優化生產水運行方式，降低馬鋼新區噸鋼耗新水

潘莉,趙攀

（1馬鞍山鋼鐵股份有限公司能源環保部，2馬鞍山鋼鐵股份有限公司能源總廠，安徽馬鞍山243000）

優化生產水運行方式，降低馬鋼新區噸鋼耗新水

潘莉1,趙攀2

（1馬鞍山鋼鐵股份有限公司能源環保部，2馬鞍山鋼鐵股份有限公司能源總廠，安徽馬鞍山243000）

通過對馬鋼新區水系統的運行情況進行了簡單介紹，并對影響噸鋼耗新水的相關問題的改進過程進行了闡述，為進一步降低鋼鐵企業噸鋼耗新水提供了實踐案例。

水系統;運行方式;噸鋼耗新水

1 前言

鋼鐵企業是用水大戶行業，眾所周知，“水是鋼鐵生產的血液”，近20年來鋼鐵企業的飛速發展導致水資源供需矛盾加劇，使我國水資源面臨著更加嚴峻的考驗，水資源短缺已成為制約鋼鐵企業發展的重要因素。因此，國家要求節約利用水資源，保護水環境，減少污水、廢水外排量或“零排污”，以實現清潔生產和鋼鐵工業的可持續發展。馬鋼新區工業用水及生活水全部取自長江，新區取水口上游各類碼頭和排污口眾多，江面各類運輸船只穿梭往來，區域性重大水質污染的危險因素始終存在，用水安全風險增大。隨著馬鋼新區生產建設規模的不斷擴大，生產用水量隨之增加，節水工作也備受重視，實施了一系列的節水改造。

為了緩和中國水資源供需矛盾，提高用水效率，減少工業廢水對水環境的污染，實現發展與環境的融合，國家經貿委和國家標準化管理委員會發布了5個高用水行業的《工業企業取水定額國家標準》，對鋼鐵行業等實行強制性用水定額管理，促使企業必須采取有效的節水措施。國家在制定了強制性用水定額管理的同時，制定《鋼鐵行業規范條件》，規定噸鋼新水消耗不超過4.1 t。

全文圍繞降低新區噸鋼耗新水的三個主要方面來進行說明。

2 通過運行調控，降低新區噸鋼耗新水

2.1 供水系統

2.1.1 加壓供水泵站

半地下式結構。內設生產-消防供水泵組7臺，總供水能力18000 m3/h；生活供水泵組3臺，總供水能力為840 m3/h，采用變頻技術。水泵均自灌式啟動。

2.1.2 供水管網

以加壓供水泵站為中心呈輻射狀布設。由于馬鋼新區制水廠被布置在新區煉鐵的南側、燒結料場的東側、焦化電廠的北側和煉鋼軋鋼的西側，近似于總體布局的中心位置，體現了“靠近主要用水戶”的設計原則。因此，從加壓供水泵站分別向焦化電廠、燒結料場、煉鐵、煉鋼連鑄、熱軋、冷軋等區域敷設的6路獨立供水管道并環繞各區域，在相鄰區域間設置聯絡管線和聯絡閥，形成最終環狀供水管網；在各生產區域環形供水管線上分別設置2～5個取水TOP點，TOP點后管道在各生產區域內聯通。雖遍及近4 km2的各個角落，主管段的總長度僅為12 km。

這樣設置的優點：

使主要用水戶的接入點基本保持在1km范圍內，不僅有效減少了管阻損失，同時區域環形供水網的多點連通大大提高了供水安全性，使新區的供水管網布設充分體現出經濟合理的特征。

避免雙路供水帶來的占地面積過大、管線過長、投資過大等弊端，供水安全未受到影響；

對一級計量測點的設置做到無遺漏、不重復。

2.2 供排水系統通過運行調控取得的成效

2.2.1 增強計量管理，確保數據統計無誤

計量是能源中心調整控制的依據，也是EMS能源管理系統正常運行的基礎。

目前新區生產水用戶共有27個TOP計量點，基本覆蓋了新區所有生產性工業用水，故這些TOP點計量的準確與否對統計新區用水量，了解其用水分布及噸鋼耗新水指標的影響至關重要，因此加強計量管理是該課題的首要任務亦是重中之重。

