淺議鋼鐵企(qi)業(ye)水(shui)系統實現(xian)節能減(jian)排(pai)的(de)技術(shu)措(cuo)施

鋼鐵工業(ye)作為重點能耗(hao)行(xing)業(ye)之(zhi)壹，是節能減(jian)排(pai)的(de)重(zhong)點。節約(yue)工業(ye)新(xin)水用量(liang)，減(jian)少工業(ye)汙(wu)水的排放(fang)量(liang)，是鋼鐵企(qi)業(ye)水(shui)系統所(suo)追(zhui)求的目(mu)標(biao)。

節能減(jian)排(pai)不(bu)僅(jin)要註(zhu)重(zhong)對(dui)工業(ye)汙(wu)水的處理和回(hui)用，更(geng)重(zhong)要的(de)是(shi)要以合(he)理(li)的(de)用水方式在生產環節中(zhong)真(zhen)正實現(xian)壹(yi)水(shui)多用、串(chuan)接用水和節約(yue)用水(shui)，實現(xian)用(yong)水(shui)和(he)排(pai)水之間的平衡。因(yin)此(ci)，用水(shui)方式應是(shi)水系統節能減(jian)排(pai)研究(jiu)的重(zhong)點。本文對(dui)目(mu)前鋼鐵企(qi)業(ye)內(nei)部(bu)常(chang)規(gui)的(de)用(yong)水(shui)方式加以分析，提出了(le)壹(yi)些建議，可(ke)作為實際(ji)生產和工程(cheng)的參(can)考(kao)。

1 目(mu)前鋼鐵企(qi)業(ye)內(nei)部(bu)常(chang)規(gui)用(yong)水(shui)方式的分析及(ji)建議

用水(shui)方式包(bao)括確定(ding)用(yong)水(shui)水(shui)量(liang)、用水水(shui)質(zhi)、用(yong)水(shui)制(zhi)度(du)、水力平衡等(deng)。按(an)用(yong)水(shui)水質來分，鋼鐵企(qi)業(ye)內(nei)主(zhu)要有(you)工業(ye)新(xin)水、純(chun)水(shui)或(huo)軟化水(shui)、凈(jing)循環水(shui)、純(chun)水(shui)或(huo)軟化水(shui)循環水(shui)、濁(zhuo)循環水(shui)、回(hui)用水等(deng)幾種(zhong)水(shui)質。按用水(shui)制(zhi)度(du)可分為連續(xu)用(yong)水制(zhi)度(du)和間斷(duan)用(yong)水(shui)制(zhi)度(du)。現(xian)就以(yi)下幾個(ge)問(wen)題(ti)對(dui)目(mu)前鋼鐵企(qi)業(ye)內(nei)部(bu)常(chang)規(gui)用(yong)水(shui)方式加以分析和(he)探討(tao)。

1.1 工藝(yi)設備(bei)循環水(shui)用(yong)水的(de)水質要求是否過高的問(wen)題(ti)

1.1.1 情(qing)況(kuang)分析

在工程(cheng)設計階(jie)段，壹(yi)般由(you)冶金(jin)專(zhuan)業(ye)設(she)備(bei)供(gong)貨(huo)商提出的(de)設(she)備(bei)冷(leng)卻(que)水水(shui)質要求，常見的水(shui)質指標(biao)包(bao)括碳(tan)酸(suan)鹽硬度(du)(CaCO3)、pH、懸浮(fu)物(wu)、懸浮(fu)物(wu)中(zhong)大(da)粒(li)徑(jing)、總(zong)含(han)鹽量(liang)、硫酸(suan)鹽(SO42-計)、氯化(hua)物(wu)(Cl-計)、矽酸(suan)鹽(SiO2 計)、總鐵、油等(deng)。其(qi)中(zhong)，pH、懸浮(fu)物(wu)、懸浮(fu)物(wu)中(zhong)Z大粒(li)徑(jing)、總(zong)鐵、油等(deng)指標(biao)通過(guo)常(chang)規(gui)處理手段都(dou)較(jiao)易實現(xian)。然(ran)而(er)碳(tan)酸(suan)鹽硬度(du)(CaCO3)、總含(han)鹽量(liang)等(deng)壹(yi)些(xie)水(shui)質指標(biao)的要求過高(要求供水碳酸(suan)鹽硬度(du)、總含鹽量(liang)低)，造成循環水(shui)系(xi)統的(de)設計濃(nong)縮倍數較(jiao)低(di)，補(bu)水(shui)量(liang)大，噸鋼工業(ye)新(xin)水耗(hao)量(liang)也(ye)大(da)。

