鋼鐵高爐冷卻壁清洗工程

2019-02-17 18:29:12

一、概述

     鋼鐵有三座高爐,生產經營中占據極為重要的地位。高爐長期連續高強

度的生產,經過相關數據分析,發現高爐冷卻強度有一定程度的下降,特別是爐缸、風口等多塊冷卻壁、冷卻板出水溫度升高,出水量減少,說明冷卻管內壁上已結有較多的污垢,這在一定程度上影響了高爐正常生產。

馬鞍山黑馬清洗公司曾與馬鋼、蕪湖新興鑄管、長江鋼鐵公司、圣戈班管道等企業經過刻苦攻關,采用復合清洗劑專利技術對高爐冷卻壁、冷卻板進行過化學清洗。清洗后冷卻壁冷卻水流量增加了10%以上,掛片腐蝕率小于2 g/m2.h,清洗工作效果得到了各業主單位一致好評。

為此,為了延長高爐的生產壽命,提高冷卻壁的冷卻效果,鋼鐵煉鐵分廠決定委托黑馬清洗公司組織實施高爐冷卻壁的在線化學清洗,并對爐底水冷管(DN65)進行高壓水射流清洗,以徹底清除污垢以確保高爐正常高效的運行。

二、清洗對象及結垢分析

清洗對象:高爐冷卻壁及冷卻壁進出水管道(DN25)內壁污垢  

爐底水冷管(DN65)內壁污垢    

材質為碳鋼。

污垢分析

  1)污垢成分 我們針對割取下的有代表性的冷卻壁樣管進行了垢樣分析,結果見表1。

  1     鋼鐵高爐冷卻壁管內壁污垢分析 

監測項目 氧化鐵 五氧化二磷 二氧化硅 氧化鈣 氧化鎂 三氧化硫 IL 數據(% 32.31 5.68 12.54 3.68 2.14 2.0 42.63

  1結果可以看出,有機物含量很高,其次為鐵的銹化物,再次為硅、磷的含量,而鈣鎂及硫的含量相對較低。

2)垢厚:0.5-2mm。

3)污垢分布:沿圓周方向分布均勻。

4)污垢來源分析

    鋼鐵高爐冷卻水的補給水未經過加藥軟化處理,從高爐冷卻水循環流程及運行工況條件看,其污垢來源可分為:

1 軟泥層。包括補充水的固體懸浮物及雜質,如泥、沙土等;冷卻

水循環中依靠冷卻塔蒸發與散熱降溫,導致空氣中的懸浮顆粒進入;水中的菌藻類在供熱面上形成微生物膜,它可與成垢物質、懸浮物形成生物粘泥。含磷和氮等元素的阻垢劑、分散劑、緩蝕劑等有富營養作用,往往加重微生物粘泥的污塞。

2 硬垢層(水垢層)。通常由冷卻水溶解的鹽析出而形成。如碳酸鈣、磷

酸鈣、硅酸鈣、氫氧化鎂等。

3 腐蝕污垢。電化學腐蝕及微生物腐蝕而形成鐵銹,主要為鐵氧化物、

硫化物、水合物等。

  同時,我們對污垢進行了測定,垢厚為0.51.5mm,其中軟泥層及硬垢層為1.01.2mm,垢下腐蝕層為0.30.5mm。

(5) 結垢的危害

 

高爐冷卻壁一旦產生污垢,就會對安全生產、生產經營、設備管理等造成相當的危害。這表現在:

  結垢影響高爐冷卻壁的傳熱,降低了冷卻效率,造成熱面的傳熱情況顯著變壞。這是因為污垢的導熱系數隨其成分、密度等有所不同,但一般僅為碳鋼的1%。污垢的熱阻往往成為不可忽視的、影響頗大的因素,例如1mm厚的水垢的熱阻相當于40mm厚的鋼板的熱阻。

  結垢減少冷卻水管的通流面積,增加了管線流動阻力,降低了流速,嚴重時更會發生堵塞,嚴重影響冷卻壁的壽命。

  結垢可引起金屬傳熱面超溫蠕脹而失效,致使設備基體材質在強度上有時承受不了內壓和外壓而發生破損和損傷,從而縮短了冷卻壁的使用壽命。

  結垢可誘發腐蝕,結垢可使水冷管產生不均勻充氣電池或閉塞電池而腐蝕,而且水中溶有的O2CO2會對設備的受熱面產生腐蝕,特別在循環水系統中,冷卻水中的微生物如鐵細菌、硫細菌、硫酸鹽還原細菌等也會對冷卻壁的管壁造成嚴重腐蝕。

