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    冶金工業(yè)給排水工程設(shè)計(jì)分析

    2020-12-25 07:35:42
    世界有色金屬 2020年7期
    關(guān)鍵詞:衛(wèi)生系統(tǒng)循環(huán)泵冶金

    席 宇

    (北京國(guó)冶銳誠(chéng)工程技術(shù)有限公司,北京 100080)

    改革開(kāi)放后,中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)了各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展,冶金行業(yè)也不例外。冶金行業(yè)必須消耗大量的水資源,因此必須開(kāi)展供水和衛(wèi)生項(xiàng)目,以確保合理利用水資源。給水衛(wèi)生工程的合理設(shè)計(jì),不僅直接影響冶金行業(yè)的用水效果,而且直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

    1 冶金工業(yè)對(duì)供水和衛(wèi)生的實(shí)際重要性

    1.1 節(jié)能減排,節(jié)約成本

    鑒于冶金工業(yè)的特殊性主要包括交叉提取的材料和原材料,因此供水和衛(wèi)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與一般工程設(shè)計(jì)大不相同,應(yīng)更加重視廢水處理的內(nèi)容,確保所有冶金工作都能高效進(jìn)行且不會(huì)中斷。當(dāng)前,由于中國(guó)一些冶金企業(yè)給水衛(wèi)生工程發(fā)展不足,廢水排放程度不同,對(duì)環(huán)境和水源造成污染,影響生態(tài)環(huán)境。因此,在冶金行業(yè)給水廢水工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,必須要確保給廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完美性。廢料不僅要滿(mǎn)足冶金行業(yè)的需求,還要滿(mǎn)足環(huán)保和水資源的要求。作為新時(shí)期的冶金企業(yè),必須根據(jù)新時(shí)代的工業(yè)需求,做好供水和衛(wèi)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。合理設(shè)計(jì)給水和衛(wèi)生系統(tǒng),不僅可以滿(mǎn)足冶金企業(yè)的用水需求,減少?gòu)U水處理對(duì)環(huán)境的影響,而且可以減少用水量,節(jié)約成本,為公司獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

    1.2 調(diào)整供水量

    隨著資源的開(kāi)發(fā)和利用,由此產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重。水資源的保護(hù)和控制已成為各國(guó)的重要問(wèn)題。因此,國(guó)家的環(huán)境法律和防治水污染法對(duì)水資源的保護(hù)有重大影響。實(shí)行嚴(yán)格的保護(hù)和控制要求,限制了工業(yè)企業(yè)的排放水和一般污染物的排放。而且,對(duì)冶金行業(yè)的供水和衛(wèi)生設(shè)施的設(shè)計(jì)和管理提出了更高的要求。原則是減少用水量,并充分利用循環(huán)水,廢水以減少排放。

    2 冶金行業(yè)給排水節(jié)能設(shè)計(jì)的作用

    設(shè)計(jì)工作是冶金行業(yè)節(jié)約能源和減少排放的關(guān)鍵要素。節(jié)能設(shè)計(jì)在冶金行業(yè)中起著非常重要的作用。在不斷加強(qiáng)新工藝開(kāi)發(fā)的條件下,冶金行業(yè)還應(yīng)注意對(duì)工藝參數(shù)要求的精細(xì)化,以提高設(shè)計(jì)水平。技術(shù)水平和節(jié)能水平需要降低能耗,通過(guò)不斷細(xì)化工藝設(shè)備水質(zhì)水量指標(biāo),按照冷卻方式分為直接冷卻循環(huán)水和間接冷卻循環(huán)水,努力提升工業(yè)用水重復(fù)利用率,以達(dá)到更加科學(xué)合理的節(jié)能目標(biāo)。例如,我院為tosiyali鋼鐵公司設(shè)計(jì)的阿爾及利亞120萬(wàn)t及75萬(wàn)t高速棒材項(xiàng)目,生產(chǎn)總用水量11629m3/h,其中,間接冷卻循環(huán)水量5366m3/h,直接冷卻循環(huán)水量5957m3/h,補(bǔ)充水量306m3/h,循環(huán)重復(fù)用水率可達(dá)97.4%。同時(shí)細(xì)分水質(zhì),將設(shè)備冷卻器、電機(jī)冷卻及空調(diào)冷卻等水質(zhì)較好且不易污染的閉式冷卻循環(huán)水只進(jìn)行簡(jiǎn)單的降溫處理;而對(duì)冷卻軋機(jī)軸承、沖渣等開(kāi)式冷卻水進(jìn)行水質(zhì)處理,這樣大大節(jié)省了工業(yè)用水以及再生水帶來(lái)的能耗以及其他成本。

    3 冶金企業(yè)循環(huán)給水系統(tǒng)的特點(diǎn)