在實際(ji)生產過程(cheng)中(zhong)，循環水(shui)處理設施(shi)壹般由(you)能源部(bu)或(huo)動(dong)力廠(chang)管理，主工藝(yi)單元由(you)相關(guan)生產廠管理。能源部(bu)、動(dong)力廠(chang)與煉鐵、煉鋼、連鑄(zhu)、軋鋼等(deng)各(ge)主工藝(yi)單元之間經常(chang)因(yin)為水質(zhi)參(can)數(shu)的(de)問(wen)題(ti)發生矛(mao)盾(dun)。能源部(bu)、動(dong)力廠(chang)以(yi)設(she)備(bei)或(huo)配(pei)管的腐(fu)蝕和結垢(gou)程(cheng)度(du)來作為水質(zhi)穩(wen)定(ding)處理的依據(ju)，而(er)主工藝(yi)單元通常仍以設(she)備(bei)供(gong)貨(huo)方提出的(de)水(shui)質要求作為考(kao)核(he)指標(biao)。

1.1.2 建議

根據生產實際(ji)情(qing)況(kuang)，控制(zhi)碳(tan)酸(suan)鹽硬度(du)(CaCO3)、總含(han)鹽量(liang)等(deng)壹(yi)些(xie)水(shui)質指標(biao)的主(zhu)要目(mu)的是(shi)為(wei)了(le)保護設備(bei)，減(jian)緩腐(fu)蝕或(huo)結垢(gou)，延(yan)長設(she)備(bei)和(he)配管的使用(yong)壽命(ming)，而這些*可(ke)以通(tong)過(guo)投(tou)加(jia)水質(zhi)穩(wen)定(ding)藥(yao)劑實現(xian)。如(ru)果直(zhi)接提高設備(bei)用(yong)水的含鹽量(liang)指標(biao)，會造(zao)成水(shui)處理投資(zi)加大(da)，工業(ye)新(xin)水補水量(liang)上升(sheng)，不(bu)符合當前社(she)會(hui)節能減(jian)排(pai)的(de)趨(qu)勢。

因此(ci)，建議在(zai)確定(ding)工藝(yi)用水水(shui)質(zhi)要求時，應根據設(she)備(bei)和(he)配管的材(cai)質、循環水(shui)水(shui)質、用(yong)水制(zhi)度(du)，結合(he)投(tou)加水質穩(wen)定(ding)藥(yao)劑因素(su)，與專(zhuan)業(ye)藥(yao)劑水處理廠家共同確定(ding)優化水(shui)處理加藥(yao)方案(an)，以(yi)確保用戶(hu)的要求，對(dui)於(yu)壹些諸如(ru)含鹽量(liang)、硬度(du)等(deng)指標(biao)的量(liang)化參(can)照(zhao)值(zhi)進(jin)行(xing)調(tiao)整，放(fang)寬(kuan)具(ju)體(ti)的數(shu)值(zhi)要求，而增加壹(yi)些設(she)備(bei)包(bao)括中(zhong)間配管所(suo)能承(cheng)受(shou)的腐(fu)蝕和結垢(gou)的(de)允(yun)許(xu)值。