（1）每日查看EMS能源管理系統中生產水實績報表，分析各用戶用水變化情況，并計算出日噸鋼耗新水指標，按照指標并結合當日生產情況，對比各計量點在對應的生產狀態下所統計的數值是否正常。若發現有計量點異常，則進一步對能源中心記錄的實時數據曲線進行分析，找出對應異常點的時間段、周期、有無規律等信息，分析出是信號傳輸問題還是儀表問題，并根據分析結果要求設備保障部對計量裝置或信號進行核查，找出異常的根源并盡快恢復。

（2）建立了統一完善的計量運行信息臺帳，記錄各計量點位置、調整變動內容，由于初期各用戶提交的用量較大，造成現在儀表存在“大表走小流量”現象，而水系統儀表一般在用量的三分之二以上的測量范圍內數據是相對準確的，故實施對所有用戶利用便攜式流量計進行現場測量對比，并按照各用戶日常的平均用量分出哪些是長期用量較小的用戶、哪些是用量變化較大的用戶、哪些是用量經常出現超量程范圍的用戶，根據不同的用戶制定不同的措施，例如對于長期用量小的用戶通過變徑、更換小表、調整量程范圍等方法使之數據更加準確；對于用量變化較大的用戶通過加裝機械水表對流量計進行了實施比對，找出實際日總用量，通過對儀表的完善，不僅能夠真實的掌握各系統用水情況，統計系統工業凈水用量，更對噸鋼耗新水的真實性提供了保障，對如何降低該指標提供了依據。

（3）每季度組織對新區各TOP點計量裝置進行一次檢查校核，確保其工作狀態良好。例如一次檢查時發現球團現場流量顯示正常，EMS上流量信號顯示為0，后經與相關廠聯系確認后，發現球團內部一塊表計累計的實際量是區域總量計量，為此經計量處、三鐵總廠與能源廠共同確認后將該計量升為TOP點計量信號上傳至能源廠EMS。

2.2.2 采取有效措施降低制水廠自耗水率

經過數據統計，2013年自耗水率平均為4.70%，分析了影響自耗水率的因素共3大類，并逐一進行了優化處置。

（1）斜管沉淀池排泥水量過大

采取措施：(a)對7#池的37個排泥閥進行排泥并統計排泥所需的具體時間，除沉淀區的4個排泥閥排泥需20 s外，其余排泥閥只需15 s即可將泥排凈。(b)對其余5座斜管沉淀池排泥情況進行統計。(c)對現有排泥時間進行修訂，減少清水排放量。

（2）V型濾池反洗周期短

采取措施：(a)對阻塞值設定進行排查，10座濾池的阻塞值均未達到137就開始反洗；(b)對反洗時間設定進行排查，由于濾池正常7座運行，平均水量只有4000 m3/h，通過逐步延長反洗，最終反洗周期由24 h優化至了30 h對水質無影響。

（3）清水池可能存在溢流現象

采取措施：(a)調取清水池水位變化趨勢，分析后發現確實存在水位達到6.4 m溢流現象，而水調臺的清水池水位報警值為6.5 m。(b)將清水池報警水位由6.5 m改為6.3 m后對清水池水位變化趨勢分析后，未出現清水池溢流現象。

通過以上措施的實施，2014年1～12月份自耗水率平均為3.69%。

2.2.3 核定各用戶的補水量，控制邊排水邊補水現象

做好核定各用戶的補水量工作，尤其是在夏季，及時掌握熱軋、煉鋼用戶用水變化，減少為了降低水溫而大量置換循環水的做法。

表1和表2是分別從主線工藝凈、濁環系統的補水情況的統計，根據同行先進指標核定最佳補水量，不僅為能源廠提供了水量平衡控制依據，還為公司提供了水量考核的依據。

2.2.4 發揮EMS能源管理系統功能，安排系統運行方式，通過降低管網壓力，加大污水處理站并網量

目前新區每日沖地、綠化等輔助用水主要來自工業凈水，這無疑對水造成了極大的浪費，并且由于消防水管網未安裝計量，故該用水增加了系統的管損。針對其用水水質要求不高的特性，并與相關單位充分溝通后，在公輔污水處理站出水并網前安裝了專用消防栓，要求新區沖地、澆花用水全部取自污水處理站處理過后的回用水，并會同社會事業部對新區消防水進行監督管理，通過管理每日約用回用水150 t左右，故也是對取新水量每日減少150 t。

