大豆油廠水平衡測(cè)試與工業(yè)節(jié)水分析

張世杰，張勁韜

(1.中儲(chǔ)糧油脂成都有限公司，成都 611434； 2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130118)

水平衡測(cè)試是企業(yè)摸清用水現(xiàn)狀、挖掘節(jié)水潛力、提高用水效率、降低生產(chǎn)成本的有效手段,是促進(jìn)節(jié)約用水,加強(qiáng)水資源管理的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作[1]，也是搞好節(jié)水工作的基礎(chǔ)。利用水平衡測(cè)試,企業(yè)可以準(zhǔn)確了解單位產(chǎn)品的耗水量與生產(chǎn)用水的重復(fù)利用率，摸清用水現(xiàn)狀及各類用水設(shè)備、設(shè)施、儀器、儀表分布及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，用水總量和各用水單元之間的定量關(guān)系，了解合理用水水平，獲取準(zhǔn)確的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)從而進(jìn)行工業(yè)用水節(jié)水合理化分析，評(píng)價(jià)用水技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，找出節(jié)水潛力，有的放矢地采取相應(yīng)的技術(shù)、管理措施，達(dá)到節(jié)約用水和合理用水的目的[2]。因此，通過(guò)水平衡測(cè)試，可以達(dá)到以下幾個(gè)方面的效果：摸清工廠用水現(xiàn)狀和用水基本參數(shù)之間的定量關(guān)系；找出泄漏水量，解決長(zhǎng)期漏水問(wèn)題；為工廠制訂合理的用水規(guī)劃提供可靠的依據(jù)；為公司制訂耗水定額打下基礎(chǔ)；培養(yǎng)公司科學(xué)用水管理人員；加強(qiáng)公司科學(xué)用水管理基礎(chǔ)工作，建立公司用水檔案，健全公司用水計(jì)量?jī)x表；為公司治理廢水提供基礎(chǔ)水量情況；最終達(dá)到合理用水，降低成本的目的。水平衡測(cè)試包括準(zhǔn)備、實(shí)測(cè)、匯總、分析4個(gè)階段。本文對(duì)大豆油廠進(jìn)行了水平衡測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，提出節(jié)水措施及建議，以期為制油企業(yè)降本增效，為油脂行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳減排提供技術(shù)路線和管理思路。

1 工廠供水管網(wǎng)及計(jì)量情況

大豆油廠擁有大豆預(yù)處理、浸出生產(chǎn)線和油脂精煉生產(chǎn)線各一條，配套有鍋爐、污水處理等公用工程，供水為市政自來(lái)水。全面排查工廠供水管網(wǎng)，核實(shí)管道走向，根據(jù)各段的管徑大小繪制給水管網(wǎng)示意圖，在調(diào)查管網(wǎng)的同時(shí)檢查了計(jì)量器具的配置情況，按照水平衡測(cè)試要求，完善了計(jì)量設(shè)備，并繪制水表計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖。工廠原有一級(jí)水表1只，二級(jí)水表14只，新增加二級(jí)水表7只，共計(jì)二級(jí)水表21只。一級(jí)水表裝表率、完好率、計(jì)量率均為100%；二級(jí)水表裝表率、完好率均為100%，計(jì)量率為97.25%；各用水管道、水泵等工作情況良好。

2 水平衡測(cè)試

委托專業(yè)公司依據(jù)GB/T 12452—2008《企業(yè)水平衡測(cè)試通則》、GB/T 7119—2006《節(jié)水型企業(yè)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》對(duì)工廠進(jìn)行水平衡測(cè)試。

2.1 1 d水平衡測(cè)試

根據(jù)工廠供水系統(tǒng)實(shí)際情況，此次水平衡測(cè)試工作采用動(dòng)態(tài)一次平衡法，測(cè)試時(shí)間為2018年12月24日15:00—2018年12月25日15:00，測(cè)試項(xiàng)目為自來(lái)水，一、二級(jí)水表1 d水平衡測(cè)試結(jié)果見表1。由表1可知，一級(jí)水表流量為838 m3，二級(jí)水表流量之和為813 m3，不明水量為25 m3，管網(wǎng)不明水率(不明水率為一級(jí)水表流量與二級(jí)水表流量之和的差值占一級(jí)水表流量的比例，下同)為2.98%，符合小于5%的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，水平衡測(cè)試工作進(jìn)入全面測(cè)試階段。