1.2以回(hui)用水作為濁(zhuo)循環水(shui)系(xi)統的(de)補充(chong)水

1.2.1 情(qing)況(kuang)分析

鋼鐵企(qi)業(ye)濁(zhuo)循環冷(leng)卻(que)水系(xi)統常用於(yu)煉鐵、煉鋼、連鑄(zhu)、熱軋等(deng)單(dan)元的煤氣清(qing)洗、火(huo)焰切割、噴(pen)霧冷卻(que)、精煉除塵(chen)等(deng)。濁(zhuo)循環冷(leng)卻(que)水系(xi)統回(hui)水經加(jia)藥(yao)、混凝(ning)、沈澱、過(guo)濾(lv)處理後(hou)冷卻(que)，不斷(duan)循環使(shi)用(yong)。冷卻(que)水通(tong)過沈澱池構(gou)築(zhu)物(wu)、冷(leng)卻(que)塔時不斷(duan)蒸(zheng)發，循環水(shui)中(zhong)的(de)鹽類(lei)不斷(duan)被(bei)濃(nong)縮，含鹽量(liang)不斷(duan)增(zeng)加(jia)。目(mu)前，以(yi)回(hui)用水作為濁(zhuo)循環水(shui)系(xi)統的(de)補充(chong)水是(shi)普遍(bian)的(de)串(chuan)接用水方式。

實際(ji)上，壹般的回(hui)用水是(shi)由(you)工業(ye)汙(wu)水經過常(chang)規(gui)水(shui)處理工藝(yi)(如(ru)混凝(ning)、沈澱、除油、過(guo)濾(lv)等(deng))處理後(hou)制(zhi)成的(de)，原(yuan)工業(ye)汙(wu)水中(zhong)的(de)懸浮(fu)物(wu)、雜(za)質(zhi)、油等(deng)均(jun)得(de)到(dao)了(le)有(you)效(xiao)的去(qu)除，但(dan)其(qi)含(han)鹽量(liang)並沒有(you)降低。因(yin)此(ci)，以回(hui)用水作為濁(zhuo)循環水(shui)系(xi)統的(de)補充(chong)水，雖(sui)然(ran)彌補了(le)濁(zhuo)循環水(shui)系(xi)統因(yin)蒸(zheng)發、風吹(chui)、排(pai)汙(wu)、漏(lou)損(sun)等(deng)過(guo)程(cheng)中(zhong)損(sun)失的水(shui)量(liang)，但是會(hui)造(zao)成濁(zhuo)循環水(shui)含(han)鹽量(liang)的不斷(duan)上(shang)升(sheng)，加(jia)快(kuai)管道和設(she)備(bei)的(de)結垢(gou)，同(tong)時也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)水(shui)質穩(wen)定(ding)藥(yao)劑的費(fei)用(yong)，因(yin)此(ci)，以回(hui)用水作為濁(zhuo)循環水(shui)系(xi)統補(bu)充(chong)水，並不能實現(xian)真(zhen)正的節能減(jian)排(pai)。

1.2.2 建議

按照(zhao)節水(shui)環保、工業(ye)用(yong)水串接使用的原(yuan)則，由(you)於(yu)工業(ye)凈(jing)循環水(shui)質(zhi)(主要是(shi)含(han)鹽量(liang)指標(biao))要優於(yu)濁(zhuo)循環水(shui)，因(yin)此(ci)應當優先以(yi)凈(jing)循環水(shui)強(qiang)制(zhi)排(pai)汙(wu)水(shui)作為濁(zhuo)循環水(shui)系(xi)統的(de)補充(chong)水；但(dan)當凈(jing)循環強(qiang)制(zhi)排(pai)汙(wu)水(shui)量(liang)不能滿足濁(zhuo)循環補(bu)充(chong)水量(liang)要求時，應當直接采(cai)用(yong)工業(ye)新(xin)水作為濁(zhuo)循環補(bu)充(chong)水。

1.3 管網系統(tong)水(shui)力(li)不平衡對(dui)用水(shui)方式的影響

1.3.1 情(qing)況(kuang)分析

鋼鐵企(qi)業(ye)是(shi)用水大戶(hu)，煉鐵、煉鋼、連鑄(zhu)、熱軋、制(zhi)氧(yang)等(deng)單(dan)元均有(you)工業(ye)循環冷(leng)卻(que)水系(xi)統。各(ge)循環冷(leng)卻(que)水系(xi)統不僅系統復雜、用戶(hu)多、水量(liang)大，而且用(yong)戶(hu)分散，用(yong)戶(hu)位置(zhi)的(de)高低和用水(shui)量(liang)的大小(xiao)也(ye)往(wang)往(wang)不(bu)同(tong)。在循環水(shui)系(xi)統調(tiao)試和(he)正式生產運行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)，同(tong)壹循環水(shui)系(xi)統內(nei)各(ge)用戶(hu)之間水量(liang)不平衡、水(shui)壓不(bu)匹配的現(xian)象(xiang)時有(you)發生。

