企業(yè)水平衡測試與節(jié)水分析

顧愛輝 周 榮 江寶鋒

企業(yè)水平衡測試與節(jié)水分析

顧愛輝 周 榮 江寶鋒

一、前言

我國是一個水資源緊缺、萬元產(chǎn)值耗水量偏高的國家，也是水資源受污染比較嚴(yán)重的國家。隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市工業(yè)用水量日趨增大，水質(zhì)污染和用水浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，使得有限的水資源供需矛盾尤為突出。就工業(yè)企業(yè)而言，水不僅是生產(chǎn)過程中必備的主要輔助原料，也是最為價廉、采用面最為廣泛的冷卻源，同時也是生產(chǎn)中保障安全及正常生產(chǎn)必不可少的物質(zhì)之一。工業(yè)企業(yè)用水量占整個社會用水量的比重較大，存在的節(jié)水潛力巨大。只有通過開展以節(jié)水為目的的水平衡測試，才能發(fā)現(xiàn)企業(yè)在用水、管水、節(jié)水方面存在的問題，以采取必要措施來加強(qiáng)用水管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水。

二、企業(yè)水平衡測試

（一）水平衡測試概念及水平衡測試依據(jù)

所謂水平衡就是指用水經(jīng)科學(xué)測試而明確在供入、使用、消耗、排泄等各個環(huán)節(jié)中的具體量值，并以此驗(yàn)證水在供入、使用、排放中所建立起來的平衡關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)和研究各個用水環(huán)節(jié)中存在的問題，并有針對性地制定整改方案，提出合理化用水方式，以挖掘節(jié)水潛力，提高水的利用效率，達(dá)到節(jié)約用水的目的。

水平衡測試的依據(jù)為：《企業(yè)水平衡測試通則》（GB/T12452－2008）、《節(jié)水型企業(yè)評價導(dǎo)則》（GB/T7119-2006）、《工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品取水定額編制通則》（GB/T18820-2002）、《用能單位能源計量器具配備和管理通則》（GB/T17167-2006）等。

（二）水平衡測試的目的及內(nèi)容

水平衡測試的目的是通過測試、平衡，加強(qiáng)企業(yè)用水管理，提高水的利用效率，以有限的水量創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)價值，使企業(yè)用水更合理，水的利用效率更高，創(chuàng)造出更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

水平衡測試的內(nèi)容：Ⅰ.摸清供排水管網(wǎng)，完善供排水管網(wǎng)圖；Ⅱ.確立不同的用水體系；Ⅲ.確定測試周期；Ⅳ.搜集相關(guān)參數(shù)及用水相關(guān)資料；Ⅴ.各種水量的測試；Ⅵ.測試數(shù)據(jù)的匯總整理；Ⅶ.綜合平衡；Ⅷ.合理化用水分析及整改方案。

（三）水平衡測試的方法

企業(yè)水平衡原則上通過測試計算與數(shù)理統(tǒng)計計算相結(jié)合的方法進(jìn)行綜合分析。企業(yè)水平衡的具體方法由于行業(yè)不同、工藝路線不同、生產(chǎn)設(shè)備不同略有差別，但歸納起來大致以直接冷卻水、間接冷卻水、工藝用水、生活用水與補(bǔ)充水、重復(fù)利用水為線索，按生產(chǎn)用水系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)用水系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)等用水單元為層面進(jìn)行平衡，測試涉及面廣，技術(shù)含量高，知識涵蓋門類較多，是一個多層面、多視點(diǎn)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)綜合平衡。

（四）水平衡測試數(shù)學(xué)模型

水量平衡基本圖示見圖1。

水量平衡方程式如下:

水量輸出表達(dá)式：

水量輸入輸出平衡方程式：

式中：

Vt——系統(tǒng)中總用水量；

Vcy——系統(tǒng)中循環(huán)用水量；

Vf——系統(tǒng)中新水量；

Vs——系統(tǒng)中串聯(lián)用水量；

Vco——系統(tǒng)中耗水量；

Vd——系統(tǒng)中排水量；

Vl——系統(tǒng)中溢漏水量

三、企業(yè)水平衡測試的應(yīng)用

本文以三菱麗陽高分子材料（南通）有限公司（以下簡稱三菱麗陽）為實(shí)例，來剖析企業(yè)水平衡測試與節(jié)水分析的具體步驟。

（一）企業(yè)簡介

三菱麗陽是亞洲最大的綜合丙烯酸樹脂制造企業(yè)日本三菱麗陽株式會社的下屬企業(yè)。公司生產(chǎn)銷售亞克力粒子（產(chǎn)能40000t/年）、亞克力板材（產(chǎn)能20000t/年）、丙烯酸涂料樹脂（產(chǎn)能4200t/年）。

