5000t/d水泥生產線的給水排水設計

孫蓉

5000t/d水泥生產線的給水排水設計

Water Supply and Drainage Design in 5000t/d Clinker Production Line

孫蓉

1 概述

水泥廠給排水系統是供給生產、生活及消防用水，是水泥生產線合理利用水資源的一條重要途經。調整用水結構，實行計劃用水，杜絕用水浪費，運用先進的科學技術建立科學的用水體系，有效地使用水資源，保護水資源，適應經濟社會可持續發展是我們設計工作者的重要任務。我院在益陽市東方水泥有限公司5000t/d熟料生產線擴建工程的設計項目中較為全面地體現了節水、節電、保護水資源的設計原則，取得了較好的效果。

2 東方水泥有限公司5000t/d熟料生產線擴建工程的設計方案

益陽市東方水泥有限公司5000t/d熟料生產線擴建工程的給排水的設計范圍是整條生產線的生產、生活給水排水及消防給水設計。設計內容分如下幾個步驟進行：

2.1 用水量

2.1.1 生產設備總用水量

根據工藝專業設計專業提供的資料，生產設備總用水量約為13176m3/d。其中，生產直流消耗水量：1200.0m3/d；生產設備循環冷卻水量：11976m3/d；循環冷卻水系統蒸發、風吹等損失水量：312m3/d；旁濾反沖洗損失水量：53m3/d；本工程生產供水系統需水源補充水量：1565m3/d。

2.1.2 生活用水量

生活用水量包括辦公區及生活區職工生活用水量：120m3/d。

2.1.3 中水回用水量：96m3/d。

2.1.4 消防用水量

根據廠區占地面積，確定同時火災發生次數為1次，火災延續時間為3h，消防用水量為540m3/次（50L/s）。

2.2 水源供水量

生產、生活消耗的總水量為1685m3/d，考慮未預見水量為總用水量的20%，則要求水源平時供水量為1685×1.2=2022m3/d，消防后48h內為2292m3/d。各車間水量統計及設備選型見圖1。

2.3 給水水源

新建廠址附近沒有市政水源供給，也沒有合適的地表水可以取用，所以水源取自廠區內的深井，用深井潛水泵取水后輸送到廠區循環水池及生活、消防水池，供全廠生產補充水、生活用水及消防用水。

2.4 給水系統

為充分利用水資源,降低成本，設計中將給水分為兩個系統，即生產循環給水系統及生活、消防給水系統。

2.4.1 生產循環給水系統

生產設備的冷卻用水采用循環給水系統，系統中采用玻璃鋼冷卻塔降低循環冷卻水水溫。循環回水采用余壓回流至冷卻塔降溫后進入有效容積為500m3循環水池，再由生產循環給水泵升壓供各生產用水點使用。管網供水壓力不小于0.3MPa，對水壓、水質要求較高的窯尾噴霧用水，采用過濾器處理、水泵二次加壓后供給。生產水泵設計為三臺，兩用一備，冷卻塔設計為兩臺，考慮到當只有熟料線或水泥磨單獨運行時可只啟動一臺水泵和一臺冷卻塔，這樣既能滿足生產需要，又可節約能源。

生產循環給水系統補充水來自于廠區內的水源井。為確保循環水的水質，循環系統設置了旁濾設施。

2.4.2 生活及消防給水系統

該系統供給全廠生活用水、消防用水。供水水源來自于廠內水源井。生活、消防蓄水池有效容積為600m3，水池內采取相應的技術措施，以確保消防之儲存水量。消防所耗水量在兩天內補充完畢。系統給水由全自動供水設備恒壓變量供給。管網水壓不小于0.25MPa。水池設計需考慮高低水位報警裝置。該系統將形成一環狀管網，供給全廠生活、消防用水。

