鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)管理模式優(yōu)化與實(shí)踐

安連志，周 航

（唐鋼國(guó)際工程技術(shù)股份有限公司，河北 063100）

0 引言

我國(guó)是水資源匱乏國(guó)家，同時(shí)又面臨著嚴(yán)重的水環(huán)境污染問題。鋼鐵冶煉是典型的高耗能、高耗水行業(yè)，由鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)決定，其在生產(chǎn)過程中需要補(bǔ)充和消耗大量的工業(yè)新水，同時(shí)還要產(chǎn)生大量不同類別的工業(yè)廢水。為了滿足國(guó)家日趨嚴(yán)格的節(jié)約用水和水環(huán)境治理要求，各企業(yè)都在不斷加強(qiáng)工業(yè)水系統(tǒng)運(yùn)行管理和節(jié)水技術(shù)措施的升級(jí)創(chuàng)新，提高企業(yè)水資源利用率、降低工業(yè)新水耗量、減少和消除工業(yè)廢水外排。

唐山某鋼鐵公司因水系統(tǒng)運(yùn)行、管理和工藝技術(shù)等原因，近年來(lái)噸鋼綜合新水消耗徘徊在4.0 噸左右，距離先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)水平有很大差距[1]。因此，亟需改進(jìn)公司水系統(tǒng)的運(yùn)行管理模式和創(chuàng)新升級(jí)水系統(tǒng)節(jié)水技術(shù)措施，降低噸鋼綜合新水耗量。本文結(jié)合該公司水資源使用現(xiàn)狀，對(duì)該公司工業(yè)水系統(tǒng)運(yùn)行管理和工藝技術(shù)等方面存在的問題進(jìn)行了剖析，并對(duì)節(jié)水改進(jìn)措施的實(shí)施效果進(jìn)行了總結(jié)。

1 公司水資源供應(yīng)和使用狀況

該公司生產(chǎn)、生活用水來(lái)自兩個(gè)公司提供的三種水源，主要水質(zhì)為疏干水、清水和中水。圖1 該公司水系統(tǒng)平衡圖。

圖1 公司水系統(tǒng)平衡圖

1.1 A 公司水供應(yīng)和使用狀況

A 公司向該企業(yè)提供疏干水和清水兩種水源。其中可持續(xù)向該企業(yè)供350～450 m3/h 左右疏干水，進(jìn)水懸浮物在10 mg/l 左右，總硬度在180 mg/l，氯根為15 mg/l 左右，水質(zhì)較好，不需處理可直接作為生產(chǎn)用水，目前作為熱電循環(huán)水補(bǔ)水及公司一期軟水站制取軟水用水；另外A 公司還供應(yīng)150 m3/h（最大能力）左右清水，作為廠區(qū)1580 熱軋生活水使用。

1.2 B 公司水供應(yīng)和使用狀況

B 公司向該企業(yè)提供中水。中水供應(yīng)能力為1200 m3/h 左右，其進(jìn)水懸浮物在80 mg/l 左右，總硬度為300～400 mg/l，此部分中水由該公司二期軟水站進(jìn)行處理。二期軟水站水處理設(shè)施由兩部分組成，包括1200 m3/h 的預(yù)處理系統(tǒng)和600 m3/h 的后處理系統(tǒng)。預(yù)處理系統(tǒng)主要水處理工藝為“高效澄清池+V 型濾池”，系統(tǒng)產(chǎn)水能力1200 m3/h，其中600 m3/h 由清水泵直接供至廠區(qū)生產(chǎn)水管網(wǎng)，余下600 m3/h 供給后處理系統(tǒng)制軟水使用。后處理系統(tǒng)主要水處理工藝為自清洗過濾設(shè)施+超濾設(shè)施+反滲透設(shè)施，原水處理能力600 m3/h，純凈水產(chǎn)出能力250 m3/h。

2 水系統(tǒng)存在問題

（1）水系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行整體管理水平不高。水系統(tǒng)各項(xiàng)管理制度不完善，配套的獎(jiǎng)懲管理制度不健全；設(shè)備維護(hù)檢修不到位，設(shè)施跑、冒、滴、漏現(xiàn)象較嚴(yán)重；節(jié)水減排的技術(shù)改造措施欠賬較多，影響了節(jié)水措施能力的發(fā)揮；階梯式補(bǔ)水方案不完善，還有許多挖掘空間。

（2）日前生產(chǎn)用水水源主要由B 公司供應(yīng)，不足部分由A 公司礦井疏干水補(bǔ)充。而B 公司中水供水量受季節(jié)影響波動(dòng)較大，另外因供水泵電源問題，時(shí)常發(fā)生停泵，這就造成了公司生產(chǎn)用水水源成分波動(dòng)較大，直接影響到了生產(chǎn)水的質(zhì)量穩(wěn)定。

