孫蓉

5000t/d水泥生產(chǎn)線的給水排水設(shè)計(jì)

Water Supply and Drainage Design in 5000t/d Clinker Production Line

孫蓉

1 概述

水泥廠給排水系統(tǒng)是供給生產(chǎn)、生活及消防用水，是水泥生產(chǎn)線合理利用水資源的一條重要途經(jīng)。調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，實(shí)行計(jì)劃用水，杜絕用水浪費(fèi)，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)建立科學(xué)的用水體系，有效地使用水資源，保護(hù)水資源，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展是我們?cè)O(shè)計(jì)工作者的重要任務(wù)。我院在益陽(yáng)市東方水泥有限公司5000t/d熟料生產(chǎn)線擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中較為全面地體現(xiàn)了節(jié)水、節(jié)電、保護(hù)水資源的設(shè)計(jì)原則，取得了較好的效果。

2 東方水泥有限公司5000t/d熟料生產(chǎn)線擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)方案

益陽(yáng)市東方水泥有限公司5000t/d熟料生產(chǎn)線擴(kuò)建工程的給排水的設(shè)計(jì)范圍是整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)、生活給水排水及消防給水設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容分如下幾個(gè)步驟進(jìn)行：

2.1 用水量

2.1.1 生產(chǎn)設(shè)備總用水量

根據(jù)工藝專業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)提供的資料，生產(chǎn)設(shè)備總用水量約為13176m3/d。其中，生產(chǎn)直流消耗水量：1200.0m3/d；生產(chǎn)設(shè)備循環(huán)冷卻水量：11976m3/d；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)蒸發(fā)、風(fēng)吹等損失水量：312m3/d；旁濾反沖洗損失水量：53m3/d；本工程生產(chǎn)供水系統(tǒng)需水源補(bǔ)充水量：1565m3/d。

2.1.2 生活用水量

生活用水量包括辦公區(qū)及生活區(qū)職工生活用水量：120m3/d。

2.1.3 中水回用水量：96m3/d。

2.1.4 消防用水量

根據(jù)廠區(qū)占地面積，確定同時(shí)火災(zāi)發(fā)生次數(shù)為1次，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3h，消防用水量為540m3/次（50L/s）。

2.2 水源供水量

生產(chǎn)、生活消耗的總水量為1685m3/d，考慮未預(yù)見(jiàn)水量為總用水量的20%，則要求水源平時(shí)供水量為1685×1.2=2022m3/d，消防后48h內(nèi)為2292m3/d。各車間水量統(tǒng)計(jì)及設(shè)備選型見(jiàn)圖1。

2.3 給水水源

新建廠址附近沒(méi)有市政水源供給，也沒(méi)有合適的地表水可以取用，所以水源取自廠區(qū)內(nèi)的深井，用深井潛水泵取水后輸送到廠區(qū)循環(huán)水池及生活、消防水池，供全廠生產(chǎn)補(bǔ)充水、生活用水及消防用水。

2.4 給水系統(tǒng)

為充分利用水資源,降低成本，設(shè)計(jì)中將給水分為兩個(gè)系統(tǒng)，即生產(chǎn)循環(huán)給水系統(tǒng)及生活、消防給水系統(tǒng)。

2.4.1 生產(chǎn)循環(huán)給水系統(tǒng)

生產(chǎn)設(shè)備的冷卻用水采用循環(huán)給水系統(tǒng)，系統(tǒng)中采用玻璃鋼冷卻塔降低循環(huán)冷卻水水溫。循環(huán)回水采用余壓回流至冷卻塔降溫后進(jìn)入有效容積為500m3循環(huán)水池，再由生產(chǎn)循環(huán)給水泵升壓供各生產(chǎn)用水點(diǎn)使用。管網(wǎng)供水壓力不小于0.3MPa，對(duì)水壓、水質(zhì)要求較高的窯尾噴霧用水，采用過(guò)濾器處理、水泵二次加壓后供給。生產(chǎn)水泵設(shè)計(jì)為三臺(tái)，兩用一備，冷卻塔設(shè)計(jì)為兩臺(tái)，考慮到當(dāng)只有熟料線或水泥磨單獨(dú)運(yùn)行時(shí)可只啟動(dòng)一臺(tái)水泵和一臺(tái)冷卻塔，這樣既能滿足生產(chǎn)需要，又可節(jié)約能源。