發生上(shang)述(shu)問(wen)題(ti)的(de)原(yuan)因是，循環水(shui)系(xi)統內(nei)部(bu)水(shui)力(li)不平衡。水(shui)力不平衡通(tong)常分為四(si)種(zhong)情(qing)況(kuang)：①由(you)於(yu)設計不(bu)合理，將用水(shui)壓力(li)要求相差(cha)懸殊的(de)用戶(hu)設置在(zai)了(le)壹(yi)個循環水(shui)系(xi)統中(zhong)，人為的造成了(le)系(xi)統內(nei)部(bu)的(de)水(shui)力不平衡；②由(you)於(yu)管網水力(li)計(ji)算(suan)的不合(he)理，管徑(jing)選(xuan)取不(bu)當，使同(tong)壹(yi)循環水(shui)系(xi)統內(nei)的(de)不(bu)同(tong)用戶(hu)之間的水(shui)頭(tou)損(sun)失相差(cha)較(jiao)大(da)，導(dao)致(zhi)的(de)水力(li)不平衡；③工業(ye)循環水(shui)用(yong)戶(hu)本身(shen)的情(qing)況(kuang)可(ke)能是在變(bian)化(hua)的(de)，用水量(liang)的變化(hua)致(zhi)使(shi)管道性(xing)能曲線和工作點不斷(duan)變(bian)動(dong)，導(dao)致(zhi)循環水(shui)系(xi)統的(de)水泵的流量(liang)和揚程(cheng)隨之(zhi)變(bian)化，造成了(le)系(xi)統水力不(bu)平衡，這種(zhong)情(qing)況(kuang)對(dui)於(yu)密閉式循環冷(leng)卻(que)水系(xi)統的作用和影(ying)響尤為明(ming)顯；④同壹(yi)系(xi)統內(nei)的(de)各(ge)用戶(hu)本身(shen)的局限(xian)性(xing)所(suo)造成的(de)不(bu)平衡，如(ru)距離(li)水泵(beng)近(jin)或(huo)者(zhe)位置(zhi)較(jiao)低(di)的(de)用(yong)戶(hu)供水壓力(li)高、相對(dui)流量(liang)大，距離(li)水泵(beng)遠(yuan)或(huo)者(zhe)位置(zhi)較(jiao)高的用戶(hu)供水壓力(li)低相對(dui)流量(liang)小，而工藝(yi)設備(bei)用(yong)戶(hu)生產所(suo)需要的(de)水(shui)量(liang)、水壓是(shi)有(you)壹(yi)定(ding)要求的，造成了(le)這種(zhong)不(bu)平衡。

由(you)於(yu)管網系統(tong)的(de)水(shui)力不平衡，造(zao)成了(le)有(you)的(de)工藝(yi)設備(bei)用(yong)水點的用(yong)水(shui)量(liang)和供水(shui)壓力(li)要求始終偏小(xiao)得(de)不(bu)到滿(man)足(zu)，通(tong)常采(cai)取以(yi)下措施來應對(dui)：①局部(bu)用戶(hu)前增設(she)新的(de)加(jia)壓泵(beng)場提高水壓，如(ru)果直(zhi)接從管網抽水(shui)則要求是被抽水(shui)的循環水(shui)總(zong)管管徑(jing)足(zu)夠大(da)，不影響附(fu)近(jin)用戶(hu)的用水(shui)，如(ru)果是(shi)增設水池，勢必(bi)增(zeng)加額(e)外(wai)動(dong)能，同時也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)土(tu)建的投資(zi)；②在(zai)整(zheng)個循環水(shui)系(xi)統中(zhong)增(zeng)加總循環水(shui)量(liang)和水壓。