每月通過降低生產水管網壓力，加大污水處理站并網量，減少新區取新水量。原污水處理站設計中處理過后的水用于料場、三鐵噴灑用水，但運行后該兩用戶用水量非常少，造成處理過后的新水不得不達標排放，造成了極大的浪費。后期通過對燒結區域用水水質調研，并對污水處理站部分系統進行改造，例如加藥系統改造、斜板沉淀池排泥系統改造等，從而提高出水水質要求，定期進行水質化驗，在出水水質基本符合燒結區域管網用水后，對燒結、料場區域生產水管網和污水處理站出水管網進行了聯通，正式將回用水用于該區域的生產性補水。另外還通過對新區水量月度分析，結合主線廠檢修計劃，合理調整二級泵站供水壓力，由原來長期0.55 MPa左右降低為0.5 MPa，在用水量低于3200 m3/h時，由原來一大一小泵運行改為一臺大泵運行，使新區管網供水壓力保持在0.38 MPa以上，此舉不僅減少了電耗，同時由于管網壓力的降低，從而增大了污水處理站清水池外供水泵的外供水量，加大了污水處理站新水的并網量。2014年1～12月份污水處理站總并網量約為150萬t。

表1 凈循環冷卻水系統技術數據統計m3/h

表2 濁循環冷卻水系統技術數據統計m3/h

2.2.5 要求鐵廠、鋼廠采取節水措施，降低補水量

新區工業循環水系統補水量約占整個用水量的70%左右。故提高系統循環率，通過提高濃縮倍數，減少新水耗量，對于降低噸鋼耗新水量也是比較關鍵的。但隨著濃縮倍數的升高，節水的空間越來越小，而水質控制的難度和成本則會增加，不利于生產用水安全。因此，通過表3可以看出，濃縮倍數控制在3左右，是最技術、最經濟的運行目標。為了使濃縮倍數控制有效，總廠先對本廠凈循環系統進行技術攻關，通過增設水質穩定裝置、藥劑投加方式的改變等，將濃縮倍數控制在最佳范圍內，減少了補水量。

冷卻水的濃縮倍數控制在3的好處：

(a)可以降低補充水的用量，節約水資源；

(b)可以降低排污水量，從而減少對環境的污染和廢水的處理量；

(c)可以節約水處理劑的消耗量，從而降低冷卻水處理的成本。

表3 循環冷卻水濃縮倍數與節水量、排污水量的關系m3/h

注：冷卻水系統循環水量為1000 m3/h，冷卻水進出口溫差為5.5℃，循環冷卻水水質穩定。

2.2.6 管理措施

通過完善管理制度強化工藝操作紀律，根據用戶的生產計劃調整供水方式,加強對各水池水位的監測和控制，防止因人為因素而造成非正常溢流,同時加強設備巡視點檢、定期切換，利用各種檢修機會對供回水管道溝渠進行清理疏通，防止因設施堵塞造成系統溢流;另外為提高冷卻設施的處理效果加強了對閥門、噴淋設施的維護與管理，根據季節不同和循環水量及時合理地進行調整，確保供水溫度，避免因供水溫度過高而強制補水造成新水浪費,加大動力監察力度，杜絕私接、亂接、亂引及盜水現象，對違反管理規定行為必須進行嚴厲處罰和打擊，確保動力能源使用的正常管理秩序。通過組織開展以節能減排為目的的勞動競賽活動，充分發動職工深入開展群眾性合理化建議、技術攻關活動，圍繞工序節能，解決結構節能中的關鍵技術問題等手段，取得了明顯的節能效果。

