熱處理車間節水措施分析簡述

馮廣財

機械工業第五設計研究院設總部，天津 300190

0 引言

眾所周知，水資源短缺是我國的基本國情。我國人均水資源少（不足2200m3）約為世界人均水資源占有量的1/4；全國水資源分布不均衡，總體上分布形式是南方多，北方少；同時，也存在年際降雨的變化較大，近年來水災旱災頻繁出現。目前，我國的水資源利用情況是：水資源利用率整體不高、水資源利用方式粗放、節水意識淡薄。隨著工農業的快速發展，水資源問題日益突出，已嚴重制約了經濟社會的可持續發展。

節水是指采取現實可行的綜合措施，減少水的損失和浪費，提高用水效率，合理和高效利用水資源。我國政府已相當重視節水措施的推行，節水將作為我國經濟社會可持續發展的一項重大國策長期堅持，“十一五”期間就已明確提出建設節水型社會的規劃。節水型社會的建設包括農業、工業、建筑業及第三產業等各行各業的建設，工業節水僅為節水型社會建設的一個方面。所謂工業節水是指通過加強管理，采取技術上可行的，經濟上合理的節水措施，減少工業用水量和取水量，提高用水效率，合理利用水資源，保證工業和經濟的可持續發展。

1 熱處理裝備節水措施

1.1 工藝設備

1.1.1 加熱設備

熱處理加熱設備用水主要是設備冷卻用水，用來吸收或轉移加熱設備的多余熱量，以保證設備的正常工作。設備冷卻水屬于間接冷卻水范疇，在熱處理車間內應用較為普遍，例如氣體滲碳爐循環風扇軸承的冷卻、鹽爐電極的冷卻、真空爐爐體及真空泵的冷卻、感應加熱設備電源及感應器的冷卻等等。為減少工業用水量，達到節水的目前，在設備選型時應注意節能節水型設備的選擇。譬如在高頻感應加熱設備中，全固態高頻設備與電子管式高頻設備相比冷卻水用量較少，節水效果明顯。例如同樣是80kW的輸出功率，電子管式振蕩器冷卻水耗量9.6m3/h，晶體管逆變器冷卻水耗量僅為2.4m3/h。

1.1.2 清洗設備

熱處理工廠污水的產生主要是在零件清洗工序，相對于涂裝、化工等行業熱處理行業污水的排放量很少，也沒有相關的強制性規定要求熱處理工廠內單獨建設污水處理系統，因此即使是大型國有熱處理工廠也很少有單獨建設的污水處理系統。大部分國有工廠選擇將污水收集后定期送到專業的污水處理公司來處理，而相當一部分民營企業則利用目前監管不完善的漏洞選擇將污水偷偷直接排放，造成了附近水資源的污染。避免污水直排現象的發生，除相關環保部門加大監管力度外，節水、環保知識的普及與宣傳也是必不可少的，同時行業內也應該加大環保型清洗設備的推薦和普及。

熱處理清洗設備種類很多，總體上可大致分為以下三種：一般清洗設備、超聲波清洗設備、脫脂爐清洗設備、真空清洗設備。真空清洗設備屬于環保型清洗設備，是采用對金屬切削液、防銹油和淬火油等有良好溶解性的環保型碳氫化合物為清洗劑，通過在真空狀態下用溶劑和溶劑蒸汽對工件進行有效清洗，然后真空負壓干燥工件，同時再生裝置在真空負壓狀態下對溶劑進行蒸餾，并冷凝回收溶劑，廢液分離后單獨排出。設備在選擇過程中，環保節能型設備應該是首先推薦和考慮的，然而并不是所有的工件均適合采用真空清洗設備，具體選擇何種清洗設備，這與零件對潔凈度要求、生產方式、生產批量及工件外形尺寸等多種因數相關。

1.2 循環冷卻水系統

循環冷卻水系統分為密閉循環冷卻水系統和敞開式循環冷卻水系統。與傳統的敞開式循環冷卻水系統相比，密閉循環冷卻水系統優勢明顯，冷卻水在設備內閉路循環、水質干凈、無雜物進入，冷卻系統不需要另設水池，設備電力安裝容量小，體積小、安裝方便等，尤其是節水效果顯著。

下面以流量100m3/h設備冷卻水為例對不同的循環冷卻系統（密閉循環冷卻水系統與敞開式循環冷卻水系統）的耗水量進行簡單計算比較。

前提假設：設備冷卻水流量100m3/h，設備年時基數5230h（一般熱處理設備、三班制），設備利用率85%。

1）開式冷卻塔耗水量為：噴淋水的飄逸量+水池蒸發量（流量越大、水池越大、水的蒸發量越大，耗水越多）

開式冷卻塔噴淋水飄逸率為2%～3%；

年耗水量=100m3/h×2%×5230h×85%=8891m3。

2）閉式冷卻塔耗水量為：噴淋泵所噴淋到冷卻管上的水的飄逸量，無水池不存在水池蒸發量。

閉式冷卻塔噴淋飄逸率為0.1%～1%；

年耗量=46m3/h×1%×5230h×85%=2045m3。

由此可見，在假設條件下，僅飄逸量一項閉式冷卻塔與開式冷卻塔相比，年節水可達6846m3。熱處理車間冷卻循環系統主要包括兩項，一項是上述的設備冷卻水循環系統，一項是淬火介質冷卻循環系統。對于閉式冷卻塔的應用在淬火介質冷卻循環系統中仍然是適用的，而且設備供應商開發出了淬火介質專用的密閉式冷卻器，效果理想，可以推廣使用。

2 管理與宣傳

建立健全節水管理制度，對各工序工位的用水量應做硬性規定，并嚴格監督管理，把節水措施落實到實處。由于水管的老化，對于老車間“跑、冒、滴、漏”現象總是時有發生，這也造成了水資源的大量浪費。只有加強管理將責任落實到部門、落實到個人，才能較少這種情況發生。加大節水宣傳力度，增強員工節水意識，發揮每個人的主觀能動性，真正做到人人參與節水工作。

無論是先進的管理措施還是節水技術，最后的實施者還是企業的員工，所以只有每個員工節水意識提高了，行動上才能自覺落實節水工作。

3 結論

節水型企業就是采用先進適用的管理措施和節水技術，使企業用水效率達到國內同行業先進水平的企業。隨著管理措施的完善、節水技術的成熟，熱處理行業內對節水工作的重視和深入推進，大部分企業達到節水型企業的目標不是遙不可及的。節水型企業的建設不僅可以帶來明顯的社會效益，經濟效益也是相當客觀的。

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