但上(shang)述(shu)用(yong)水(shui)方式都只是(shi)掩(yan)蓋(gai)水力不平衡並沒有(you)真(zhen)正解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)。有(you)的(de)工藝(yi)設備(bei)用(yong)水點剩(sheng)余水(shui)頭(tou)過多，在大(da)量(liang)泄水(shui)或(huo)處於(yu)超壓狀(zhuang)態(tai)，只(zhi)能在管網上增(zeng)設(she)減(jian)壓節流措(cuo)施。這些問(wen)題(ti)造(zao)成了(le)循環水(shui)系(xi)統內(nei)部(bu)的(de)混亂(luan)，影(ying)響生產、浪費(fei)水資(zi)源和(he)能源，並給日常(chang)的(de)維(wei)護工作帶(dai)來了(le)麻煩。

1.3.2 建議

（1）加強(qiang)管網水力(li)平衡設(she)計工作

水力(li)平衡設(she)計的任務就是(shi)：①要求通過合理(li)的系(xi)統劃分與歸並，使工程(cheng)內(nei)工業(ye)循環冷(leng)卻(que)水系(xi)統數量(liang)小化，以(yi)節約(yue)壹次(ci)性(xing)工程(cheng)造價和(he)投(tou)資；②通過(guo)較(jiao)為(wei)準(zhun)確的(de)水(shui)力計算(suan)，合理選(xuan)擇循環水(shui)管道的管徑(jing),避免(mian)循環水(shui)管網阻力過大(da)或(huo)過(guo)小(xiao)；③采(cai)取適當的水(shui)量(liang)、水壓調(tiao)節措(cuo)施，使(shi)同(tong)壹(yi)循環水(shui)系(xi)統中(zhong)的(de)不同的用(yong)戶(hu)盡量(liang)少受(shou)距離(li)水源遠(yuan)近(jin)或(huo)用(yong)戶(hu)位置(zhi)高低等(deng)外(wai)界(jie)因素的影響，系統(tong)內(nei)各(ge)用戶(hu)相互(hu)之(zhi)間的影(ying)響也(ye)小(xiao)化(hua)；④通(tong)過(guo)水源水(shui)泵的(de)合理(li)選(xuan)型，使供水水源盡可能的具(ju)備(bei)壹(yi)定(ding)的(de)調(tiao)節能力，符合生產的慣(guan)例。通(tong)過(guo)上(shang)述(shu)工作，使循環水(shui)系(xi)統內(nei)部(bu)各(ge)用戶(hu)用水量(liang)和供水(shui)水(shui)壓的(de)要求均能得(de)到(dao)滿足(zu)，且要符合節能、節水(shui)的要求。

（2）加強(qiang)管網的水(shui)力(li)平衡調(tiao)試工作

所(suo)謂(wei)管網水力(li)平衡調(tiao)試工作，就是(shi)在(zai)所(suo)有(you)的(de)循環水(shui)處理設施(shi)、循環水(shui)管路、管路上所(suo)有(you)的(de)閥(fa)門(men)配(pei)件等(deng)均(jun)已經(jing)安裝完(wan)畢(bi)、所(suo)有(you)用(yong)戶(hu)點的給(gei)回(hui)水管道均接通的前提下，運用(yong)各(ge)種(zhong)調(tiao)節措(cuo)施和(he)調(tiao)節手(shou)段，使(shi)循環水(shui)管路的實際(ji)工況點(包(bao)括流量(liang)、壓力(li))，按接近(jin)原設(she)計要求的狀態(tai)運行(xing)，使(shi)循環水(shui)系(xi)統內(nei)部(bu)各(ge)用戶(hu)用水量(liang)和供水(shui)水(shui)壓的(de)要求均能得(de)到(dao)滿足(zu)。

2關(guan)於(yu)節能減(jian)排(pai)的(de)壹(yi)些(xie)技術(shu)措(cuo)施的(de)建議

2.1關(guan)於(yu)反滲(shen)透濃(nong)鹽水(shui)的(de)應用(yong)