2.3 馬鋼新區新水消耗高的原因分析及下一步采取的措施

雖然馬鋼新區供排水系統近一年來取得了一定的進步，噸鋼耗水指標雖比以前有長足進步，但與寶鋼、萊鋼、濟鋼等國內用水先進企業相比仍有較大差距，在水資源節約、環境保護成為基本國策的今天，節水及水污染問題仍然十分突出，還需加大系統改造與新技術開發力度。

2.3.1 原因分析

馬鋼新區建成了較完善、先進的循環供水系統。但其新水耗量大、循環率不高的問題仍十分突出。其原因如下：

(1)馬鋼新區循環供水系統運行管理水平還不高，亟待改進。

(2)各循環水系統的補充水量過高。一方面有些系統水質還在一定程度上不能滿足主體廠用水的要求，特別是主線生產節奏加快，矛盾更加突出，有時水質、水溫雖然達到或超過設計標準，往往采用置換水的辦法來解決，由此加大了系統的補水量。

2.3.2 降低新水消耗已采取的措施

(1)制定新水消耗定額，加強運行與計量方面的管理，規范對各主體用戶的用水定額管理。同時加強運行管理，真正實現全循環，做到不亂用、亂排。

(2)加強水處理設備、技術、工藝的研究與管理，特別是加強水處理藥劑及水質穩定技術、水的冷卻技術、廢水處理技術等方面的研究與應用，確保主體生產工序對水的溫、壓、量、質的需求，研究采用新型的低磷或無磷配方取代現用的磷系配方，減少排放廢水對環境的污染，提高循環水系統水的循環率。公輔循環泵房通過水質穩定措施使循環率由97%提高至99%。

(3)加強水系統運行成本管理。生產實踐表明，水的循環利用率越高，新水消耗越低，系統運行的綜合水電單耗越高，藥劑投入成本越高。因此，水循環率提高，新水消耗降低，伴隨著供水成本上升，必須加強管理最大限度地降低運行成本。

2.3.3 下一步采取的措施

(1)污水資源化

綜合馬鋼新區的水源環境和國家的政策導向，總廠將污水綜合處理及回用技術作為節水的關鍵措施。目前公輔污水處理站回用水總量占污水處理能力的20%～30%，回用水總量占外排水總量的10%～20%。因此，污水處理的潛力還很大。目前公司正在籌建日處理能力5萬m3／d的綜合污水處理站。屆時將處理后達到回收利用標準的中水進行回用，以減少廢水的排放。

(2)二期項目

隨著新區“十二五”項目的開展，新區用水量也將隨著用戶的增加而增大，一期建設由于用戶提出的水量較大，造成實際運行過程中大管道走小流量現象，管損較大。因此在二期建設中根據一期積累的經驗，對用戶提出的水量需求進行嚴格論證后確定管徑，同步考慮水系統的配套問題，且所采用的工藝、技術、設備不僅滿足主體用水的要求，還要滿足水系統自身安全運行、節水節能及技術先進性的要求。

3 結論

上述措施的采取以及系統管理的加強，2014年馬鋼新區噸鋼耗新水指標達到4.0 m3/t以下，達到了行業內的先進水平。

Optim izing the W ater Operation M ode of M aSteel New Area to Reduce the W ater Consum ption per ton of steel

Pan Li1,Zhao Pan2
(1.The Energy and Environment Dept.of MaSteel;2.The General Power Plant of MaSteel,Maanshan,Anhui 243000,China)

The operation state of the water system at MaSteel New Area is briefly introduced and the improvement process influencing water consumption per ton of steel is described,to provide some practical reference for further reducing fresh water consumption per ton of steel.

water system;operation mode;fresh water consumption per ton of steel

TQ085

B

1006-6764（2015）02-0046-04

2014-12-05

潘莉（1971-），女，畢業于中央電大環境工程專業，給排水工程師，現從事供排水方面管理工作。