冶金工業(yè)給排水設(shè)計(jì)

桑志剛

摘要：給排水設(shè)施設(shè)計(jì)的合理性、操作性、適應(yīng)性和可靠性，不僅是環(huán)境保護(hù)和水污染防治的基本要求，也是冶金企業(yè)維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提。本文根據(jù)冶金工業(yè)給排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中水量規(guī)范、冶金企業(yè)循環(huán)給水系統(tǒng)的特點(diǎn)等提出了冶金工業(yè)給排水具體設(shè)計(jì)的措施，為合理設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：冶金工業(yè);給排水系統(tǒng);排水設(shè)計(jì);措施問(wèn)題

前 ?言

給排水設(shè)施設(shè)計(jì)的合理性、操作性、適應(yīng)性和可靠性是冶金企業(yè)維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提，也是環(huán)境保護(hù)和水污染防治的基本要求;同時(shí)對(duì)水處理設(shè)施和主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，使鋼廠循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)更趨合理可行。近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，冶金行業(yè)發(fā)展迅速，但冶金工業(yè)水的消耗量很大，因此，給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于冶金工業(yè)的建設(shè)至關(guān)重要，它不僅直接影響冶金企業(yè)的用水效果，而且還與經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保密切相關(guān)。

一、關(guān)于水量規(guī)范

我國(guó)的環(huán)境保護(hù)法和水污染防治法，對(duì)水資源的保護(hù)和水污染的控制提出了更加嚴(yán)格的要求?！段鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-96）和《鋼鐵工業(yè)水污染物排放體準(zhǔn)》（GB 13456-2012）中，對(duì)水排放量及污染物總量進(jìn)行限制。因而，對(duì)冶金廠的給排水設(shè)計(jì)和管理提出了更高的要求。為此，在擬定給排水系統(tǒng)和水量平衡時(shí)，就應(yīng)以充分利用循環(huán)水（回水）和減少排放為主導(dǎo)思想。

二、冶金企業(yè)循環(huán)給水系統(tǒng)的特點(diǎn)

循環(huán)供水系統(tǒng)在各類工業(yè)生產(chǎn)中早已普遍應(yīng)用，不過(guò)大多為供水量大、用水點(diǎn)少的情況，個(gè)別甚至采用一泵一機(jī)的供水形式，系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，而冶金生產(chǎn)企業(yè)循環(huán)供水系統(tǒng)通常單臺(tái)設(shè)備的用水量小，用水點(diǎn)多，安全供水要求高，若考慮不周，將造成設(shè)備損壞事故，因此對(duì)供水壓力要求嚴(yán)格。有的設(shè)計(jì)者由于對(duì)冶金工藝和設(shè)備性能的特點(diǎn)了解不深，供水管設(shè)計(jì)的水壓降過(guò)大，致后面的設(shè)備水壓不足，甚至形成負(fù)壓、無(wú)水可供的情況，造成設(shè)備損壞。

三、循環(huán)水系統(tǒng)的分類和設(shè)置

1.濁循環(huán)水處理系統(tǒng)

濁循環(huán)水系統(tǒng)常用于冶金行業(yè)的煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等單元的煤氣清洗、沖渣、火焰切割、噴霧冷卻、淬火冷卻、精煉除塵等。有時(shí)因受到場(chǎng)地限制，但為了方便管理、節(jié)約用地，將高線濁環(huán)水、連鑄二冷水和設(shè)備冷卻水的處理，設(shè)置合建在一起或采用水質(zhì)分開(kāi)處理獨(dú)立運(yùn)行方式，高線濁環(huán)水和連鑄排出的濁水含油、氧化鐵皮和其他懸浮物，采用化學(xué)除油器處理，并投加絮凝能力強(qiáng)、除效率高的高分子絮凝劑，經(jīng)混合反應(yīng)后與原水中雜質(zhì)、油滴相互碰撞接觸吸附，使水中油類、氧化鐵皮和懸浮物通過(guò)凝聚、沉淀分離出來(lái)，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

2.凈化系統(tǒng)