（3）目前鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，用戶對(duì)產(chǎn)品性能及質(zhì)量要求越加苛刻。因水的質(zhì)量己經(jīng)成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，所以對(duì)水系統(tǒng)的質(zhì)量要求也日益嚴(yán)格。很多系統(tǒng)出現(xiàn)了因水質(zhì)原因造成的系統(tǒng)排水，增加了水系統(tǒng)補(bǔ)水消耗[2]。

因此，優(yōu)化水系統(tǒng)管理模式，提高水系統(tǒng)管控能力和水平；優(yōu)化系統(tǒng)補(bǔ)水方式，提高生產(chǎn)用水質(zhì)量和穩(wěn)定性；在保證水質(zhì)量的前提下，盡可能減少水資源的浪費(fèi)已成為鋼鐵企業(yè)重要關(guān)注的內(nèi)容。

3 降低噸鋼水耗的改進(jìn)措施

3.1 提高水系統(tǒng)精細(xì)化管理水平

3.1.1 加強(qiáng)水系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行管理

（1）嚴(yán)格調(diào)度協(xié)調(diào)，及時(shí)啟停泵，做到主機(jī)停輔機(jī)停。

（2）科學(xué)制定檢修計(jì)劃，避免提前啟泵造成水耗增加，檢修工作結(jié)束提前做好空載試車工作，避免供水后設(shè)備不能投入導(dǎo)致停泵放水。

（3）轉(zhuǎn)爐、連鑄濁環(huán)水系統(tǒng)水池保持低液位運(yùn)行，檢修時(shí)加強(qiáng)與生產(chǎn)單位聯(lián)系，減少因檢修停泵、回水不停造成水池溢流。

（4）制定設(shè)備運(yùn)行對(duì)水溫差的技術(shù)要求，按照進(jìn)出水溫差及時(shí)啟停冷卻塔風(fēng)機(jī)，減少水耗同時(shí)降低能耗。

（5）統(tǒng)一協(xié)調(diào)各系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)間，做到分時(shí)段、分用戶階段性補(bǔ)水，保證系統(tǒng)補(bǔ)水均衡、穩(wěn)定，不出現(xiàn)各用戶集中搶水現(xiàn)象。

（6）各水站要按照階梯式補(bǔ)水原則進(jìn)行補(bǔ)水，軟水系統(tǒng)排水補(bǔ)充到凈環(huán)系統(tǒng)，凈環(huán)系統(tǒng)水排水補(bǔ)充到濁環(huán)水系統(tǒng)，減少各系統(tǒng)補(bǔ)充生產(chǎn)新水用量[3]。

（7）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備點(diǎn)檢巡查，杜絕水系統(tǒng)設(shè)施跑、冒、滴、漏現(xiàn)象發(fā)生。

（8）細(xì)化水系統(tǒng)各項(xiàng)管理制度，制定明確的獎(jiǎng)懲管理制度，嚴(yán)格按照管理制度進(jìn)行獎(jiǎng)懲。

3.1.2 提高水系統(tǒng)循環(huán)水質(zhì)量

（1）由動(dòng)力車間和生產(chǎn)車間結(jié)合，以不結(jié)垢為前提，改善化藥配方，提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，減少補(bǔ)水、換水。

（2）根據(jù)水源情況調(diào)節(jié)各類水用量配比，減少使用硬度較高的水源，降低生產(chǎn)新水硬度，提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，降低水耗。

（3）定期清理板式換熱器、斜板及水池，做好過濾器的維護(hù)及清洗工作，減少因水質(zhì)不合格造成的補(bǔ)水、換水。

（4）加強(qiáng)對(duì)化藥廠家的管理力度，借助廠家的技術(shù)力量，提高對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)管理水平，出現(xiàn)問題要求廠家限時(shí)處理，杜絕為避免影響生產(chǎn)、質(zhì)量事故發(fā)生的補(bǔ)水、換水。

（5）定期與生產(chǎn)車間進(jìn)行溝通，對(duì)于可能出現(xiàn)的特殊情況(如生產(chǎn)線上漏油、水系統(tǒng)雜物較多等)及時(shí)掌握，并制定相應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案，保證水系統(tǒng)質(zhì)量穩(wěn)定。

（6）定期召開水質(zhì)攻關(guān)會(huì)議，將生產(chǎn)單位、化藥廠家及相關(guān)人員組織在一起，對(duì)水系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行集中解決，保證水系統(tǒng)真正達(dá)到“可控”水平。

3.1.3 加強(qiáng)水系統(tǒng)設(shè)備管理維護(hù)