生產(chǎn)循環(huán)給水系統(tǒng)補(bǔ)充水來(lái)自于廠區(qū)內(nèi)的水源井。為確保循環(huán)水的水質(zhì)，循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置了旁濾設(shè)施。

2.4.2 生活及消防給水系統(tǒng)

該系統(tǒng)供給全廠生活用水、消防用水。供水水源來(lái)自于廠內(nèi)水源井。生活、消防蓄水池有效容積為600m3，水池內(nèi)采取相應(yīng)的技術(shù)措施，以確保消防之儲(chǔ)存水量。消防所耗水量在兩天內(nèi)補(bǔ)充完畢。系統(tǒng)給水由全自動(dòng)供水設(shè)備恒壓變量供給。管網(wǎng)水壓不小于0.25MPa。水池設(shè)計(jì)需考慮高低水位報(bào)警裝置。該系統(tǒng)將形成一環(huán)狀管網(wǎng)，供給全廠生活、消防用水。

水泥主要生產(chǎn)過(guò)程中除煤粉制備以外，所有物料均為非燃燒物質(zhì)，生產(chǎn)及貯存的火災(zāi)危險(xiǎn)性較小。廠區(qū)占面積小于100×104m2，全廠定員小于1.5萬(wàn)人。本工程的建構(gòu)筑物均為水泥工廠生產(chǎn)車間，耐火等級(jí)均能滿足一、二級(jí)耐火等級(jí)的要求，火災(zāi)危險(xiǎn)性煤磨車間為丙類，其余為丁、戊類。根據(jù)本工程最大車間建筑物體積及其耐火等級(jí)和生產(chǎn)類別，確定室外消防用水量為25L/s，室內(nèi)消防用水量為25L/s，同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)按1次考慮，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間以3h計(jì)，則最大消防用水量為540m3/次(50L/s)。消防采用低壓制，保證管網(wǎng)最不利點(diǎn)的水壓不小于10m水柱（從地面算起）。擔(dān)負(fù)消防任務(wù)的生活、消防管網(wǎng)呈環(huán)狀布置，管網(wǎng)的較小能力按最大小時(shí)用水量與消防用水量之和確定，最小管徑不小于100mm。在管網(wǎng)上設(shè)地上式消火栓，間距≤120m，保護(hù)半徑＜150m，并設(shè)醒目標(biāo)志。室外消火栓布置在主要干道附近，距路邊不超過(guò)2m。消防時(shí)，由消防車從室外消火栓處取水加壓滅火。

廠區(qū)需要設(shè)置室內(nèi)消防的建筑物，均設(shè)室內(nèi)消火栓、水龍帶及水槍。

2.5 排水系統(tǒng)

水泥生產(chǎn)線主要用水為生產(chǎn)用水，但生產(chǎn)用水除直接消耗掉的外全部循環(huán)使用，無(wú)需外排。生產(chǎn)廢水主要來(lái)自循環(huán)給水系統(tǒng)中旁流過(guò)濾反沖洗水，量少且無(wú)毒無(wú)害，無(wú)需處理即可排放。

生活污水來(lái)自職工宿舍、浴室、食堂及辦公樓的生活用水，凡有水沖廁所的建筑物，其糞便污水經(jīng)化糞池截留發(fā)酵處理，食堂排水經(jīng)隔油池處理，處理過(guò)的污水由廠區(qū)排水管網(wǎng)收集到污水處理站進(jìn)行生化處理，達(dá)到中水回用的水質(zhì)供廠內(nèi)綠化、道路除塵及礦車的沖洗用。