表1 一、二級(jí)水表1 d水平衡測(cè)試結(jié)果

2.2 連續(xù)3 d水平衡測(cè)試

進(jìn)行連續(xù)3 d的水平衡測(cè)試，第一次測(cè)試時(shí)間為2018年12月25日15：00— 2018年12月26日15：00，第二次測(cè)試時(shí)間為2018年12月26日15：00—2018年12月27日15：00，第三次測(cè)試時(shí)間為2018年12月27日15：00—2018年12月28日15：00。一級(jí)水表連續(xù)3 d水平衡測(cè)試結(jié)果見表2，二級(jí)水表連續(xù)3 d水平衡測(cè)試結(jié)果見表3。

表2 一級(jí)水表連續(xù)3 d水平衡測(cè)試結(jié)果 m3

表3 二級(jí)水表連續(xù)3 d水平衡測(cè)試結(jié)果 m3

由表2、表3可知，一級(jí)水表3次測(cè)試的日均取水量為822.33 m3,二級(jí)水表3次測(cè)試的日均取水量為800.67 m3。第一次測(cè)試一級(jí)水表流量為836 m3，二級(jí)水表流量之和為813 m3，不明水量為23 m3，不明水率為 2.75%；第二次測(cè)試一級(jí)水表流量為810 m3，二級(jí)水表流量之和為788 m3，不明水量為22 m3，不明水率為2.72%；第三次測(cè)試一級(jí)水表流量為821 m3，二級(jí)水表流量之和為801 m3，不明水量為20 m3，不明水率為2.44%；連續(xù)3 d水平衡測(cè)試的不明水率均小于5%的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 對(duì)月測(cè)試

同時(shí)記錄全廠各取水表的讀數(shù)，對(duì)月測(cè)試自來(lái)水取水量。測(cè)試時(shí)間為2018年12月24日—2019年1月23日(按照間隔30日對(duì)時(shí)計(jì)算)。一、二級(jí)水表對(duì)月水平衡測(cè)試結(jié)果分別見表4、表5。 由表4、表5可知，對(duì)月測(cè)試一級(jí)水表流量為24 790 m3，二級(jí)水表流量之和為24 109 m3，不明水量為 681 m3，不明水率為2.75%，一級(jí)水表日均取水量為826.33 m3。

表4 一級(jí)水表對(duì)月水平衡測(cè)試結(jié)果 m3

表5 二級(jí)水表對(duì)月水平衡測(cè)試結(jié)果 m3

3 全廠用水情況合理化分析及用水定額分析

3.1 全廠用水情況合理化分析

測(cè)試工廠各區(qū)域用水量分布及比例，水量以對(duì)月測(cè)試期日均取水量為準(zhǔn)，工廠用水情況分析見表6。從表6可以看出，生產(chǎn)加工用水包括間接冷卻用水、產(chǎn)品用水、污水處理用水、鍋爐用水，4項(xiàng)取水量占比為84.62%，車間生活用水、辦公生活用水、食堂用水、綠化用水取水量占比為10.54%，消防用水取水量占比為2.09%，不明水取水量占比為2.75%，符合公司用水情況，用水結(jié)構(gòu)比較合理，這與工廠重視節(jié)水工作，改善用水設(shè)施，配備節(jié)水器具，對(duì)管網(wǎng)的日常檢查維護(hù)是密不可分的。

表6 工廠用水情況分析

3.2 萬(wàn)元產(chǎn)值取水量及工廠用水定額分析

3.2.1 萬(wàn)元產(chǎn)值取水量(見表7)

表7 連續(xù)3年萬(wàn)元產(chǎn)值取水量

由表7可知，2016、2017、2018年全年取水量分別為245 392、288 504、296 589 m3，萬(wàn)元產(chǎn)值取水量分別為13.80、15.96、15.35 m3。

