常 虹

（河北钢铁集团宣钢公司一钢轧厂，河北 宣化075100）

宣钢公司转炉供水系统优化实现节能降耗

常 虹

（河北钢铁集团宣钢公司一钢轧厂，河北 宣化075100）

本文介绍了河钢集团宣钢公司百吨转炉炉区凉水塔风机由电力驱动改为由循环水回水驱动的改造背景及过程，并分析了其改造后节能效益及社会效益。

凉水塔；水轮机；循环水

中国钢铁产业正处于结构调整和优化升级的时期，面临着日益严峻的资源和环境压力，必须走资源节约型、环境友好型的可持续发展道路。在最大程度上节水、节电、回收和利用转炉煤气对于炼钢节能降耗，减轻环境污染意义重大。

1 项目提出背景

河北钢铁集团宣钢公司百吨转炉炉区现已具有年产钢400万吨生产能力，其供水系统的优劣对设备及工艺系统影响巨大，百吨炉区两座110吨转炉已投产10余年，120吨转炉已投产5年，随着主体设备的扩容改造，及原来的落后设计，百吨炉区3座转炉水循环系统存在诸多缺陷。给铸坯质量带来不稳定，除尘效果不佳，设备冷却不到位影响设备使用寿命等诸多弊病，而且新水用量居高不下。因此，迅速对百吨炉区水系统优化是解决问题的关键所在。

2 水系统冷却水塔现状及存在问题

宣钢公司110吨炉区循环泵站和120吨炉区循环泵站，循环冷却水凉水塔，原设计凉水塔顶部风机的传动是由电力拖动，在塔顶配置电动机，主要运用电动机来驱动风筒枫叶的转动。耗电量比较大，不具备节能条件。其中110吨泵站净环水凉水塔顶部风机功率18.5KW,共2台。软环水凉水塔顶部风机功率30KW,共4台。连铸浊环水凉水塔顶部风机功率30KW,共2台。120吨泵站净环水凉水塔顶部风机功率22KW共2台，120吨泵站二冷水凉水塔30KW1台。运行模式为24小时连续运行,消耗电能较大。

120泵站的15台凉水塔塔底为玻璃钢材质，冬季结冰坠落后极易将塔底砸漏，由于玻璃钢材质不易修补，造成漏水。塔底节水盘挡堰低且小，冷却水飞溅外溢现象严重。

3 水系统冷却水塔优化技术改造方案

为节约电能，宣钢公司对凉水塔进行了水轮机改造，以水轮机来替换电动机。水轮机的动力源来自循环冷却水系统的重力势能和循环水泵的富余扬程。以水轮机驱动可以保证工业冷却塔正常的工作参数，水轮机的输出轴与风机相连驱动其转动，而不依靠电能，从而有效的节约了电能。如图1所示为水动风机冷却塔的结构图，水轮机的位置在布水系统的上部，水流经水轮机以后的出水到布水的位差即可获得0.5-1m的水头。

改造需要把水轮机安装在原减速箱基础上，安装风机接通进水管和水轮进口，接通布水器和水轮出口即可。图2为冷却塔专用水轮机。

从2010年3月开始陆续对110吨炉区净环水凉水塔2#，软环水2#，浊环水1#和2#，120吨泵站净环水2#共5台凉水塔进行了水轮机改造，节约了电能及备件费用。拆除原来的风扇驱动电机和减速机，改为水轮机驱动风扇叶旋转，达到节约电能消耗的目的。改造后，将凉水塔顶部风机驱动由电力拖动改为水力驱动，利用上塔水出口损失的动压驱动水轮机带动风扇。为了保持生产的连续性，取消原来的电机、联轴器及减速机等设备，从而节约了大量备件费。设备简单化，从而降低了维修工的劳动强度。并加装上水阀门，调节上水阀门达到调节水轮机输出功率，从而调节风扇叶旋转速度，达到调节水温的目的。

图1 水动风机冷却塔结构

同时，对120吨泵站的15台凉水塔塔底进行改造，由原来的玻璃钢底改为6mm钢板，钢板上下面做玻璃钢防腐，挡堰加高200mm，外延200mm，有效地解决了塔底漏水问题。

4 运行效果

改造后运行效果良好，满足炼钢及连铸水温要求。

自11年4月份5台凉水塔改造完毕后，凉水塔风扇电机停运，大量节约了电能，该设备运行稳定。并且水轮机风扇转速随凉水量变化而变化，水量大转速高，满足了循环水降温要求。经过11年夏季高温天气，该厂所属水系统水温控制良好，满足了生产需要。

5 实施后效果分析

通过对5台凉水塔实施水轮机改造，节约了大量备件费用和电费，延长了水塔使用寿命，减少了对凉水塔的零修费用。

1）设备简单化，从而降低了维修工的劳动强度。

2）取消原来的电机、联轴器及减速机等设备，从而节约了大量备件费。

3）节省了大笔电费

6 节能效益及社会效益

改造的5台凉水塔电机功率和实际运行功率分别为：一台净环水18.5KW实际功率15KW，一台软环水30KW实际功率25KW，两台浊环水30KW实际25KW，一台120泵站净环水22KW实际18KW，一台120吨泵站二冷水30KW实际功率25KW。合计节约总功率为15+25+25+25+18+25=133KW

年节约电费：133*24*365*0.52=60.58万元

设备投资：100万元。

设备使用寿命15年，备件和材料费用年节约20万元。（主要为电机、减速机备件费）

年效益：60.58+20-100/15=73.91万元

通过对百吨炉区水系统优化改造达到了指标优化、工艺顺畅、节能降耗的目的。

水轮机代替电力拖动在冶金行业凉水塔上的应用，以及玻璃钢凉水塔塔底采用钢板结构的应用。为炼钢工艺节约电耗提供了新的有效措施，为公司更好的发展提供了能源保证。

图2 水轮机结构

同时自动化程度的提高大大可以减小岗位劳动强度，为公司减员增效提供有利措施。

［1］曲彩云，白刚.机械设计手册［M］.北京：机械工业出版社， 2004．

［2］王世辉，薛文陆.凉水塔风机驱动系统的节能改造【J】.氯碱工业，2010.