廠區(qū)主干道邊均設(shè)有雨水排水溝，匯總后排出廠外指定水體。

2.6 管材

2.6.1 生產(chǎn)給水、回水管道

室內(nèi)外生產(chǎn)給水、回水管道一般采用焊接鋼管，焊接連接或法蘭連接。

2.6.2 生活、消防給水及生活排水管道

室外生活、消防給水管道均采用PE給水管，熱熔連接。

室內(nèi)外生活排水管道均采用UPVC排水管，粘接接口。

室內(nèi)生活給水管道均采用PP-R給水管，室內(nèi)消防給水管道均采用鍍鋅鋼管。

2.7 計(jì)量與檢測(cè)

為節(jié)約用水及便于管理，生產(chǎn)車間的給水總管、建筑物生活給水引入管分別裝設(shè)計(jì)量?jī)x表，并在重要的生產(chǎn)用水設(shè)備的適當(dāng)位置安裝水流指示、測(cè)壓和測(cè)溫儀表，以便生產(chǎn)操作和供水計(jì)量。

3 設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化要點(diǎn)

（1）增濕塔噴水由原來(lái)的采用生活水水源改為用經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后的生產(chǎn)循環(huán)水，這樣能使循環(huán)水有更多的新鮮水補(bǔ)充進(jìn)去，較大地改善了循環(huán)水的水質(zhì)。

（2）改進(jìn)了水泥磨工藝，在不影響水泥磨正常運(yùn)行的情況下，取消了消耗水量較大的磨機(jī)筒體淋水，節(jié)約用水量約360m3/d。

（3）生產(chǎn)循環(huán)水回水取消重力回水，采用壓力回水，利用余壓讓循環(huán)水回水直接回到冷卻塔進(jìn)行冷卻后再入循環(huán)水池。這樣減少了一個(gè)循環(huán)水熱水池、一套提升設(shè)備及沿程的檢查井，既節(jié)約了初期投資成本，也節(jié)約了以后的運(yùn)行成本。

（4）將生活及消防供水泵改為全自動(dòng)供水設(shè)備，變頻控制，使得生活及消防共用的給水管水壓能保持在一個(gè)穩(wěn)定的區(qū)間內(nèi)，也節(jié)省了能源。

（5）中水回用：生活污水進(jìn)行處理后再利用，節(jié)水約96m3/d。

（6）設(shè)計(jì)中將公共浴室及職工宿舍的熱水由以前的采用鍋爐供應(yīng)改為用太熱能熱水器提供，衛(wèi)生間潔具全部選用節(jié)水型。

（7）本項(xiàng)目室內(nèi)外生活給水管分別選用PE及PP-R給水管材，排水管選用PVC-U排水管，這類管材均是近幾年開(kāi)發(fā)的，耐腐蝕，使用壽命比普通金屬管長(zhǎng)，價(jià)格低。另外新型管材管道阻力小，也降低了能耗。

4 結(jié)語(yǔ)

益陽(yáng)市東方水泥有限公司5000t/d熟料生產(chǎn)線擴(kuò)建工程于2008年底開(kāi)始設(shè)計(jì)，目前已投產(chǎn)運(yùn)行三年，運(yùn)行穩(wěn)定。設(shè)計(jì)中除生產(chǎn)直接消耗掉的水外，所有的設(shè)備冷卻水全部循環(huán)利用，其循環(huán)率可達(dá)95%以上；生活污水也做到了中水回用。三年來(lái)每年能節(jié)約用水約16萬(wàn)噸，不僅節(jié)約了水資源，也降低了生產(chǎn)成本，為以后同規(guī)模水泥生產(chǎn)線的給排水設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

TQ172.8

A

1001-6171（2012）04-0049-03

通訊地址：合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，安徽合肥 230051；

2012-05-24；

趙 蓮