目(mu)前，對(dui)於(yu)壹級反滲(shen)透濃(nong)水可采(cai)取如(ru)下處理方法(fa)：①將濃(nong)水與其(qi)它(ta)水或(huo)廢(fei)水(shui)進行混合(he)後(hou)排放；②對(dui)反滲(shen)透濃(nong)水蒸(zheng)發幹燥，將水分回(hui)收利用(yong)，將固體(ti)渣排(pai)放(fang)收(shou)集；③將反滲(shen)透濃(nong)水回(hui)用沖(chong)洗(xi)多介(jie)質過(guo)濾器後(hou)排放；④增設專門的(de)廢(fei)水(shui)處理裝置(zhi)(如(ru)過濾(lv)裝置)對(dui)反滲(shen)透濃(nong)水進行處理等(deng)。

2.2關(guan)於(yu)回(hui)用水的(de)應用(yong)

回(hui)用水在(zai)鋼鐵企(qi)業(ye)中(zhong)常(chang)用的方式包(bao)括濁(zhuo)循環補(bu)充(chong)水、澆(jiao)灑(sa)沖(chong)洗(xi)地坪(ping)、沖(chong)渣(zha)等(deng)。在(zai)這種(zhong)情(qing)況(kuang)下，將回(hui)用水脫(tuo)鹽制(zhi)取生產用純(chun)水(shui)、軟化水(shui)是較(jiao)佳(jia)選(xuan)擇，將回(hui)用水脫(tuo)鹽制(zhi)取純(chun)水(shui)或(huo)軟化水(shui)，即(ji)可滿(man)足生產要求、降低新(xin)水(shui)的取用(yong)量(liang)，又可以(yi)有(you)效(xiao)的消耗(hao)掉回(hui)用水量(liang)，並將在反滲(shen)透脫(tuo)鹽過(guo)程(cheng)中(zhong)產生的(de)反滲(shen)透濃(nong)鹽水(shui)用(yong)與燒(shao)結、煉鐵、煉鋼等(deng)單(dan)元的渣處理。

3小結

鋼鐵企(qi)業(ye)水(shui)系統節能減(jian)排(pai)節省了(le)大(da)量(liang)珍貴(gui)地表(biao)水(shui)或(huo)地下水資源，降低生產成本，降低噸(dun)鋼新(xin)水(shui)耗(hao)量(liang)，同時又是鋼鐵企(qi)業(ye)在(zai)其發展過程(cheng)中(zhong)作為保護環境(jing)和(he)防(fang)治汙染(ran)不可(ke)推卸的(de)責任(ren)與義(yi)務。而(er)節能減(jian)排(pai)工作是壹項(xiang)復雜的系統(tong)工程(cheng)，需要在(zai)整(zheng)個工廠的(de)建(jian)設、生產過程(cheng)中(zhong)統(tong)籌(chou)考(kao)慮，需要進(jin)行(xing)詳細(xi)的理論分析和(he)實際(ji)檢驗。

英(ying)國GREENPRIMA公(gong)司(si)提供的(de)PROCON8000水(shui)質硬度(du)分析儀(yi)是壹(yi)款(kuan)結構(gou)緊(jin)湊、易於(yu)操作且準(zhun)確度(du)*的水質分析儀(yi)器，用於(yu)對(dui)水質(zhi)殘留(liu)硬度(du)的自動(dong)在線檢測及(ji)水軟化過(guo)程(cheng)的質量(liang)控制(zhi)。通(tong)過(guo)消光(guang)法(fa)提供準(zhun)確的(de)測(ce)量(liang)值讀數，多種(zhong)功能保證了(le)實時操作的可靠(kao)性(xing)；低(di)維護(hu)和(he)低試劑消耗(hao)，可(ke)長(chang)時間連續(xu)運行(xing)，特別適合用於(yu)循環冷(leng)卻(que)水、鍋(guo)爐用水等(deng)軟化水(shui)水質(zhi)硬度(du)的檢測和(he)控制(zhi)。