（二）企業(yè)水平衡測試結(jié)果

通過對企業(yè)水平衡測試數(shù)據(jù)的整理、計算和合理性分析，企業(yè)用水現(xiàn)狀如下：

企業(yè)日均總用水量為56241.85m3/d，總?cè)∷?43.01m3/d。其中，取用新鮮自來水源577.20m3/d，外購蒸汽65.81t/d；總的回收循環(huán)重復(fù)利用水量 55598.84 m3/d；冷卻水循環(huán)量31699.45m3/d，冷卻水循環(huán)率99.49%；工藝水回用量23899.39m3/d，工藝水回用率98.42%；總的回收循環(huán)重復(fù)利用率98.86%；企業(yè)日均排放水量499.23m3/d，排放率為77.64%；日均消耗水量143.78m3/d，消耗水量占總?cè)∷康?2.36%。

在企業(yè)總?cè)∮玫?6241.85m3/d水中：間接冷卻水日均取用31785.93m3/d，占總?cè)∮盟康?6.52%；生產(chǎn)工藝用水日均取用24380.01m3/d，占總?cè)∮盟康?3.35%；生活用水日均取用14.86m3/d，占總?cè)∮盟康?.03%；其他用水日均取用57.69m3/d，占總?cè)∮盟康?.10%。

（三）存在的問題及節(jié)水建議

通過水平衡的測試和對測試結(jié)果的評價分析發(fā)現(xiàn)企業(yè)還有一定的節(jié)能、節(jié)水潛力，在此提出如下節(jié)水建議：

1.關(guān)于東片廠區(qū)循環(huán)水系統(tǒng)方面的建議該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)單從供用水方面有關(guān)數(shù)據(jù)分析均符合要求，而且還處于較好的水平，但和西片區(qū)域的循環(huán)冷卻水比較發(fā)現(xiàn)存在明顯差異。東片廠區(qū)的循環(huán)水系統(tǒng)主要是受供水管網(wǎng)牽制，存在瓶頸現(xiàn)象，造成兩臺配置75kW電機(jī)的上水泵出水量僅在400m3/h左右，幾乎還不足一臺配置75kW上水泵的出水量。

建議：將循環(huán)供水系統(tǒng)的上水泵進(jìn)出口管接管方式按工藝要求進(jìn)行擴(kuò)管處理，增加水的流量。改造完后兩臺上水泵僅需開一臺就能滿足生產(chǎn)中的冷卻循環(huán)用水量。另外還可采用變頻調(diào)速技術(shù)來控制調(diào)節(jié)水壓和水量，使電動機(jī)始終伴隨著生產(chǎn)車間用水工況的變化而自行進(jìn)行調(diào)節(jié)，使供用水系統(tǒng)一直處于恒壓、穩(wěn)定、平衡的運(yùn)行狀態(tài)。

2.關(guān)于蒸汽管網(wǎng)方面的建議

供汽管網(wǎng)的供汽能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于取用的汽量而導(dǎo)致管網(wǎng)中的蒸汽產(chǎn)生了凝結(jié)水源而排掉。由于所排的凝結(jié)水設(shè)施均在一級總表的后面，對企業(yè)來講，無形之中增加了蒸汽的費(fèi)用支出。

建議：在兩個廠區(qū)蒸汽總管分方向輸送處進(jìn)行串接，串接處停用的汽管管段不拆除，可加裝閥門或加法蘭盲板等予以隔絕，一旦企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)大，用汽量增加還可再恢復(fù)使用。并加裝一只蒸汽二級計量表計（渦街流量計），使兩個廠區(qū)的用汽情況分別進(jìn)行計量和核算。

3.關(guān)于蒸汽凝結(jié)水回用方面的建議

在測試現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有部分設(shè)備使用蒸汽后產(chǎn)出的凝結(jié)水未進(jìn)行回收和利用。

建議：排放的蒸汽冷凝水應(yīng)考慮回收后成為降溫降壓器的噴淋用水，既回用水源，又可多產(chǎn)出蒸汽能量，同時可少用或不用軟水，其中也存在取用自來水制作軟水的成本效益。

四、結(jié)語

企業(yè)水平衡測試是節(jié)約用水的基礎(chǔ)和有效措施，能為城市或地區(qū)掌握大量的基礎(chǔ)用水資料，能改變當(dāng)前各地區(qū)用水基數(shù)不清、重點(diǎn)不明、發(fā)展方向模糊的狀況。能夠使各級政府和主管部門制訂出更合理更科學(xué)的節(jié)水規(guī)劃、用水預(yù)測及用水定額等，并制訂出符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的用水規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等，使用水沿著科學(xué)的高效用水方向發(fā)展

江蘇省水文水資源勘測局南通分局 226006 長江委長江口水文水資源勘測局 200000）

（專欄編輯：張 帆）