3.2.2 工廠用水定額分析

根據(jù)生產(chǎn)報(bào)表計(jì)算工廠用水產(chǎn)品(工廠主要產(chǎn)品為精煉大豆油)單耗并進(jìn)行用水定額分析，結(jié)果見表8。由表8可知，在水平衡測(cè)試期間，月生產(chǎn)精煉大豆油取水量為3 336.84 m3，月精煉大豆油產(chǎn)量為7 191.5 t，單耗為0.46 m3/t，符合《四川省用水定額》中精煉油先進(jìn)值1.2 m3/t的要求。

表8 工廠用水產(chǎn)品單耗及用水定額分析

4 工廠采取的節(jié)水措施

水不僅是生產(chǎn)過(guò)程中必備的主要輔料，也是最廉價(jià)、采用面最廣泛的冷卻源，同時(shí)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[3]。經(jīng)過(guò)此次水平衡測(cè)試，掌握了工廠各區(qū)域用水量、各環(huán)節(jié)用水量、不明水量，從而可以針對(duì)性地采取相應(yīng)的節(jié)水措施,加強(qiáng)節(jié)水技術(shù)改造，采用閉路水循環(huán)的方式減少耗水量，提高水的重復(fù)利用率。

4.1 有關(guān)鍋爐用水的節(jié)水措施

根據(jù)對(duì)月測(cè)試，鍋爐日均取水量為368.28 m3，占工廠總?cè)∷康?4.57%，位居工廠各區(qū)域取水量第一位，是節(jié)約用水潛力最大的區(qū)域。

鍋爐產(chǎn)生蒸汽后由管網(wǎng)輸送至預(yù)處理、浸出、精煉車間的用熱設(shè)備，釋放潛熱和少量顯熱后還原成高溫的冷凝水,冷凝水熱能占蒸汽熱能的25%左右,采用密閉式冷凝水回收系統(tǒng)對(duì)冷凝水進(jìn)行回收以重復(fù)利用，節(jié)約了鍋爐用水量。無(wú)密閉式冷凝水回收系統(tǒng)的工廠非常值得技改增加密閉式冷凝水回收系統(tǒng)，節(jié)水節(jié)能效果顯著。采用密閉式冷凝水回收系統(tǒng)需要注意首先系統(tǒng)要閉式運(yùn)行，防止空氣吸入，經(jīng)常檢查車間疏水系統(tǒng)疏水效果，避免漏汽漏水造成的水的浪費(fèi)和回收率降低。

冷凝水是理想的鍋爐用水，回收冷凝水作為鍋爐給水可以減少鍋爐排污次數(shù)，從而節(jié)省燃料、水的消耗及軟水處理成本，可減少約10%鍋爐除氧排放產(chǎn)生的熱污染，還可減少相應(yīng)煙氣的排放。

4.2 有關(guān)間接冷卻用水的節(jié)水措施

間接冷卻用水日均取水量相對(duì)于工廠總?cè)∷空急葹?4.55%，居工廠取水量第二位。夏季大豆一次浸出水耗控制在138 kg/t(以大豆質(zhì)量計(jì))，冬季水耗控制在 88 kg/t(以大豆質(zhì)量計(jì))。浸出、精煉循環(huán)冷卻系統(tǒng)水量損失包括4部分：蒸發(fā)損失、風(fēng)吹飄水損失、排污損失、泄漏損失。新鮮水的補(bǔ)水量就是這4部分水量損失的總和，采取措施減少這4部分的水量損失，就可以減少用水量。蒸發(fā)損失控制循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)在3～4，降低補(bǔ)充水的用量，不僅節(jié)約水資源，還可以降低排污水量，同時(shí)減少?gòu)U水的處理量。調(diào)整風(fēng)機(jī)風(fēng)葉角度以減少風(fēng)吹飄水損失，在保證冷卻效果的前提下，夏季調(diào)大風(fēng)葉角度，冬季調(diào)小風(fēng)葉角度，氣溫低時(shí)甚至停開部分風(fēng)機(jī)，降低風(fēng)吹飄水損失的同時(shí)降低風(fēng)機(jī)電流，節(jié)水又節(jié)電。循環(huán)冷卻水安裝在線水處理系統(tǒng)，在線監(jiān)測(cè)pH、硬度、電導(dǎo)率等指標(biāo)，添加阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑，隨時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整循環(huán)水水質(zhì)，保證循環(huán)水的水質(zhì)，從而保證循環(huán)冷卻效果，提高進(jìn)出口水溫溫差，從而減少排污水量和補(bǔ)水量。