  結垢成為安全生產的隱患,增加了設備更新和維修費用。由于結垢造成冷卻設備換熱效果下降致使冷卻壁時有燒壞事故,嚴重影響了高爐安全生產,成為重大設備隱患。高爐冷卻壁的更新和維護處理,增加了生產成本和設備費用。

  清洗的目的正是為了避免以上種種危害。因此從清洗的作用來看,它不應在結垢引起危害之后才進行,而應作為設備日常管理,確保高爐安全、經濟、可靠運行的一種重要手段。

三、施工準備和組織

1、清洗設備及原、輔材料的準備

  1 移動式中型清洗泵站兩套(一用一備),清洗槽2只,分配器、管附件

及耐酸堿膠皮管若干,并提前運抵現場;

  2 化學清洗主劑、緩蝕劑、封閉劑、促進劑、分散劑、還原劑、活性劑等

提前一天運抵現場,在甲方指定現場擺放整齊;

3 高壓水射流清洗機一臺及運輸車一輛;

4 高壓水射流清洗機附件:噴頭、高壓溢流清洗槍、手持鋼槍、柔性軟槍、腳踏閥、高壓膠管、消防水管、膠皮水管等齊全,可靠;

5 安全帶、煤氣監測儀、安全警示牌和安全防護繩齊備,吊籃可靠、妥當,爬梯、照明等相關安全和防護設施完善;

  6)工器具齊全,分析儀器、安全衛生醫療用品、勞保用品齊全妥當;

2、系統準備

1 清洗前,甲乙雙方共同對高爐冷卻壁進出水管進行詳細檢查,熟悉現場;

2 做好待清洗對象與不清洗管線、設備、儀表的隔離,確定臨時排污通道;

3 根據清洗工藝要求,進行分配器、快閥、短接及相關附件的制作和組裝,

確保符合要求。并考慮化學清洗時的高點排氣,低點排污裝置;

4 根據現場實際情況,綜合考慮,確定作業場所。

3、甲方義務

1 提供清洗對象的資料和參數;

2 動力電源     380v/220v;

3 水源      流量 30-80m3/h;

 

4 排污通道的確認;

5 提前做好冷卻壁進出水管對應的掛牌標示;

6 在施工過程中要求甲方有兩位專職人員進行全程配合。

   4、組織

     為確保工程的順利進行,加強本次工程的組織和協調,鋼鐵煉鐵廠、馬鞍山黑馬清洗公司等技術人員及安全、管理人員組成現場領導小組,以便及時處理現場施工中出現的問題。

四、清洗工藝和過程控制

1 清洗工藝

1)本次高爐冷卻壁清洗采用如下工藝:水沖洗    運行清洗  水沖洗

2)我們采用臨時清洗系統進行強制循環,高效清除污垢后再投用。

3)清洗工藝流程簡述如下:a連接臨時清洗泵系統與分配器、冷卻壁進出水管的活接頭間的管道;b切換三通閥,關閉冷卻水,將活接頭與冷卻壁進出水管連接好,切換三通閥,進行流量測定,同時向清洗槽注水;c注滿水后,切換三

通閥,關閉冷卻水,啟動清洗泵,通過分配器      冷卻壁出水口    冷卻壁               冷卻壁進水口     分配器    返回清洗槽,完成水沖洗;d按照同樣流程進行水沖洗、運行清洗、水沖洗;e達到預定的清洗效果后停泵,然后進行下一組的清洗。高爐冷卻壁清洗工藝流程示意圖見圖1。

4)對爐底水冷管進行高壓水射流清洗,清洗工藝:清洗前準備相關法蘭閥門拆除高壓水射流清洗水冷管系統恢復

 2..采用復合清洗劑

   根據垢樣成分及冷卻壁清洗的實際工況條件,我們通過多次試驗,最后選定由運行清洗劑、高效緩蝕劑、滲透劑、還原劑、分散劑、活性劑、促進劑等按一定比例復配而成的復合清洗劑。實際清洗表明,這種清洗劑具有高效、安全特點,完全達到要求。

  

 

 

流量表  

 

  

      

  

       

 

  清洗槽

              清洗泵

 三通閥

 

     1      高爐冷卻壁清洗工藝流程示意圖

3.清洗過程及監控

  1)水沖洗

    按工藝流程連接好臨時循環清洗系統,啟動清洗泵,連續向系統內注水進行

 