    循環(huán)水系統(tǒng)廣泛用于各種工業(yè)企業(yè)中,但是大多數(shù)情況是水量大,供水點(diǎn)少的情況。有些人甚至使用泵和水機(jī)。該系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單,是冶金生產(chǎn)廠(chǎng)的循環(huán)供水系統(tǒng)。通常,設(shè)備的水量少,供水點(diǎn)很多,對(duì)安全供水的要求也很高,如果不注意這方面的問(wèn)題,會(huì)損壞設(shè)備。一些設(shè)計(jì)者對(duì)冶金過(guò)程的特征和設(shè)備性能幾乎一無(wú)所知,水管設(shè)計(jì)中的水壓降太大,導(dǎo)致水下設(shè)備的水壓不足,甚至導(dǎo)致負(fù)壓和缺水,導(dǎo)致設(shè)備損壞,因此,在設(shè)計(jì)這種反向供水系統(tǒng)時(shí),應(yīng)仔細(xì)考慮進(jìn)水管和出水管的壓力平衡,并應(yīng)在水位以下采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。在入口和出口管道的設(shè)計(jì)需要確保系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行[1]。

    4 現(xiàn)代冶金工程,供水和衛(wèi)生問(wèn)題

    4.1 企業(yè)存在耗水高,供水少的問(wèn)題

    盡管中國(guó)大多數(shù)冶金企業(yè)廣泛使用水循環(huán)系統(tǒng),但仍然存在供水量大和供水點(diǎn)少的特點(diǎn)。同時(shí),一些公司仍在使用泵和供水機(jī)。這些水和衛(wèi)生系統(tǒng)通常相對(duì)簡(jiǎn)單。另外,在一些公司中,只有一臺(tái)用于生產(chǎn)水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)備。在冶金生產(chǎn)過(guò)程中,不僅耗水高,而且耗水點(diǎn)高,因此對(duì)飲用水的需求也相對(duì)較高。不完整的考慮因素會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障。

    4.2 必須提高某些供水和衛(wèi)生設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平

    在冶金行業(yè)給水與衛(wèi)生設(shè)計(jì)過(guò)程中,如果不能充分了解冶金行業(yè)的相關(guān)要求和設(shè)備性能,在進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)際的水管壓力技術(shù)的過(guò)程中,就無(wú)法保證下游設(shè)備中的水壓,會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有水甚至產(chǎn)生負(fù)壓,這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障。

    4.3 注意給水和排水的問(wèn)題

    在設(shè)計(jì)冶金行業(yè)的給水和衛(wèi)生設(shè)施的過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員通常只關(guān)注滿(mǎn)足生產(chǎn)需求,這在冶金行業(yè)中存在一些誤解。因此,在設(shè)計(jì)給水和衛(wèi)生系統(tǒng)時(shí),給水和排水的節(jié)能還不夠。例如,冶金廠(chǎng)的供水和衛(wèi)生項(xiàng)目使用的是淡水冷卻循環(huán)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)研究,您可以看到該循環(huán)系統(tǒng)沒(méi)有高效的勢(shì)能來(lái)利用回水,這勢(shì)必會(huì)造成不必要的能量損失。蒸發(fā)和冷卻不僅需要增加成本,而且還需要使用板式熱交換器,這將增加能耗和設(shè)備運(yùn)行成本。在設(shè)計(jì)從高爐中去除灰塵的系統(tǒng)的過(guò)程中,盡管使用了并行方法,但是在實(shí)際操作中冷卻水的水量還是會(huì)增加[2]。

    5 具體設(shè)計(jì)措施

    5.1 排水管阻力高,軟件系統(tǒng)相同

    高阻力,相同的軟件系統(tǒng),在供暖,空調(diào)以及水處理廠(chǎng)中有更多應(yīng)用,例如供暖,熱水,中央空調(diào)和給水處理高阻力快速過(guò)濾器設(shè)計(jì),這些類(lèi)型的項(xiàng)目具有嚴(yán)格的水壓要求,大量的供水點(diǎn)和較低的用水量。冶金公司的循環(huán)供水系統(tǒng)的特性最接近它,所以適合于這些技術(shù)的移植。從理論上講,主入口和出口管線(xiàn)中的壓力損失從開(kāi)始到結(jié)束都接近零,而阻力主要集中在未準(zhǔn)備的部分。排干供水設(shè)備后,請(qǐng)確保管道之間的距離大致相同,這種構(gòu)造可以確保入口和出口管的壓力基本平衡,并且供水量?jī)H根據(jù)噴嘴的直徑而變化,從而可靠地防止了壓力的出現(xiàn)。

    5.2 安裝速度控制裝置

    水循環(huán)系統(tǒng)負(fù)責(zé)為選定的冶金企業(yè)的主要設(shè)備供水,用水量大,能耗大。如何減少水循環(huán)系統(tǒng)不必要的容量,企業(yè)需要小心。特別地,當(dāng)有許多不同的系列并且循環(huán)泵的數(shù)量少時(shí)。當(dāng)改變系列后,循環(huán)泵通常不在高效率范圍內(nèi)操作。因此,建議循環(huán)水泵配備速度控制裝置,以根據(jù)生產(chǎn)系列的變化來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速,以便出口流量滿(mǎn)足循環(huán)水量的要求,并且泵在高效區(qū)域運(yùn)行。所選系列的修改導(dǎo)致水量和工作系列壓力的波動(dòng)。頻率控制設(shè)備可以使用速度控制,液壓SCR串級(jí)速度耦合器等,循環(huán)泵的速度控制來(lái)監(jiān)控管道流量計(jì)控制參數(shù)上的壓力讀數(shù)。無(wú)論安裝了多少臺(tái)再生水泵,在正常運(yùn)行期間都應(yīng)盡可能地對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì),只應(yīng)對(duì)其中一臺(tái)泵進(jìn)行速度控制,以節(jié)省速度控制方面的投資[3]。

