桑志剛

摘要：給排水設施設計的合理性、操作性、適應性和可靠性，不僅是環(huán)境保護和水污染防治的基本要求，也是冶金企業(yè)維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提。本文根據(jù)冶金工業(yè)給排水設計系統(tǒng)設計中水量規(guī)范、冶金企業(yè)循環(huán)給水系統(tǒng)的特點等提出了冶金工業(yè)給排水具體設計的措施，為合理設計提供了依據(jù)。

關鍵詞：冶金工業(yè);給排水系統(tǒng);排水設計;措施問題

前 ?言

給排水設施設計的合理性、操作性、適應性和可靠性是冶金企業(yè)維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提，也是環(huán)境保護和水污染防治的基本要求;同時對水處理設施和主要構筑物的設計進行分析，使鋼廠循環(huán)水系統(tǒng)設計更趨合理可行。近年來隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，冶金行業(yè)發(fā)展迅速，但冶金工業(yè)水的消耗量很大，因此，給排水系統(tǒng)的設計對于冶金工業(yè)的建設至關重要，它不僅直接影響冶金企業(yè)的用水效果，而且還與經(jīng)濟效益、環(huán)保密切相關。

一、關于水量規(guī)范

我國的環(huán)境保護法和水污染防治法，對水資源的保護和水污染的控制提出了更加嚴格的要求?！段鬯C合排放標準》（GB 8978-96）和《鋼鐵工業(yè)水污染物排放體準》（GB 13456-2012）中，對水排放量及污染物總量進行限制。因而，對冶金廠的給排水設計和管理提出了更高的要求。為此，在擬定給排水系統(tǒng)和水量平衡時，就應以充分利用循環(huán)水（回水）和減少排放為主導思想。

二、冶金企業(yè)循環(huán)給水系統(tǒng)的特點

循環(huán)供水系統(tǒng)在各類工業(yè)生產(chǎn)中早已普遍應用，不過大多為供水量大、用水點少的情況，個別甚至采用一泵一機的供水形式，系統(tǒng)比較簡單，而冶金生產(chǎn)企業(yè)循環(huán)供水系統(tǒng)通常單臺設備的用水量小，用水點多，安全供水要求高，若考慮不周，將造成設備損壞事故，因此對供水壓力要求嚴格。有的設計者由于對冶金工藝和設備性能的特點了解不深，供水管設計的水壓降過大，致后面的設備水壓不足，甚至形成負壓、無水可供的情況，造成設備損壞。

三、循環(huán)水系統(tǒng)的分類和設置

1.濁循環(huán)水處理系統(tǒng)

濁循環(huán)水系統(tǒng)常用于冶金行業(yè)的煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等單元的煤氣清洗、沖渣、火焰切割、噴霧冷卻、淬火冷卻、精煉除塵等。有時因受到場地限制，但為了方便管理、節(jié)約用地，將高線濁環(huán)水、連鑄二冷水和設備冷卻水的處理，設置合建在一起或采用水質(zhì)分開處理獨立運行方式，高線濁環(huán)水和連鑄排出的濁水含油、氧化鐵皮和其他懸浮物，采用化學除油器處理，并投加絮凝能力強、除效率高的高分子絮凝劑，經(jīng)混合反應后與原水中雜質(zhì)、油滴相互碰撞接觸吸附，使水中油類、氧化鐵皮和懸浮物通過凝聚、沉淀分離出來，達到凈化水質(zhì)的目的。

2.凈化系統(tǒng)

首先，加熱爐水循環(huán)系統(tǒng)，采用加熱爐水余壓直接上冷卻塔冷卻，設置相應的泵組，以降低運行費用，為了滿足安全運行的要求，設置加熱爐事故水塔;其次，設備水循環(huán)系統(tǒng)：設備用水的特點是用水點多且分散，軟水系統(tǒng)的用戶主要是連鑄結晶器，軟水通過結晶器后溫升，冷卻設施采用密閉式的濕式空冷器，通風為引風式，管束安裝為水平管箱式，對管束進行表面噴淋冷卻的冷卻水水源為生活水。凈水和軟水在運行過程中向水體中投加殺生劑、阻垢劑和緩蝕劑，以保證運行水質(zhì)的穩(wěn)定。

3.污泥處理系統(tǒng)

將濁環(huán)水系統(tǒng)、除塵水系統(tǒng)及過濾設施、反沖洗排水的污泥集中處理。則需建1座污泥處理間，分別設置，1）加藥設施，主要是向化學除油器、濃縮機投加絮凝劑，以及向濁環(huán)水投加殺生劑。2）污泥處理，設有3臺板框壓濾機，分別壓濾高線和連鑄濁水的污泥，出液形式為明流，交替進料、壓榨、卸料。包括由帶濾機壓濾除塵含泥污水，由吊車裝車外運。3）濃縮機，主要是利用位能可使?jié)饪s后的含泥污水直接進入板框壓濾機以減少一級污泥提升。