水沖洗,并做好檢漏處理,水沖洗至進出口水濁度相近為止。

   檢測項目:濁度      1/5分鐘(目測)

  2)運行清洗

    配制好規定濃度由清洗主劑、分散劑、活性劑、促進劑、還原劑、高效緩蝕劑、封閉劑等組成的高效復合清洗劑,循環清洗15~35分鐘,速度0.2—0.8/秒,溫度控制在30~50左右。清洗開始,在清洗箱內掛好腐蝕試片,進行腐蝕率的監控。清洗過程中應適時排污,并補加清洗主劑和助劑。當監控終點濃度差達規定要求時,停止清洗。清洗過程中若溫度高于60,應及時置換出清洗劑,待清洗劑的濃度冷卻至30以下時,繼續進行清洗。

   檢測項目:濃度     1/20分鐘

溫度     1/10分鐘

  3)水沖洗

    運行洗結束后,采用水頂工藝進行沖洗,以除去殘留在系統內的殘余清洗液和污垢、泥沙等,沖洗至PH值為5—6,進出水濁度相近時,停止水沖洗。

   檢測項目:濁度      1/15分鐘(目測)

 pH      1/15分鐘

4)爐底水冷管高壓水射流清洗過程控制

a、高壓清洗車提前開進指定的施工區域,做好清洗前準備,拆除水冷管相應閥門法蘭等;

b、控制水冷管較小的冷卻水流量,水冷管管口端先用手持鋼槍進行沖洗,水冷管內壁采用柔性噴槍進行清洗作業,按序實施,并將污垢全部清理出,確保清洗質量符合要求;

c、操作時根據污垢情況選擇合適的操作壓力和流量,并按序組織水射流清洗;

d、清洗徹底后,按序進行水冷管的恢復,并清理好現場保持衛生整潔。

5)檢查驗收

清洗結束后,認真做好冷卻器系統的恢復,同時取出腐蝕試片,按規定方法處理后,計算腐蝕率,同時組織甲乙雙方相關人員檢查驗收,并做好清洗結果評價。

  6)資料歸檔整理

   工程結束后,乙方應做好工程總結,工程竣工結算及相關資料整理歸檔工作。

五、廢液處理排放

1、化學清洗廢液經中和處理后,達到《污水綜合排放標準》(GB8978—88)后,方允許排放。

2、處理后的廢液應就近納入當地的污水處理系統,集中處理,不允許直接排入天然水體中。

六、清洗質量標準

  1、化學清洗質量執行《工業設備化學清洗質量標準》(HG/T2387-92)。

  2、腐蝕率小于2 g/.h,除垢率大于95%。

  3、無二次浮銹和過洗現象。

七、安全措施及文明施工

1)施工管理和操作人員在進駐施工現場前,必須接受甲方安全管理部門的

 

安全教育。

2)進入施工現場的各工種施工人員必須按照本工種安全技術操作規程的規定執行,嚴禁違章指揮和違章作業。

3)進入現場必須穿戴好各種勞動保護用品,戴好安全帽。

4)施工現場所使用的各種機械設備和工器具,均應符合國家規定的安全標準,還必須做到班前檢查,班后維修保養。

5)施工全過程均應對電線、電纜認真檢查,不得有破損和漏電現象,動力機具要具備防護裝置。

6)現場施工人員不得竄入其他崗位以及非施工區域,尤其不得任意觸動甲方的機械、電氣、動力等設備以及開關、儀表、閥門等。

7)做好現場煤氣濃度和煙塵的監控工作,作業時注意風向和作業時間,在上風向作業。

8)施工所需的臨時電源,應事先向甲方有關部門申請,獲批準后方可在指定電源接頭處接用。

9)施工單位負責人和安全員,在施工前、施工中,應進行安全檢查。即時發現不安全行為和不安全狀態,消除事故隱患,落實整改措施。

10)施工現場做到規劃有序,經常保持整潔,施工用料、施工設備、器具應整齊地放置在指定地點,不得妨礙它人。

11)清洗人員應熟悉清洗的操作過程及藥劑的性能和致傷急救方法,現場備有急救箱避免發生誤操作。

12)清洗現場應有急救藥品,并有良好的通風和照明、通訊聯絡設施。

13)清洗前應進行安全交底和技術交底。

14)現場應掛有安全標志牌和劃分施工區域。  

 


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