以資源化為基礎(chǔ)的循環(huán)水優(yōu)化管理
侯銘新
（河鋼大河環(huán)境能源科技有限公司承德分公司）
摘 要：對(duì)節(jié)能降耗、資源化下的整個(gè)水系統(tǒng)管理的創(chuàng)新途徑措施展開(kāi)分析研究，分析了資源化背景下水系統(tǒng)管理創(chuàng)新，節(jié)能降耗，綠色發(fā)展，資源化的必要性。 從水系統(tǒng)設(shè)備管理，運(yùn)行集控管理，污泥處置優(yōu)化管理，水系統(tǒng)防腐優(yōu)化措施水處理中心水質(zhì)管理等方面探討管理創(chuàng)新途徑，實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)管理突破，提升水系統(tǒng)整體管理水平，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)節(jié)能降耗，資源化發(fā)展，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的綠色環(huán)保運(yùn)行狀態(tài)。
關(guān)鍵詞：節(jié)能；資源化；創(chuàng)新管理；降耗
0 引言
節(jié)能降耗、資源化是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，是我國(guó)的基本國(guó)策。近年來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排工作雖然取得了很大進(jìn)步，但是在產(chǎn)業(yè)水平、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有一定差距。我國(guó)鋼鐵工業(yè)只有加快節(jié)能減排的步伐，才能縮短與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)的差距。鋼鐵企業(yè)作為用水大戶，通過(guò)科學(xué)管控管理，合理的用水來(lái)提高水資源的利用率是鋼鐵企業(yè)達(dá)到節(jié)能減排的關(guān)鍵。鋼鐵企業(yè)必須全流程統(tǒng)籌部署節(jié)水工作，合理地控制供水水質(zhì)和水量，規(guī)范循環(huán)水有序排水，并在生產(chǎn)工藝中盡可能地選用先進(jìn)的技術(shù)和節(jié)能設(shè)備，淘汰高能耗低效率的設(shè)備，來(lái)實(shí)現(xiàn)水量實(shí)時(shí)平衡和科學(xué)用水，如何改善水系統(tǒng)的現(xiàn)狀，是我們現(xiàn)階段首要的任務(wù)。
1 公司水系統(tǒng)概況
我公司擁有龐大的水系統(tǒng)來(lái)維持各生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，主要包括：水源地供水系統(tǒng)、除鹽水供水系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)及污水處理回用系統(tǒng)。
生產(chǎn)水來(lái)源主要有自采新水、外購(gòu)新水、外購(gòu)中水及自產(chǎn)中水，近年來(lái)，外購(gòu)中水用量、河水量逐年增加，地下水取水量逐年降低，噸鋼耗新水達(dá)到行業(yè)先進(jìn)行業(yè)。
為推進(jìn)水系統(tǒng)管理破解技術(shù)難題，保證生產(chǎn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定，優(yōu)化生產(chǎn)管理和生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)水系統(tǒng)各方面工作的推進(jìn)，以滿足主體生產(chǎn)單位的需求。
通過(guò)科學(xué)合理的用水來(lái)提高水資源的利用率是鋼鐵企業(yè)達(dá)到節(jié)能減排的關(guān)鍵。鋼鐵企業(yè)必須全流程統(tǒng)籌部署節(jié)水工作，合理地控制供水水質(zhì)和水量，規(guī)范循環(huán)水有序排水，并在生產(chǎn)工藝中盡可能地選用先進(jìn)的技術(shù)和節(jié)能設(shè)備，淘汰高能耗低效率的設(shè)備，來(lái)實(shí)現(xiàn)水量實(shí)時(shí)平衡和科學(xué)用水，以降低噸鋼新水耗量和噸鋼綜合水消耗。
2 環(huán)境節(jié)能資源化下的水系統(tǒng)設(shè)備管理創(chuàng)新策略
（1）實(shí)現(xiàn)集中控制后通過(guò)對(duì)設(shè)備的清潔，清掃工作讓設(shè)備、工裝的磨損、噪音、松動(dòng)、變形、滲漏等缺陷暴露出來(lái)，及時(shí)排除。
（2）通過(guò)潤(rùn)滑管理，減少設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)部分零件過(guò)度磨損、溫度過(guò)高造成硬度、耐磨性減低、甚至形成熱疲勞和晶粒粗大的損壞。
（3）對(duì)設(shè)備環(huán)境要持續(xù)的清潔清掃，保持設(shè)備初始環(huán)境，減輕設(shè)備的腐蝕，減緩設(shè)備的衰老。