4.3 有關(guān)產(chǎn)品用水的節(jié)水措施

產(chǎn)品用水取水量相對(duì)于工廠總?cè)∷空急葹?5.19%，居工廠取水量第三位。夏季精煉一級(jí)大豆油水耗控制在92 kg/t(以大豆原油質(zhì)量計(jì))，冬季水耗控制在 75 kg/t(以大豆原油質(zhì)量計(jì))。精煉車間工藝用水主要是水化脫膠所用軟水，改造管路收集加熱管路的蒸汽冷凝水回收至熱水罐，從而減少軟水補(bǔ)充量。水洗離心機(jī)排出的水洗廢水回收利用，補(bǔ)充至水化脫膠工序，作為水化脫膠工藝用水，既減少了補(bǔ)水量，又降低了廢水處理成本。水環(huán)泵所排冷卻廢水，改造管路補(bǔ)充至精煉車間冷卻塔，作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充用水，可減少冷卻塔循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水量，同時(shí)降低廢水處理成本。

4.4 有關(guān)不明水量的節(jié)水處理措施

4.4.1 不明水量情況分析

本次水平衡測(cè)試發(fā)現(xiàn)工廠存在一定比例的不明水量，全年累積起來(lái)是不小的浪費(fèi)，所以必須采取措施減少或杜絕不明水量。水平衡測(cè)試不明水量情況統(tǒng)計(jì)見表9。

表9 水平衡測(cè)試不明水量情況統(tǒng)計(jì)

由表9可知，雖然不明水率均小于5%，但是每天有20 m3及以上的水量不明流失，每月有681 m3水量不明流失。因此，必須采取措施找到不明水量流失的原因并加以解決。

4.4.2 不明水量解決措施

由于工廠自來(lái)水管道從戶外進(jìn)戶都是地埋管道，廠區(qū)內(nèi)自來(lái)水管網(wǎng)也是走的地下，所以聘請(qǐng)專業(yè)公司專業(yè)人員攜帶測(cè)漏儀對(duì)工廠自來(lái)水地下管網(wǎng)管路進(jìn)行檢測(cè)查漏。經(jīng)過(guò)專業(yè)檢測(cè)，找到了兩處地下管道漏水點(diǎn)，一處是管道腐蝕漏水，另一處是管道接頭處地面下沉導(dǎo)致接頭松脫漏水。經(jīng)地面開挖、修復(fù)管道漏水點(diǎn)，解決了廠區(qū)地下自來(lái)水管網(wǎng)漏水問(wèn)題。所以，若發(fā)現(xiàn)工廠存在不明水量，要使用專業(yè)測(cè)漏儀檢查排查并解決，減少或杜絕不明水量。

4.5 管理措施

在節(jié)水管理措施上，各級(jí)管理人員對(duì)用水管理提高了認(rèn)識(shí)，完善了每日每月水表機(jī)制，落實(shí)了水表抄表當(dāng)班責(zé)任人及當(dāng)班抄表時(shí)間節(jié)點(diǎn)，完善了用水報(bào)表，使管理人員能做到日常關(guān)注用水消耗情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水量消耗異常。

5 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)此次水平衡測(cè)試工作，徹底了解了工廠的供水管網(wǎng)及水平衡情況，找到了用水管理存在的問(wèn)題，落實(shí)用水管理措施，完善用水管理制度，利于節(jié)約用水，降低成本。工廠有必要每3年做一次水平衡測(cè)試，以便找出用水各環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題并加以解決。同時(shí)，因生產(chǎn)技術(shù)、工藝流程和規(guī)模等發(fā)生變化的，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行新的水平衡測(cè)試。推行清潔生產(chǎn)戰(zhàn)略，提高工藝節(jié)水水平，提高水的重復(fù)利用率是今后努力的方向。根據(jù)公司實(shí)際情況，污水車間可以處理二級(jí)中水回用，通過(guò)處理后，達(dá)到城市雜用水標(biāo)準(zhǔn)，用于替代自來(lái)水進(jìn)行沖廁和綠化等，可節(jié)約水資源及水費(fèi)支出。