以資源化為基礎的循環(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：對節(jié)能降耗、資源化下的整個水系統(tǒng)管理的創(chuàng)新途徑措施展開分析研究，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)設備管理，運行集控管理，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管理等方面探討管理創(chuàng)新途徑，實現水系統(tǒng)管理突破，提升水系統(tǒng)整體管理水平，實現全系統(tǒng)節(jié)能降耗，資源化發(fā)展，達到最經濟的綠色環(huán)保運行狀態(tài)。
關鍵詞：節(jié)能；資源化；創(chuàng)新管理；降耗
0 引言
節(jié)能降耗、資源化是我國可持續(xù)發(fā)展的一項長遠發(fā)展戰(zhàn)略，是我國的基本國策。近年來，我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排工作雖然取得了很大進步，但是在產業(yè)水平、先進技術應用、循環(huán)經濟等方面與國際先進水平相比仍有一定差距。我國鋼鐵工業(yè)只有加快節(jié)能減排的步伐，才能縮短與國際先進企業(yè)的差距。鋼鐵企業(yè)作為用水大戶，通過科學管控管理，合理的用水來提高水資源的利用率是鋼鐵企業(yè)達到節(jié)能減排的關鍵。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和水量，規(guī)范循環(huán)水有序排水，并在生產工藝中盡可能地選用先進的技術和節(jié)能設備，淘汰高能耗低效率的設備，來實現水量實時平衡和科學用水，如何改善水系統(tǒng)的現狀，是我們現階段首要的任務。
1 公司水系統(tǒng)概況
我公司擁有龐大的水系統(tǒng)來維持各生產線的正常運行，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)。
生產水來源主要有自采新水、外購新水、外購中水及自產中水，近年來，外購中水用量、河水量逐年增加，地下水取水量逐年降低，噸鋼耗新水達到行業(yè)先進行業(yè)。
為推進水系統(tǒng)管理破解技術難題，保證生產長周期穩(wěn)定，優(yōu)化生產管理和生產技術，對水系統(tǒng)各方面工作的推進，以滿足主體生產單位的需求。
通過科學合理的用水來提高水資源的利用率是鋼鐵企業(yè)達到節(jié)能減排的關鍵。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和水量，規(guī)范循環(huán)水有序排水，并在生產工藝中盡可能地選用先進的技術和節(jié)能設備，淘汰高能耗低效率的設備，來實現水量實時平衡和科學用水，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)設備管理創(chuàng)新策略
（1）實現集中控制后通過對設備的清潔，清掃工作讓設備、工裝的磨損、噪音、松動、變形、滲漏等缺陷暴露出來，及時排除。
（2）通過潤滑管理，減少設備運轉部分零件過度磨損、溫度過高造成硬度、耐磨性減低、甚至形成熱疲勞和晶粒粗大的損壞。
（3）對設備環(huán)境要持續(xù)的清潔清掃，保持設備初始環(huán)境，減輕設備的腐蝕，減緩設備的衰老。
（4）以狀態(tài)監(jiān)測診斷技術為基礎，推行預防預知維修。實行預防、預知維修的方法是從設備設計制造時就要考慮設備的狀態(tài)監(jiān)測和可診斷性，為以設備狀態(tài)為基礎的維修提供條件，通過緊固避免部件松動、振動、滑動、脫落而造成的故障；對運行設備推行“質控點”方法，將設備的溫度、位置、壓力、速度、流量、間隙等工藝參數和設備的狀態(tài)調整，使設備長期保持最佳狀態(tài)延長設備使用壽命。
3 循環(huán)水系統(tǒng)冷卻設備優(yōu)化管理
我公司目前運行的冷卻塔共涉及到52個環(huán)路，其中空冷器156臺。水冷卻塔主要分布在煉鐵、燒結循環(huán)水系統(tǒng)共128塔；鋼軋循環(huán)水系統(tǒng)中共74塔，調研分析各冷卻塔運行狀況，發(fā)現在運行溫度、腐蝕、飄水、加藥等方面的問題。由于冷卻塔總數較多，檢修維護力量比較薄弱，當前對冷卻塔檢修維護的速度和進度跟不上冷卻塔設備老化和發(fā)生故障的速度，在目前運行的284臺冷卻設施中，設備總體狀況還有待提升，為了能長期穩(wěn)定而經濟的運行，需要加強對冷卻塔系統(tǒng)的管理，使生產更節(jié)能化、高效化。
（1）各崗位應對現場冷卻塔的運行狀態(tài)和設備情況進行跟蹤檢查，分析不同季節(jié)冷卻塔的溫降水平，摸清運行規(guī)律，并建立相應的報表記錄。以便有針對性的制定冷卻塔檢修維護計劃。確保大多數冷卻塔不欠修，設備運行狀態(tài)良好。并在此基礎上做好濁環(huán)系統(tǒng)更換網格填料后各環(huán)路的運行效果評估。
（2）重點關注改善空冷器的運行狀況，鑒于高爐本體的空冷器均發(fā)生過溫度超標的問題，應該將從空冷器的結構、運行原理等基本元素出發(fā)，分析溫度超標的原因，并進行相應的改進。如做好噴淋水流量的均勻分布和調節(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，制定合理的清洗周期等等。
