企業水平衡測試與節水分析

顧愛輝 周 榮 江寶鋒

企業水平衡測試與節水分析

顧愛輝 周 榮 江寶鋒

一、前言

我國是一個水資源緊缺、萬元產值耗水量偏高的國家，也是水資源受污染比較嚴重的國家。隨著社會經濟的高速發展，城市工業用水量日趨增大，水質污染和用水浪費現象比較嚴重，使得有限的水資源供需矛盾尤為突出。就工業企業而言，水不僅是生產過程中必備的主要輔助原料，也是最為價廉、采用面最為廣泛的冷卻源，同時也是生產中保障安全及正常生產必不可少的物質之一。工業企業用水量占整個社會用水量的比重較大，存在的節水潛力巨大。只有通過開展以節水為目的的水平衡測試，才能發現企業在用水、管水、節水方面存在的問題，以采取必要措施來加強用水管理，實現節約用水。

二、企業水平衡測試

（一）水平衡測試概念及水平衡測試依據

所謂水平衡就是指用水經科學測試而明確在供入、使用、消耗、排泄等各個環節中的具體量值，并以此驗證水在供入、使用、排放中所建立起來的平衡關系，從而發現和研究各個用水環節中存在的問題，并有針對性地制定整改方案，提出合理化用水方式，以挖掘節水潛力，提高水的利用效率，達到節約用水的目的。

水平衡測試的依據為：《企業水平衡測試通則》（GB/T12452－2008）、《節水型企業評價導則》（GB/T7119-2006）、《工業企業產品取水定額編制通則》（GB/T18820-2002）、《用能單位能源計量器具配備和管理通則》（GB/T17167-2006）等。

（二）水平衡測試的目的及內容

水平衡測試的目的是通過測試、平衡，加強企業用水管理，提高水的利用效率，以有限的水量創造出更大的經濟價值，使企業用水更合理，水的利用效率更高，創造出更好的經濟效益和社會效益。

水平衡測試的內容：Ⅰ.摸清供排水管網，完善供排水管網圖；Ⅱ.確立不同的用水體系；Ⅲ.確定測試周期；Ⅳ.搜集相關參數及用水相關資料；Ⅴ.各種水量的測試；Ⅵ.測試數據的匯總整理；Ⅶ.綜合平衡；Ⅷ.合理化用水分析及整改方案。

（三）水平衡測試的方法

企業水平衡原則上通過測試計算與數理統計計算相結合的方法進行綜合分析。企業水平衡的具體方法由于行業不同、工藝路線不同、生產設備不同略有差別，但歸納起來大致以直接冷卻水、間接冷卻水、工藝用水、生活用水與補充水、重復利用水為線索，按生產用水系統、輔助生產用水系統和附屬生產系統等用水單元為層面進行平衡，測試涉及面廣，技術含量高，知識涵蓋門類較多，是一個多層面、多視點的復雜網絡綜合平衡。

（四）水平衡測試數學模型

水量平衡基本圖示見圖1。

水量平衡方程式如下:

水量輸出表達式：

水量輸入輸出平衡方程式：

式中：

Vt——系統中總用水量；

Vcy——系統中循環用水量；

Vf——系統中新水量；

Vs——系統中串聯用水量；

Vco——系統中耗水量；

Vd——系統中排水量；

Vl——系統中溢漏水量

三、企業水平衡測試的應用

本文以三菱麗陽高分子材料（南通）有限公司（以下簡稱三菱麗陽）為實例，來剖析企業水平衡測試與節水分析的具體步驟。

（一）企業簡介

三菱麗陽是亞洲最大的綜合丙烯酸樹脂制造企業日本三菱麗陽株式會社的下屬企業。公司生產銷售亞克力粒子（產能40000t/年）、亞克力板材（產能20000t/年）、丙烯酸涂料樹脂（產能4200t/年）。

（二）企業水平衡測試結果

通過對企業水平衡測試數據的整理、計算和合理性分析，企業用水現狀如下：

企業日均總用水量為56241.85m3/d，總取水量643.01m3/d。其中，取用新鮮自來水源577.20m3/d，外購蒸汽65.81t/d；總的回收循環重復利用水量 55598.84 m3/d；冷卻水循環量31699.45m3/d，冷卻水循環率99.49%；工藝水回用量23899.39m3/d，工藝水回用率98.42%；總的回收循環重復利用率98.86%；企業日均排放水量499.23m3/d，排放率為77.64%；日均消耗水量143.78m3/d，消耗水量占總取水量的22.36%。

在企業總取用的56241.85m3/d水中：間接冷卻水日均取用31785.93m3/d，占總取用水量的56.52%；生產工藝用水日均取用24380.01m3/d，占總取用水量的43.35%；生活用水日均取用14.86m3/d，占總取用水量的0.03%；其他用水日均取用57.69m3/d，占總取用水量的0.10%。

（三）存在的問題及節水建議

通過水平衡的測試和對測試結果的評價分析發現企業還有一定的節能、節水潛力，在此提出如下節水建議：

1.關于東片廠區循環水系統方面的建議該循環冷卻水系統單從供用水方面有關數據分析均符合要求，而且還處于較好的水平，但和西片區域的循環冷卻水比較發現存在明顯差異。東片廠區的循環水系統主要是受供水管網牽制，存在瓶頸現象，造成兩臺配置75kW電機的上水泵出水量僅在400m3/h左右，幾乎還不足一臺配置75kW上水泵的出水量。

建議：將循環供水系統的上水泵進出口管接管方式按工藝要求進行擴管處理，增加水的流量。改造完后兩臺上水泵僅需開一臺就能滿足生產中的冷卻循環用水量。另外還可采用變頻調速技術來控制調節水壓和水量，使電動機始終伴隨著生產車間用水工況的變化而自行進行調節，使供用水系統一直處于恒壓、穩定、平衡的運行狀態。

2.關于蒸汽管網方面的建議

供汽管網的供汽能力遠遠大于取用的汽量而導致管網中的蒸汽產生了凝結水源而排掉。由于所排的凝結水設施均在一級總表的后面，對企業來講，無形之中增加了蒸汽的費用支出。

建議：在兩個廠區蒸汽總管分方向輸送處進行串接，串接處停用的汽管管段不拆除，可加裝閥門或加法蘭盲板等予以隔絕，一旦企業的產能擴大，用汽量增加還可再恢復使用。并加裝一只蒸汽二級計量表計（渦街流量計），使兩個廠區的用汽情況分別進行計量和核算。

3.關于蒸汽凝結水回用方面的建議

在測試現場發現有部分設備使用蒸汽后產出的凝結水未進行回收和利用。

建議：排放的蒸汽冷凝水應考慮回收后成為降溫降壓器的噴淋用水，既回用水源，又可多產出蒸汽能量，同時可少用或不用軟水，其中也存在取用自來水制作軟水的成本效益。

四、結語

企業水平衡測試是節約用水的基礎和有效措施，能為城市或地區掌握大量的基礎用水資料，能改變當前各地區用水基數不清、重點不明、發展方向模糊的狀況。能夠使各級政府和主管部門制訂出更合理更科學的節水規劃、用水預測及用水定額等，并制訂出符合當地實際情況的用水規范、標準等，使用水沿著科學的高效用水方向發展

江蘇省水文水資源勘測局南通分局 226006 長江委長江口水文水資源勘測局 200000）

（專欄編輯：張 帆）