首先，加熱爐水循環(huán)系統(tǒng)，采用加熱爐水余壓直接上冷卻塔冷卻，設(shè)置相應(yīng)的泵組，以降低運(yùn)行費(fèi)用，為了滿足安全運(yùn)行的要求，設(shè)置加熱爐事故水塔;其次，設(shè)備水循環(huán)系統(tǒng)：設(shè)備用水的特點(diǎn)是用水點(diǎn)多且分散，軟水系統(tǒng)的用戶主要是連鑄結(jié)晶器，軟水通過(guò)結(jié)晶器后溫升，冷卻設(shè)施采用密閉式的濕式空冷器，通風(fēng)為引風(fēng)式，管束安裝為水平管箱式，對(duì)管束進(jìn)行表面噴淋冷卻的冷卻水水源為生活水。凈水和軟水在運(yùn)行過(guò)程中向水體中投加殺生劑、阻垢劑和緩蝕劑，以保證運(yùn)行水質(zhì)的穩(wěn)定。

3.污泥處理系統(tǒng)

將濁環(huán)水系統(tǒng)、除塵水系統(tǒng)及過(guò)濾設(shè)施、反沖洗排水的污泥集中處理。則需建1座污泥處理間，分別設(shè)置，1）加藥設(shè)施，主要是向化學(xué)除油器、濃縮機(jī)投加絮凝劑，以及向濁環(huán)水投加殺生劑。2）污泥處理，設(shè)有3臺(tái)板框壓濾機(jī)，分別壓濾高線和連鑄濁水的污泥，出液形式為明流，交替進(jìn)料、壓榨、卸料。包括由帶濾機(jī)壓濾除塵含泥污水，由吊車裝車外運(yùn)。3）濃縮機(jī)，主要是利用位能可使?jié)饪s后的含泥污水直接進(jìn)入板框壓濾機(jī)以減少一級(jí)污泥提升。

四、具體設(shè)計(jì)措施

1.供、排水管道采用大阻力、同程式系統(tǒng)大阻力、同程式系統(tǒng)、在供熱、空調(diào)專業(yè)應(yīng)用較多，在給水處理構(gòu)筑物中也有應(yīng)用，如采暖、熱水供應(yīng)、集中空調(diào)和給水處理的大阻力快濾池項(xiàng)目等。這類工程均有出水點(diǎn)壓力要求嚴(yán)、用水點(diǎn)多、出水量少的特點(diǎn)。冶金生產(chǎn)企業(yè)循環(huán)供水系統(tǒng)的特點(diǎn)與此類似，適宜于此類技術(shù)移植采用。即將進(jìn)、出水水管的管徑偏大采用，理論上使進(jìn)、出水干管從起至終點(diǎn)的壓力損失趨近予零，阻力主要集中在沒(méi)備部分;管道配置中考慮先供水的設(shè)備先排水，后供水的設(shè)備后排水，盡量使水在管道中流經(jīng)的距離近似相等。這種配置方式能確保進(jìn)、出水管壓力基本平衡，供水水量?jī)H隨支管管徑大小而變化，可靠地避免了形成負(fù)壓、出現(xiàn)斷水的情況。

2.設(shè)備進(jìn)、出水連接管分別設(shè)置閥門、壓力表，由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的變化多樣及原料供應(yīng)等多方面的原因，工廠調(diào)整冶煉工藝流程和產(chǎn)品種類的事時(shí)有發(fā)生。在設(shè)備的進(jìn)、出水連接管上分別設(shè)置閥門和壓力表，可隨時(shí)根據(jù)變化了的工況，對(duì)供水狀況進(jìn)行適當(dāng)微調(diào)，并可實(shí)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，以累積經(jīng)驗(yàn)，滿足生產(chǎn)需要。