水泥主要生產過程中除煤粉制備以外，所有物料均為非燃燒物質，生產及貯存的火災危險性較小。廠區占面積小于100×104m2，全廠定員小于1.5萬人。本工程的建構筑物均為水泥工廠生產車間，耐火等級均能滿足一、二級耐火等級的要求，火災危險性煤磨車間為丙類，其余為丁、戊類。根據本工程最大車間建筑物體積及其耐火等級和生產類別，確定室外消防用水量為25L/s，室內消防用水量為25L/s，同一時間內的火災次數按1次考慮，火災延續時間以3h計，則最大消防用水量為540m3/次(50L/s)。消防采用低壓制，保證管網最不利點的水壓不小于10m水柱（從地面算起）。擔負消防任務的生活、消防管網呈環狀布置，管網的較小能力按最大小時用水量與消防用水量之和確定，最小管徑不小于100mm。在管網上設地上式消火栓，間距≤120m，保護半徑＜150m，并設醒目標志。室外消火栓布置在主要干道附近，距路邊不超過2m。消防時，由消防車從室外消火栓處取水加壓滅火。

廠區需要設置室內消防的建筑物，均設室內消火栓、水龍帶及水槍。

2.5 排水系統

水泥生產線主要用水為生產用水，但生產用水除直接消耗掉的外全部循環使用，無需外排。生產廢水主要來自循環給水系統中旁流過濾反沖洗水，量少且無毒無害，無需處理即可排放。

生活污水來自職工宿舍、浴室、食堂及辦公樓的生活用水，凡有水沖廁所的建筑物，其糞便污水經化糞池截留發酵處理，食堂排水經隔油池處理，處理過的污水由廠區排水管網收集到污水處理站進行生化處理，達到中水回用的水質供廠內綠化、道路除塵及礦車的沖洗用。

廠區主干道邊均設有雨水排水溝，匯總后排出廠外指定水體。

2.6 管材

2.6.1 生產給水、回水管道

室內外生產給水、回水管道一般采用焊接鋼管，焊接連接或法蘭連接。

2.6.2 生活、消防給水及生活排水管道

室外生活、消防給水管道均采用PE給水管，熱熔連接。

室內外生活排水管道均采用UPVC排水管，粘接接口。

室內生活給水管道均采用PP-R給水管，室內消防給水管道均采用鍍鋅鋼管。

2.7 計量與檢測

為節約用水及便于管理，生產車間的給水總管、建筑物生活給水引入管分別裝設計量儀表，并在重要的生產用水設備的適當位置安裝水流指示、測壓和測溫儀表，以便生產操作和供水計量。

3 設計方案的優化要點

（1）增濕塔噴水由原來的采用生活水水源改為用經過濾器過濾后的生產循環水，這樣能使循環水有更多的新鮮水補充進去，較大地改善了循環水的水質。

（2）改進了水泥磨工藝，在不影響水泥磨正常運行的情況下，取消了消耗水量較大的磨機筒體淋水，節約用水量約360m3/d。

（3）生產循環水回水取消重力回水，采用壓力回水，利用余壓讓循環水回水直接回到冷卻塔進行冷卻后再入循環水池。這樣減少了一個循環水熱水池、一套提升設備及沿程的檢查井，既節約了初期投資成本，也節約了以后的運行成本。

（4）將生活及消防供水泵改為全自動供水設備，變頻控制，使得生活及消防共用的給水管水壓能保持在一個穩定的區間內，也節省了能源。

（5）中水回用：生活污水進行處理后再利用，節水約96m3/d。

（6）設計中將公共浴室及職工宿舍的熱水由以前的采用鍋爐供應改為用太熱能熱水器提供，衛生間潔具全部選用節水型。

（7）本項目室內外生活給水管分別選用PE及PP-R給水管材，排水管選用PVC-U排水管，這類管材均是近幾年開發的，耐腐蝕，使用壽命比普通金屬管長，價格低。另外新型管材管道阻力小，也降低了能耗。

4 結語

益陽市東方水泥有限公司5000t/d熟料生產線擴建工程于2008年底開始設計，目前已投產運行三年，運行穩定。設計中除生產直接消耗掉的水外，所有的設備冷卻水全部循環利用，其循環率可達95%以上；生活污水也做到了中水回用。三年來每年能節約用水約16萬噸，不僅節約了水資源，也降低了生產成本，為以后同規模水泥生產線的給排水設計積累了一定的經驗。

TQ172.8

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趙 蓮