四、具體設計措施

1.供、排水管道采用大阻力、同程式系統(tǒng)大阻力、同程式系統(tǒng)、在供熱、空調(diào)專業(yè)應用較多，在給水處理構筑物中也有應用，如采暖、熱水供應、集中空調(diào)和給水處理的大阻力快濾池項目等。這類工程均有出水點壓力要求嚴、用水點多、出水量少的特點。冶金生產(chǎn)企業(yè)循環(huán)供水系統(tǒng)的特點與此類似，適宜于此類技術移植采用。即將進、出水水管的管徑偏大采用，理論上使進、出水干管從起至終點的壓力損失趨近予零，阻力主要集中在沒備部分;管道配置中考慮先供水的設備先排水，后供水的設備后排水，盡量使水在管道中流經(jīng)的距離近似相等。這種配置方式能確保進、出水管壓力基本平衡，供水水量僅隨支管管徑大小而變化，可靠地避免了形成負壓、出現(xiàn)斷水的情況。

2.設備進、出水連接管分別設置閥門、壓力表，由于市場經(jīng)濟的變化多樣及原料供應等多方面的原因，工廠調(diào)整冶煉工藝流程和產(chǎn)品種類的事時有發(fā)生。在設備的進、出水連接管上分別設置閥門和壓力表，可隨時根據(jù)變化了的工況，對供水狀況進行適當微調(diào)，并可實測相關數(shù)據(jù)，以累積經(jīng)驗，滿足生產(chǎn)需要。

3.設置供水壓力略小于循環(huán)水泵的備用水源，由于我國電力供應仍比較緊張，循環(huán)水泵一般不設雙電源和應急電源，臨時斷電在所難免，故需設置供水壓力略小于循環(huán)水泵的常高壓備用水源。與此配套，還需在供水干管上設置閥門及逆止閥、壓力表和斷水報警裝置，排水干管上設應急外排旁通管和閥門。采取了上述措施，正常工作時，由于循環(huán)泵工作壓力大于備用水源壓力，備用水源供水管關閉;停電時，斷水報警系統(tǒng)動作，備用水源開通，即可保證設備安全運行。

4.安裝調(diào)速裝置

循環(huán)水系統(tǒng)擔負著選冶金企業(yè)主要設備用水的供給，輸送水流量較大，電耗較高，如何減少循環(huán)水系統(tǒng)不必消耗的電力，是應引以重視的一個問題。特別當選擇系列較多，而循環(huán)水泵工作臺數(shù)較少時，一旦系列變化循環(huán)水泵往往不是在高效率區(qū)間工作。為此，建議循環(huán)水泵配置調(diào)速裝置，根據(jù)生產(chǎn)系列的變化，調(diào)節(jié)環(huán)水泵的轉速，使送出流量滿足循環(huán)水量要求，并使水泵在高效區(qū)間工作，盡量避免采取調(diào)節(jié)閘閥消耗能量，同時不致因選擇系列的變化，而引起工作系列水量水壓的波動。

五、主要設備構筑物

除油沉淀池，是濁環(huán)系統(tǒng)的關鍵設備，其特點是除油池與沉淀池合二為一。凈環(huán)系統(tǒng)的旁濾器，凈環(huán)系統(tǒng)采用開放式循環(huán)冷卻水，不可避免會將空氣中的塵埃帶進系統(tǒng)。隨著科學技術的進步，近年來微孔過濾技術已在國內(nèi)鋼鐵企業(yè)水處理中得到廣泛運用，它最大的優(yōu)點是可直接安裝在壓力管道上，反沖洗時利用管道內(nèi)的水，實現(xiàn)無需外部動力且管道內(nèi)的水不會斷流，操作簡單。

六、關于循環(huán)水設施的平面布置

確定工業(yè)循環(huán)水處理站的形式，主要是確定循環(huán)水處理站是采用泵房還是露天泵場的形式。采用泵房，水處理設備設于室內(nèi)，便于今后日常運行管理及設備的維護、檢修和保養(yǎng)。采用露天泵場，便于設備和管道的布置，并可節(jié)約土建的造價，一般工業(yè)循環(huán)水處理站總的土建造價約為整個站房的40%～50%，大型泵房可占土建總投資的30%～40%;但設備處于室外露天條件，日曬雨淋對設備本身不利，另外運行管理及設備的維護、檢修和保養(yǎng)等工作條件較差。

七、結束語

給排水設施設計的合理性、操作性、適應性和可靠性是冶金企業(yè)維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提，也是環(huán)境保護和水污染防治的基本要求;設計和生產(chǎn)管理的協(xié)調(diào)配合才是促進生產(chǎn)技術不斷完善、不斷發(fā)展的有力保證。給排水設施設計的合理性、操作性、適應性和可靠性是冶金企業(yè)維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提，也是環(huán)境保護和水污染防治的基本要求;所以，設計人員在設計時應綜合考慮技術、工程投資等各方面的因素，通過經(jīng)濟技術比較，確定安全可靠的方案，選用質(zhì)優(yōu)、價廉的給排水設備，為廠方提優(yōu)質(zhì)的設計。

參考文獻：

[1]黃麗，李宇瑩.鋼鐵廠循環(huán)水處理系統(tǒng)設計研究——結合某鋼鐵廠改造工程實例[J].科技資訊.2008（15）.

[2]陳瑜.冶金工業(yè)給排水設計措施問題的探討[J].中國科技信息.2007（05）.