    5.3 使用應(yīng)急水源,其供水壓力要比循環(huán)泵的水壓略低

    隨著城市城市化和工業(yè)的快速發(fā)展,電力供應(yīng)越來(lái)越有限。通常,冶金行業(yè)中安裝的循環(huán)泵系統(tǒng)沒(méi)有雙電源或應(yīng)急電源,所以,在生產(chǎn)過(guò)程中,循環(huán)水泵是可以滿(mǎn)足要求。因此,為了保證正常的生產(chǎn)運(yùn)行,必須調(diào)節(jié)供水壓力,該壓力略低于循環(huán)泵的普通應(yīng)急高壓水源,與循環(huán)泵系統(tǒng)一起使用。同時(shí),還應(yīng)該安裝閥門(mén),止回閥,壓力表和斷水報(bào)警裝置等多種措施,例如管道和緊急旁通閥。在主排水管上在生產(chǎn)過(guò)程中,由于循環(huán)泵的工作壓力高于應(yīng)急水源的壓力,因此關(guān)閉了水源的備用供水管。停電期間會(huì)出現(xiàn)斷水報(bào)警系統(tǒng),所以必須安裝緊急水源,以確保生產(chǎn)的正常運(yùn)行[4]。

    5.4 建立用于供水和衛(wèi)生的節(jié)能結(jié)構(gòu)

    在設(shè)計(jì)冶金行業(yè)的供水和衛(wèi)生系統(tǒng)時(shí),還需要一個(gè)節(jié)能項(xiàng)目。在一個(gè)特定的項(xiàng)目中,供水和衛(wèi)生項(xiàng)目必須與現(xiàn)有項(xiàng)目的不足相結(jié)合,以確保對(duì)水和衛(wèi)生的需求得到完善。例如,帶有淡水冷卻的循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能效果很小,為了解決這個(gè)問(wèn)題,有必要相應(yīng)地調(diào)整處理流程。在設(shè)計(jì)給水和廢水處理系統(tǒng)的當(dāng)前過(guò)程中,有必要充分利用回水的勢(shì)能和動(dòng)能,以有效地減少能耗。同時(shí),必須關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng),以確保淡水不會(huì)與空氣接觸,以有效避免損壞設(shè)備和管道,進(jìn)一步降低了運(yùn)營(yíng)成本。另外,在冶金工業(yè)的供水和衛(wèi)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,板式換熱器在工業(yè)中通常用于冷卻循環(huán)系統(tǒng)的熱交換設(shè)備,這種設(shè)備將消耗不必要的能源并增加工程成本。蒸發(fā)冷卻器可能是優(yōu)選的,蒸發(fā)式冷卻器主要利用汽化潛熱將水膜蒸發(fā)過(guò)程中的熱量傳遞到管子外部以達(dá)到冷卻目的,隨著液體汽化潛熱的增加,蒸發(fā)冷卻器的效果更好,并且具有很好的節(jié)能效果。

    5.5 安裝速度控制裝置,并做好故障排除工作

    在冶金工業(yè)中,水循環(huán)系統(tǒng)占有重要地位,這是設(shè)備輸送水的關(guān)鍵,這不僅需要增加傳輸?shù)臄?shù)量還要消耗大量的電能,因此,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須考慮供水和衛(wèi)生項(xiàng)目的節(jié)能。還必須為循環(huán)水泵安裝專(zhuān)用的速度控制裝置,以確??梢愿鶕?jù)條件的變化自動(dòng)控制循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速,水流量可以更好地滿(mǎn)足循環(huán)水泵的運(yùn)行需求[5]。

    6 結(jié)語(yǔ)

    給水和衛(wèi)生設(shè)施設(shè)計(jì)的合理性,可操作性,適應(yīng)性和可靠性是冶金公司維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提,是保護(hù)環(huán)境和防止水污染的基礎(chǔ),因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)諸如技術(shù)投資等因素時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮技術(shù),并通過(guò)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較來(lái)確定安全性,設(shè)計(jì)人員為工廠(chǎng)提供了清晰可靠的解決方案,選擇了高質(zhì)量,價(jià)格低廉的供水和衛(wèi)生設(shè)備,并為工廠(chǎng)提供了高質(zhì)量的設(shè)計(jì)。當(dāng)然,對(duì)供水和衛(wèi)生系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)管理和仔細(xì)監(jiān)控是滿(mǎn)足上述要求的主要保證,設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理領(lǐng)域的協(xié)調(diào)與合作是有力的保證,有助于生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)和發(fā)展。

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