（4）以狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)為基礎(chǔ)，推行預(yù)防預(yù)知維修。實(shí)行預(yù)防、預(yù)知維修的方法是從設(shè)備設(shè)計(jì)制造時(shí)就要考慮設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和可診斷性，為以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)的維修提供條件，通過(guò)緊固避免部件松動(dòng)、振動(dòng)、滑動(dòng)、脫落而造成的故障；對(duì)運(yùn)行設(shè)備推行“質(zhì)控點(diǎn)”方法，將設(shè)備的溫度、位置、壓力、速度、流量、間隙等工藝參數(shù)和設(shè)備的狀態(tài)調(diào)整，使設(shè)備長(zhǎng)期保持最佳狀態(tài)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
3 循環(huán)水系統(tǒng)冷卻設(shè)備優(yōu)化管理
我公司目前運(yùn)行的冷卻塔共涉及到52個(gè)環(huán)路，其中空冷器156臺(tái)。水冷卻塔主要分布在煉鐵、燒結(jié)循環(huán)水系統(tǒng)共128塔；鋼軋循環(huán)水系統(tǒng)中共74塔，調(diào)研分析各冷卻塔運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)在運(yùn)行溫度、腐蝕、飄水、加藥等方面的問(wèn)題。由于冷卻塔總數(shù)較多，檢修維護(hù)力量比較薄弱，當(dāng)前對(duì)冷卻塔檢修維護(hù)的速度和進(jìn)度跟不上冷卻塔設(shè)備老化和發(fā)生故障的速度，在目前運(yùn)行的284臺(tái)冷卻設(shè)施中，設(shè)備總體狀況還有待提升，為了能長(zhǎng)期穩(wěn)定而經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，需要加強(qiáng)對(duì)冷卻塔系統(tǒng)的管理，使生產(chǎn)更節(jié)能化、高效化。
（1）各崗位應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)冷卻塔的運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備情況進(jìn)行跟蹤檢查，分析不同季節(jié)冷卻塔的溫降水平，摸清運(yùn)行規(guī)律，并建立相應(yīng)的報(bào)表記錄。以便有針對(duì)性的制定冷卻塔檢修維護(hù)計(jì)劃。確保大多數(shù)冷卻塔不欠修，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好。并在此基礎(chǔ)上做好濁環(huán)系統(tǒng)更換網(wǎng)格填料后各環(huán)路的運(yùn)行效果評(píng)估。
（2）重點(diǎn)關(guān)注改善空冷器的運(yùn)行狀況，鑒于高爐本體的空冷器均發(fā)生過(guò)溫度超標(biāo)的問(wèn)題，應(yīng)該將從空冷器的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理等基本元素出發(fā)，分析溫度超標(biāo)的原因，并進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。如做好噴淋水流量的均勻分布和調(diào)節(jié)，確保噴淋效果良好。做好換熱管的高壓清洗方案和注意事項(xiàng)，制定合理的清洗周期等等。
（3）針對(duì)煉鋼軋鋼濁環(huán)水系統(tǒng)懸浮物高，冷卻塔填料容易截留積存污泥等特性，更改濁環(huán)冷卻塔填料為PVC網(wǎng)格填料，降低了截留接觸面，并提升了承載能力。防止污泥存積影響散熱效率的同時(shí)，有效控制了填料坍塌的危險(xiǎn)。
（4）推進(jìn)完善懸浮物指標(biāo)較差的系統(tǒng)增加過(guò)濾器，以提高懸浮物指標(biāo)，改善水質(zhì)。
（5）改進(jìn)現(xiàn)有收水器的形式，使用多波雙功能型收水器。
（6）調(diào)整不合理風(fēng)機(jī)葉片的角度，確保風(fēng)機(jī)合理的負(fù)荷和風(fēng)量。
（7）加強(qiáng)對(duì)加藥廠家加藥問(wèn)題的監(jiān)督管理，促使水質(zhì)指標(biāo)更上一臺(tái)階，減少系統(tǒng)的腐蝕或結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。
4 水系統(tǒng)運(yùn)行集控
我公司水系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)線特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行大集控，通過(guò)設(shè)計(jì)之初，秉承自動(dòng)化，集成化，規(guī)范化的理念，保證水系統(tǒng)設(shè)備的可靠運(yùn)行，大量采用PID主導(dǎo)的DCS集中控制系統(tǒng)，從現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可見(jiàn)，生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況、數(shù)據(jù)、重要參數(shù)均有嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)。生產(chǎn)異常情況能及時(shí)通過(guò)自動(dòng)控制報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送到相關(guān)人員手中。報(bào)警信息包括各類設(shè)備故障以及水質(zhì)變化等方面，并具體到報(bào)警點(diǎn)的地址、狀態(tài)描述以及相關(guān)參數(shù)等，確保接收人員可憑報(bào)警信息判斷故障的影響程度而做出相應(yīng)的處理。
