熱軋節水技術措施的實施淺析

周紅燕

摘 要：節能減排是國家發展的重要戰略目標之一。鋼鐵工業作為重點能耗產業之一，是節能減排的重點，而熱軋廠作為能耗占15%左右的重要部分，是節能減排中的關鍵。“環境經營戰略”的發展離不開“開源節流”，節約工業新水用量，減少工業污水的排放量，降低環境負荷，實現有償經營是國家的戰略方向，也是鋼鐵企業水系統追求的目標。簡要分析了目前鋼鐵企業熱軋廠內部常規的節水方式，并闡述了熱軋廠已經采取的技術措施，以期為實際生產和今后工程建設提供參考。

關鍵詞：節能減排；環境經營；節水方式；熱軋廠

中圖分類號：TQ085 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.144

節能減排是整個國家的戰略發展目標之一，而鋼鐵工業作為重點能耗產業之一，是落實節能減排工作的重點。節約工業新水用量，減少工業污水的排放量是鋼鐵企業水系統的工作目標。

節能減排不僅要注重對工業污水的處理和回用，更重要的是采取合理的用水方式在生產環節中真正實現一水多用、串接用水和節約用水，實現用水與排水之間的平衡。因此，用水方式應是水系統節能減排工作的研究重點。本文簡要分析了熱軋廠內部常規的用水節水方式，并提出了一些可行性建議，以期為實際生產和工程施工提供參考。

1 所有污廢水都是水資源

要想實現鋼鐵企業工業水系統的節能減排，就必須要認識到“所有污廢水都是水資源”。在生產過程中，所有的污水和廢水都是水資源，都是可以回收利用的，有些可以直接利用在另一個生產環節中，而有些則需要經過適當的處理后再加以利用。在生產過程中，只有不合適的用戶，沒有不合適的水資源。在節能減排工作中，首先要研究用水方式，為這些所謂的“污廢水資源”尋找合適的用戶。根據節能減排的要求，熱軋廠梳理了所有的外排水，安排專門的責任人跟蹤并逐步整改、回收、利用它們。

2 水量平衡是實現節能減排的重要方式

對于鋼鐵企業的水系統，應該在滿足生產要求的前提下實現用水與排水之間的平衡。平衡的用水方式既不會有多余的工業污廢水被排放，又可以盡量減少新水的需求量。在理論上，工業新水只用于補充因蒸發、飄散、排污和漏損等造成的循環水系統的水量損失，是一種完全理想的狀態。雖然在實際應用過程中可能難以實現，但是，應當采取各種技術措施使其盡量接近理論值。因此，熱軋廠成立了水耗小組分析水量平衡方面的內容，并根據以往的用水量估算噸鋼在軋線的蒸發量，從而建立初步的水量平衡計算表和公式。

目前，熱軋廠的水量平衡情況（以某產線2013-04為例）如表1所示。

表1 1580產線水量平衡情況

進入系統的水量 系統損失的水量 平衡

情況

工業水補新水總量 過濾水進入系統量（計量） 加熱爐水封進入系統（估計） 電導

排污

（計量） 串級

排污

（計量） 雨排水（估計） 冷卻

塔蒸發（理論） 軋鋼蒸發損失量 其他

漏水

（估計） 含有

廢水

（計量） -2 461.00

A 77 172 21 084 0 3500 11 366 0 0 0

B 2 944 0 10 282 38 631 0 0

C 1 017 19 765 0 10 315 2 000 8 819

計算依據：1.噸鋼蒸發按0.15 t/t；2.B/C系統冷卻塔溫差按照△t=2；3.A系統冷卻塔溫差按照△t=3

3 常規用水方式的分析和建議

用水方式包括確定用水水量、用水水質、用水制度和水力平衡等。按照用水水質，鋼鐵企業內主要有工業新水、純水、凈循環水、純水循環水、濁循環水和串級水等；按照用水制度，可分為連續用水制度和間斷用水制度。下面，針對這幾個問題分析和探討了熱軋廠內部的常規用水方式。