3.設(shè)置供水壓力略小于循環(huán)水泵的備用水源，由于我國(guó)電力供應(yīng)仍比較緊張，循環(huán)水泵一般不設(shè)雙電源和應(yīng)急電源，臨時(shí)斷電在所難免，故需設(shè)置供水壓力略小于循環(huán)水泵的常高壓備用水源。與此配套，還需在供水干管上設(shè)置閥門及逆止閥、壓力表和斷水報(bào)警裝置，排水干管上設(shè)應(yīng)急外排旁通管和閥門。采取了上述措施，正常工作時(shí)，由于循環(huán)泵工作壓力大于備用水源壓力，備用水源供水管關(guān)閉;停電時(shí)，斷水報(bào)警系統(tǒng)動(dòng)作，備用水源開(kāi)通，即可保證設(shè)備安全運(yùn)行。

4.安裝調(diào)速裝置

循環(huán)水系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著選冶金企業(yè)主要設(shè)備用水的供給，輸送水流量較大，電耗較高，如何減少循環(huán)水系統(tǒng)不必消耗的電力，是應(yīng)引以重視的一個(gè)問(wèn)題。特別當(dāng)選擇系列較多，而循環(huán)水泵工作臺(tái)數(shù)較少時(shí)，一旦系列變化循環(huán)水泵往往不是在高效率區(qū)間工作。為此，建議循環(huán)水泵配置調(diào)速裝置，根據(jù)生產(chǎn)系列的變化，調(diào)節(jié)環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，使送出流量滿足循環(huán)水量要求，并使水泵在高效區(qū)間工作，盡量避免采取調(diào)節(jié)閘閥消耗能量，同時(shí)不致因選擇系列的變化，而引起工作系列水量水壓的波動(dòng)。

五、主要設(shè)備構(gòu)筑物

除油沉淀池，是濁環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其特點(diǎn)是除油池與沉淀池合二為一。凈環(huán)系統(tǒng)的旁濾器，凈環(huán)系統(tǒng)采用開(kāi)放式循環(huán)冷卻水，不可避免會(huì)將空氣中的塵埃帶進(jìn)系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)微孔過(guò)濾技術(shù)已在國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)水處理中得到廣泛運(yùn)用，它最大的優(yōu)點(diǎn)是可直接安裝在壓力管道上，反沖洗時(shí)利用管道內(nèi)的水，實(shí)現(xiàn)無(wú)需外部動(dòng)力且管道內(nèi)的水不會(huì)斷流，操作簡(jiǎn)單。

六、關(guān)于循環(huán)水設(shè)施的平面布置

確定工業(yè)循環(huán)水處理站的形式，主要是確定循環(huán)水處理站是采用泵房還是露天泵場(chǎng)的形式。采用泵房，水處理設(shè)備設(shè)于室內(nèi)，便于今后日常運(yùn)行管理及設(shè)備的維護(hù)、檢修和保養(yǎng)。采用露天泵場(chǎng)，便于設(shè)備和管道的布置，并可節(jié)約土建的造價(jià)，一般工業(yè)循環(huán)水處理站總的土建造價(jià)約為整個(gè)站房的40%～50%，大型泵房可占土建總投資的30%～40%;但設(shè)備處于室外露天條件，日曬雨淋對(duì)設(shè)備本身不利，另外運(yùn)行管理及設(shè)備的維護(hù)、檢修和保養(yǎng)等工作條件較差。

七、結(jié)束語(yǔ)

給排水設(shè)施設(shè)計(jì)的合理性、操作性、適應(yīng)性和可靠性是冶金企業(yè)維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提，也是環(huán)境保護(hù)和水污染防治的基本要求;設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理的協(xié)調(diào)配合才是促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)不斷完善、不斷發(fā)展的有力保證。給排水設(shè)施設(shè)計(jì)的合理性、操作性、適應(yīng)性和可靠性是冶金企業(yè)維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提，也是環(huán)境保護(hù)和水污染防治的基本要求;所以，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮技術(shù)、工程投資等各方面的因素，通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，確定安全可靠的方案，選用質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉的給排水設(shè)備，為廠方提優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃麗，李宇瑩.鋼鐵廠循環(huán)水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究——結(jié)合某鋼鐵廠改造工程實(shí)例[J].科技資訊.2008（15）.

[2]陳瑜.冶金工業(yè)給排水設(shè)計(jì)措施問(wèn)題的探討[J].中國(guó)科技信息.2007（05）.