集中控制后值班人員相應(yīng)減少，崗位人員配置高素質(zhì)精通工藝的技術(shù)人員，降低判斷、處理運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)異常故障的時(shí)間，保持持續(xù)的生產(chǎn)的穩(wěn)定。
實(shí)現(xiàn)集中控制后，設(shè)備的點(diǎn)檢和維護(hù)工作相應(yīng)跟上，盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理，避免控制系統(tǒng)失靈造成事故，以培訓(xùn)為先導(dǎo)，重視維修管理、技術(shù)人才的培養(yǎng)。
5 循環(huán)水系統(tǒng)防腐蝕的優(yōu)化管理
（1）循環(huán)水系統(tǒng)中金屬的腐蝕一般是電化學(xué)腐蝕。腐蝕的形式有均勻腐蝕、點(diǎn)蝕、侵蝕、垢下腐蝕等。腐蝕控制主要對(duì)象是間接冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，尤其是密閉式系統(tǒng)。循環(huán)水中的鈣、鎂碳酸鹽沉淀在金屬表面隔絕了腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬的腐蝕，因而碳酸鹽硬度既可作為水垢又可作為緩蝕劑來(lái)考慮。
（2）減少含氯離子、硫酸根離子等高鹽水進(jìn)入污水處理廠，科學(xué)調(diào)配污水處理廠藥劑的投加，提高污水產(chǎn)水品質(zhì)。還需優(yōu)化循環(huán)水供水管網(wǎng)運(yùn)行，消除“水錘”隱患，消除管網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)問(wèn)題。
（3）繼續(xù)加強(qiáng)軋鋼水系統(tǒng)除油管理，潤(rùn)滑油鹵化后進(jìn)入循環(huán)水體，導(dǎo)致很多細(xì)菌及藻類滋生，污泥在管道內(nèi)壁沉積，造成管道點(diǎn)腐幾率增加。推進(jìn)軋鋼對(duì)潤(rùn)滑油的管理，減少潤(rùn)滑油鹵化后進(jìn)入循環(huán)水體，降低細(xì)菌及藻類滋生，控制污泥在管道內(nèi)壁沉積，降低管道點(diǎn)蝕幾率。
（4）同時(shí)防止電化學(xué)腐蝕、二冷及連鑄機(jī)結(jié)晶器的腐蝕、電化學(xué)腐蝕設(shè)備及管道。針對(duì)電化學(xué)的腐蝕，要勤于對(duì)管網(wǎng)管道定期檢查，及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行除銹，涂刷防銹漆和防腐漆，對(duì)已經(jīng)腐蝕嚴(yán)重的管道進(jìn)行新舊更換，合理計(jì)劃、有批次的維護(hù)就能實(shí)現(xiàn)管道延長(zhǎng)使用壽命。
6 水處理中心水質(zhì)管理創(chuàng)新途徑
（1）首先改善石灰軟化處理方式，包括加藥點(diǎn)、加藥方式、加藥量等方面，提高石灰去除硬度的運(yùn)行效率。將石灰投加點(diǎn)設(shè)為混凝池內(nèi)，石灰軟化與混凝處理同時(shí)進(jìn)行，混凝過(guò)程所形成的凝絮能吸附石灰處理中形成的膠體物質(zhì)成為大顆粒，在澄清池中沉降下去，從而既去除硬度，又能使水得到澄清，降低濁度。石灰處理中的混凝劑，一般采用鐵鹽，使用過(guò)程中PH值需在8.5以上，以便將Fe2+氧化為Fe3+，而石灰處理過(guò)程，恰好可以提高水的PH值，將亞鐵鹽氧化為鐵鹽。將石灰通過(guò)PLC自動(dòng)連續(xù)式的方式投入反應(yīng)池中，延長(zhǎng)澄清池運(yùn)行的沉降時(shí)間，使泥渣循環(huán)更充分，令第一反應(yīng)室有更大的表面積，在水向上流的裝置中保持較高的泥渣層，使水處理反應(yīng)更穩(wěn)定，提高效率，避免熟石灰浪費(fèi)。 制備濃度穩(wěn)定的石灰漿，控制系統(tǒng)根據(jù)在線pH值自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整石灰投加量，達(dá)到最佳反應(yīng)狀態(tài)，并使PH值更穩(wěn)定，減少對(duì)設(shè)備的腐蝕性。
（2）針對(duì)工業(yè)水含鹽量高的情況，在投加石灰的同時(shí)，再投加碳酸鈉（純堿）來(lái)去除非碳酸鹽硬度并可控制石灰處理后的碳酸鹽的過(guò)剩量。采用石灰-純堿軟化處理方法后，循環(huán)水中硫酸根離子可去除40%，不但節(jié)約了石灰、硫酸等藥劑費(fèi)用，提高軟化效率，而且穩(wěn)定了PH值，減少對(duì)循環(huán)水管道和冷卻塔的結(jié)垢和腐蝕。
（3）通過(guò)采用品質(zhì)更優(yōu)的石灰并合理調(diào)整運(yùn)行方式，結(jié)合投加堿處理除碳后，將能夠?yàn)槔鋮s水提供更優(yōu)水質(zhì)的補(bǔ)水。
7 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，本文針對(duì)節(jié)能降耗資源化下水系統(tǒng)的問(wèn)題，以及管理創(chuàng)新策略。展開(kāi)了詳細(xì)深入的分析，為以后整個(gè)系統(tǒng)的管理工作，提供堅(jiān)實(shí)可靠的保障。更好的服務(wù)公司生產(chǎn)需求，提高服務(wù)質(zhì)量，發(fā)揮水系統(tǒng)自身的價(jià)值與作用。
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