3.1 工藝設備循環水用水的水質要求

3.1.1 情況分析

在工程設計階段，一般是由冶金專業設備供貨商對設備冷卻水的水質提出要求。如果碳酸鹽硬度（CaCO3）、總含鹽量等水質指標的要求過高（要求供水碳酸鹽硬度、總含鹽量低），就會降低循環水系統的設計濃縮倍數，使補水量增大，噸鋼工業新水耗量增大。特別是產線汽化冷卻純水系統，對水質的要求特別高。以除氧器出水pH值為例，2007年投產初期指定的指標為：標準值為8.5～9.5，期望值為9.0～9.5.但是，在實際運行過程中，受啟停加熱爐和保養的影響，出水pH值一直在10左右，而對應的加熱爐內爐水的pH值要求為9～11，基本滿足要求。如果嚴格遵守指標要求，就需要排水，會浪費大量的純水。

3.1.2 建議

鑒于此，應該根據實際生產情況和汽包打開情況適當調整，而且水處理加藥的目的是改善水質。制定水質指標主要是為了保護設備，減緩腐蝕或結垢，延長設備和配管的使用壽命，但這些需要與其他設備配套使用。如果直接提高設備的用水指標，會增加水處理投資費用，而且工業新水補水量也會上升，不符合當前社會節能減排的發展要求。因此，建議在確定工藝用水水質的情況下，根據設備和配管的材質、循環水水質、用水制度，再結合投加水質穩定藥劑因素，與專業藥劑水處理廠家共同確定優化水處理加藥方案，以滿足用戶的要求。在調整一些諸如pH值等指標的量化參照值時，要放寬具體的數值要求，提高一些設備包括中間配管所能承受的腐蝕和結垢的允許值。

根據實際生產情況調整循環冷卻水含鹽量指標值，可以直接提高循環水系統的濃縮倍數，大幅度降低循環水系統強制排污水量和新水補充水量。這對于水系統節能減排工作的落實有重要的意義。

3.2 加大串級水的使用量

3.2.1 情況分析

熱軋廠濁循環冷卻水系統常被用于軋輥、輥道、除鱗和帶鋼層流冷卻等單元中。濁循環冷卻水系統回水經沉淀、加藥、過濾處理后冷卻，不斷循環使用。而冷卻水通過沉淀池構筑物、冷卻塔時不斷蒸發，循環水中的鹽類不斷被濃縮，含鹽量不斷增加。目前，將回用水作為濁循環水系統的補充水是普遍的串接用水方式。

實際上，熱軋廠除了將清循環系統直排水作為濁循環水系統的補充水外，設計中沒有其他的串級利用方式。這樣做，清循環系統中需要大量補水，濃縮倍數一直處于1.5左右的低水平運行，而且還需要不斷投入加大量的藥劑來穩定水質。

3.2.2 建議

遵循“節水環保，工業用水串接”的使用原則，將濁循環系統的補充水由工業水改為寶鋼串級水，同時，減少清循環系統的直排用量，比如產線的軋制油冷卻用水，減少清循環系統的水量損失，降低系統成本，以達到節能減排的目的。

3.3 查跑、冒、滴、漏的重要性

3.3.1 情況分析

由相關分析可知，目前，熱軋清循環系統的節能潛力巨大，它是熱軋節水的重點系統之一，而系統中的“跑、冒、滴、漏”等問題則會直接影響節能減排的效果。

按照理論內容，清循環作為一個半密閉循環系統，除了蒸發、濃縮排污、過濾器反洗和風吹飄散損失外，系統中沒有其他較大的損失量。按照系統循環量和溫差理論值計算，得出系統日補水量為2 500 m3左右。但是，系統實際日補水量（同樣以2013-04為例）如圖1所示。

圖1 系統實際日補水量

從圖1中可以看出，平均補水量在3 800 m3左右，與理論值有較大的差距，差距部分為非正常消耗的“跑、冒、滴、漏”等。由此可知，這部分水量非常可觀，必須要引起工作人員的高度重視。