（1）加強(qiáng)冷卻換熱設(shè)備管理維護(hù)。定期清理各種冷卻器換熱設(shè)備結(jié)垢；定期監(jiān)測(cè)量冷卻換熱設(shè)備兩側(cè)溫度，當(dāng)溫差超過8 ℃，即刻安排清理設(shè)備冷卻水側(cè)結(jié)垢。

（2）提高水泵檢修質(zhì)量，杜絕水泵機(jī)封、填料密封漏水；及時(shí)更換或壓緊填料，控制水泵密封滴水在規(guī)定范圍之內(nèi)；對(duì)水泵機(jī)封及填料密封的超標(biāo)滴水，回收至本站室或附近的濁環(huán)水系統(tǒng)中。

（3）公司各系統(tǒng)泵站加裝耐腐蝕、抗沖擊的自動(dòng)補(bǔ)水浮球閥，達(dá)到自動(dòng)補(bǔ)水自動(dòng)停水，避免水資源的溢流浪費(fèi)。

（4）對(duì)動(dòng)力區(qū)域部分冷卻塔進(jìn)行維護(hù)，減少夏季因冷卻效果不好更換新水降溫，造成新水浪費(fèi)。

（5）校正在線水表，安裝補(bǔ)全缺失、損壞儀表，達(dá)到計(jì)量準(zhǔn)確，監(jiān)控有效的目的。

3.2 實(shí)施一系列節(jié)水技術(shù)改造措施

（1）合理利用濃鹽水。改造濃鹽水管道，將濃鹽水引入高爐區(qū)域水沖渣池，可減少高爐水沖渣新水耗量2500 t/d。

（2）對(duì)熱電鍋爐凝結(jié)水進(jìn)行回收利用。將鍋爐凝結(jié)水作為軟水系統(tǒng)補(bǔ)水，改善水質(zhì)，減少因水質(zhì)不合格進(jìn)行的換水，可節(jié)約新水700 t/d。

（3）二期軟水站更新改造。二期軟水站投入至今運(yùn)行已超過10年，超濾、反滲透膜已經(jīng)達(dá)到使用周期，制水率明顯下降，產(chǎn)水硬度為20 mg/l 左右，不能滿足煉鋼汽化系統(tǒng)水質(zhì)要求。對(duì)其更換3 套超濾膜、2 套反滲透膜，更換完成后大幅提高了超濾、反滲透產(chǎn)水量及質(zhì)量，軟水制水率由現(xiàn)在45%左右提高至60%以上[4]。按照目前軟水制水量4000 t/d計(jì)，可節(jié)約新水1300 t/d。

（4）各水站嚴(yán)格按照階梯式補(bǔ)水原則進(jìn)行補(bǔ)水，減少了各系統(tǒng)補(bǔ)充新水用量，可節(jié)約新水800 t/d。

（5）與化藥廠家精密配合，提高循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)管理水平，循環(huán)水水質(zhì)合格率由原來(lái)的95%上升至98%，減少了由于水質(zhì)不合格造成的排水、換水，可節(jié)約水量為200 噸/天。

4 實(shí)施效果及結(jié)論

（1）通過提高水系統(tǒng)精細(xì)化管理水平，強(qiáng)化供水系統(tǒng)調(diào)度管理，統(tǒng)一協(xié)調(diào)各系統(tǒng)補(bǔ)水作業(yè)制度，做到分時(shí)段、分用戶階段性補(bǔ)水，各系統(tǒng)補(bǔ)水達(dá)到均衡、穩(wěn)定，凈化水制取水量能夠保證全天穩(wěn)定運(yùn)行，外送生產(chǎn)水水質(zhì)明顯改善。

（2）通過以上各項(xiàng)技術(shù)及管理措施的實(shí)施，全天可節(jié)水約5500 t/d，按照該公司平均每日鋼產(chǎn)量7200 t 計(jì)算，噸鋼綜合新水耗量降低0.76 m3/t，較之前下19%，年創(chuàng)效額達(dá)到270 余萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

通過加強(qiáng)水系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行管理、提高水系統(tǒng)循環(huán)水質(zhì)量、加強(qiáng)水系統(tǒng)設(shè)備管理維護(hù)、采取一系列節(jié)水技術(shù)改造措施等，該公司的水系統(tǒng)的綜合管控能力顯著提高，提高了公司水資源利用率、降低了工業(yè)新水耗量、減少了工業(yè)廢水外排。

公司水系統(tǒng)循環(huán)水水質(zhì)合格率由95%上升至98%，軟水制水率由45%左右提高至60%以上，噸鋼綜合水耗由4 m3/t 降低至3.24 m3/t，縮短了與先進(jìn)企業(yè)的差距。但與先進(jìn)企業(yè)對(duì)標(biāo)，該公司還有節(jié)水空間，還要進(jìn)一步能力，最終要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙贏，這是鋼鐵企業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的必由之路。