（3）針對煉鋼軋鋼濁環(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，有效控制了填料坍塌的危險。
（4）推進完善懸浮物指標較差的系統(tǒng)增加過濾器，以提高懸浮物指標，改善水質。
（5）改進現有收水器的形式，使用多波雙功能型收水器。
（6）調整不合理風機葉片的角度，確保風機合理的負荷和風量。
（7）加強對加藥廠家加藥問題的監(jiān)督管理，促使水質指標更上一臺階，減少系統(tǒng)的腐蝕或結垢風險。
4 水系統(tǒng)運行集控
我公司水系統(tǒng)根據產線特點，實現水系統(tǒng)生產運行大集控，通過設計之初，秉承自動化，集成化，規(guī)范化的理念，保證水系統(tǒng)設備的可靠運行，大量采用PID主導的DCS集中控制系統(tǒng)，從現場生產監(jiān)控系統(tǒng)可見，生產設備的運行狀況、數據、重要參數均有嚴密的監(jiān)測。生產異常情況能及時通過自動控制報警系統(tǒng)發(fā)送到相關人員手中。報警信息包括各類設備故障以及水質變化等方面，并具體到報警點的地址、狀態(tài)描述以及相關參數等，確保接收人員可憑報警信息判斷故障的影響程度而做出相應的處理。
集中控制后值班人員相應減少，崗位人員配置高素質精通工藝的技術人員，降低判斷、處理運行過程出現異常故障的時間，保持持續(xù)的生產的穩(wěn)定。
實現集中控制后，設備的點檢和維護工作相應跟上，盡早發(fā)現問題，及時處理，避免控制系統(tǒng)失靈造成事故，以培訓為先導，重視維修管理、技術人才的培養(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腐蝕。腐蝕的形式有均勻腐蝕、點蝕、侵蝕、垢下腐蝕等。腐蝕控制主要對象是間接冷卻循環(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對金屬的腐蝕，因而碳酸鹽硬度既可作為水垢又可作為緩蝕劑來考慮。
（2）減少含氯離子、硫酸根離子等高鹽水進入污水處理廠，科學調配污水處理廠藥劑的投加，提高污水產水品質。還需優(yōu)化循環(huán)水供水管網運行，消除“水錘”隱患，消除管網薄弱環(huán)節(jié)問題。
（3）繼續(xù)加強軋鋼水系統(tǒng)除油管理，潤滑油鹵化后進入循環(huán)水體，導致很多細菌及藻類滋生，污泥在管道內壁沉積，造成管道點腐幾率增加。推進軋鋼對潤滑油的管理，減少潤滑油鹵化后進入循環(huán)水體，降低細菌及藻類滋生，控制污泥在管道內壁沉積，降低管道點蝕幾率。
（4）同時防止電化學腐蝕、二冷及連鑄機結晶器的腐蝕、電化學腐蝕設備及管道。針對電化學的腐蝕，要勤于對管網管道定期檢查，及時對管道進行除銹，涂刷防銹漆和防腐漆，對已經腐蝕嚴重的管道進行新舊更換，合理計劃、有批次的維護就能實現管道延長使用壽命。
6 水處理中心水質管理創(chuàng)新途徑
（1）首先改善石灰軟化處理方式，包括加藥點、加藥方式、加藥量等方面，提高石灰去除硬度的運行效率。將石灰投加點設為混凝池內，石灰軟化與混凝處理同時進行，混凝過程所形成的凝絮能吸附石灰處理中形成的膠體物質成為大顆粒，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，使用過程中PH值需在8.5以上，以便將Fe2+氧化為Fe3+，而石灰處理過程，恰好可以提高水的PH值，將亞鐵鹽氧化為鐵鹽。將石灰通過PLC自動連續(xù)式的方式投入反應池中，延長澄清池運行的沉降時間，使泥渣循環(huán)更充分，令第一反應室有更大的表面積，在水向上流的裝置中保持較高的泥渣層，使水處理反應更穩(wěn)定，提高效率，避免熟石灰浪費。 制備濃度穩(wěn)定的石灰漿，控制系統(tǒng)根據在線pH值自動實時調整石灰投加量，達到最佳反應狀態(tài)，并使PH值更穩(wěn)定，減少對設備的腐蝕性。
（2）針對工業(yè)水含鹽量高的情況，在投加石灰的同時，再投加碳酸鈉（純堿）來去除非碳酸鹽硬度并可控制石灰處理后的碳酸鹽的過剩量。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、硫酸等藥劑費用，提高軟化效率，而且穩(wěn)定了PH值，減少對循環(huán)水管道和冷卻塔的結垢和腐蝕。
（3）通過采用品質更優(yōu)的石灰并合理調整運行方式，結合投加堿處理除碳后，將能夠為冷卻水提供更優(yōu)水質的補水。
7 結語
綜上所述，本文針對節(jié)能降耗資源化下水系統(tǒng)的問題，以及管理創(chuàng)新策略。展開了詳細深入的分析，為以后整個系統(tǒng)的管理工作，提供堅實可靠的保障。更好的服務公司生產需求，提高服務質量，發(fā)揮水系統(tǒng)自身的價值與作用。
參考文獻
[1] 金熙，項成林，齊冬子，工業(yè)水處理技術問答[M].第四版.北京:化學工業(yè)出版社，2010：293-313.
[2] 汪家銘，工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術及應用[J]..石油化工技術與經濟. 2014(01)
[3] 連艷娥，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化及應用[J].石化技術. 2018(02)