3.3.2 建議

從水系統節能減排的角度考慮，鑒于現場的實際情況（儀表冷卻用水對水質要求較高、單個用水點用量小且分散，回收不經濟，必須要直排外），可以考慮回收較大的用水點；對一些對水質沒有特別要求的用戶，可以考慮降低水質要求，減少用量。同時，在工作過程中，要加大對“跑、冒、滴、漏”問題的檢查和自查力度，從而為節能減排工作貢獻一份力量。

4 熱軋節能減排的技術措施

4.1 建立各產線的水量平衡公式

隨著社會的進步，節能減排方面的壓力越來越大，管理也越來越細致。因此，熱軋廠專門成立了水耗小組，定時分析和匯報水量平衡情況，一旦發現不平衡的系統，則要及時查找原因。

4.2 控制不影響系統安全的指標

針對汽化冷卻純水系統水質要求過高的問題，與能環部和

藥劑供應廠商等專業部門協商后，將除氧器出水pH值達到10作為監視指標，不對系統水進行置換處理，盡量減少純水的排放量。另外，汽化冷卻系統聯氨的控制指標由20～100 ppb調整為控制20 ppb下限，不控制上限。

4.3 加大串級水的使用量

加熱爐水封槽用水主要是對加熱爐活動梁柱進行水封，避免高溫氣體混合物從爐底泄漏出來，而且對水質的要求也不高，使用完成后水溫會升高，而且還會夾帶大量的氧化鐵皮。為了節約工業水的用量，熱軋廠已經將原來加熱爐水封槽用水由原來的工業水改為濁循環系統水。

由于有蒸汽產生，汽化冷卻系統中的雜質不斷濃縮。為了保證系統水質，必須要對系統進行必要的表面排污處理。因為排污水的水溫比較高，當pH值達到11左右時，離子濃度比較高，原設計將這部分水直接回收到濁循環系統，但是，與藥劑廠商討論，并多次試驗發現，這部分水完全滿足清循環系統的水質要求，所以，熱軋廠將汽化冷卻排污水由原來進入濁循環系統改為進入清循環系統，將其作為清循環系統的補充水使用。

4.4 減少跑、冒、滴、漏的水量損失

通常情況下，清循環水池作為系統的送水泵池，保有水量要保持在3 000 m3左右。由于清循環泵池地基不均勻沉降等問題，導致該池出現泄漏。泄漏部分清循環水直接滲漏進入了地下水，浪費了大量的資源。由于該系統負擔著整條軋線的間接冷卻用水，除年修外，系統無法停運檢修。為了解決這一問題，熱軋廠與設備部多次協商，制定了池外開挖，強行帶水補漏的施工方式，并對清循環水池進行堵漏。實施完成后，基本解決了泵池泄漏的問題，節約了大量的水資源。

4.5 局部小用戶點水量控制

局部小用戶點的水量控制一直是熱軋廠面對的一個難題，如果回收，由于非常分散，需要敷設大量的小管道，不經濟，而且還會影響冷卻效果。目前，熱軋廠針對不同的用戶采用了不同的措施來控制水量，比如鐵皮坑水泵軸封冷卻水，由于鐵皮坑是整個濁循環系統的咽喉，水泵不能停運，即使使備用水泵，其也需要隨時處于可立即投運的狀態。但是經過與設備人員和水泵生產廠家的討論發現，目前水量還有調小的余地。經過多次試驗，將這部分用水量減少了1/3左右。因為煤氣加壓機備用機能夠遠程開啟冷卻水，所以，可直接關閉備用機用冷卻水。

針對汽化樓給水泵、純水泵軸封冷卻用水和汽化冷卻系統取樣冷卻器用清循環水的回收，考慮改造3號加熱爐。為了避免重復施工，可將這部分水量的回收并入3號加熱爐改造工程中進行。目前，設計已經考慮好，但未完全實施。

5 結束語

熱軋廠水系統采取了多項措施后，節省了大量的珍貴水資源，降低了生產成本，減少了噸鋼新水耗量。保護環境和防治污染是鋼鐵企業發展的責任與義務。節能減排工作是一項復雜的系統工程，不但需要統籌考慮，更需要全產線、各部門的相互配合，在日常生產中找到節水點，從而開展相關工作。