-Z 型密闭式纯水冷却系统的研制与应用[J].电工电气.2012No.8.

[2]贾媛媛,何琳,牛进龙,刘光利.变频器水冷系统纯水技术工业化应用[J].电气传动.2013 年第43 卷，第8 期.

[3]朱海涛.大功率IEGT 变频器中的纯水冷系统[J].有色金属加工.2010 年第39 卷第4 期.