冶金工業給排水工程設計分析

席 宇

（北京國冶銳誠工程技術有限公司，北京 100080）

改革開放后，中國經濟的快速發展帶動了各個行業的快速發展，冶金行業也不例外。冶金行業必須消耗大量的水資源，因此必須開展供水和衛生項目，以確保合理利用水資源。給水衛生工程的合理設計，不僅直接影響冶金行業的用水效果，而且直接影響企業的經濟效益。

1 冶金工業對供水和衛生的實際重要性

1.1 節能減排，節約成本

鑒于冶金工業的特殊性主要包括交叉提取的材料和原材料，因此供水和衛生系統的設計與一般工程設計大不相同，應更加重視廢水處理的內容，確保所有冶金工作都能高效進行且不會中斷。當前，由于中國一些冶金企業給水衛生工程發展不足，廢水排放程度不同，對環境和水源造成污染，影響生態環境。因此，在冶金行業給水廢水工程系統的設計中，必須要確保給廢水處理系統的設計完美性。廢料不僅要滿足冶金行業的需求，還要滿足環保和水資源的要求。作為新時期的冶金企業，必須根據新時代的工業需求，做好供水和衛生系統的設計工作。合理設計給水和衛生系統，不僅可以滿足冶金企業的用水需求，減少廢水處理對環境的影響，而且可以減少用水量，節約成本，為公司獲得最佳的經濟效益。

1.2 調整供水量

隨著資源的開發和利用，由此產生的環境問題變得越來越嚴重。水資源的保護和控制已成為各國的重要問題。因此，國家的環境法律和防治水污染法對水資源的保護有重大影響。實行嚴格的保護和控制要求，限制了工業企業的排放水和一般污染物的排放。而且，對冶金行業的供水和衛生設施的設計和管理提出了更高的要求。原則是減少用水量，并充分利用循環水，廢水以減少排放。

2 冶金行業給排水節能設計的作用

設計工作是冶金行業節約能源和減少排放的關鍵要素。節能設計在冶金行業中起著非常重要的作用。在不斷加強新工藝開發的條件下，冶金行業還應注意對工藝參數要求的精細化，以提高設計水平。技術水平和節能水平需要降低能耗，通過不斷細化工藝設備水質水量指標，按照冷卻方式分為直接冷卻循環水和間接冷卻循環水，努力提升工業用水重復利用率，以達到更加科學合理的節能目標。例如，我院為tosiyali鋼鐵公司設計的阿爾及利亞120萬t及75萬t高速棒材項目，生產總用水量11629m3/h，其中，間接冷卻循環水量5366m3/h，直接冷卻循環水量5957m3/h，補充水量306m3/h，循環重復用水率可達97.4%。同時細分水質，將設備冷卻器、電機冷卻及空調冷卻等水質較好且不易污染的閉式冷卻循環水只進行簡單的降溫處理；而對冷卻軋機軸承、沖渣等開式冷卻水進行水質處理，這樣大大節省了工業用水以及再生水帶來的能耗以及其他成本。

3 冶金企業循環給水系統的特點

循環水系統廣泛用于各種工業企業中，但是大多數情況是水量大，供水點少的情況。有些人甚至使用泵和水機。該系統相對簡單，是冶金生產廠的循環供水系統。通常，設備的水量少，供水點很多，對安全供水的要求也很高，如果不注意這方面的問題，會損壞設備。一些設計者對冶金過程的特征和設備性能幾乎一無所知，水管設計中的水壓降太大，導致水下設備的水壓不足，甚至導致負壓和缺水，導致設備損壞，因此，在設計這種反向供水系統時，應仔細考慮進水管和出水管的壓力平衡，并應在水位以下采取適當的技術措施。在入口和出口管道的設計需要確保系統安全可靠地運行[1]。

4 現代冶金工程，供水和衛生問題

4.1 企業存在耗水高，供水少的問題

盡管中國大多數冶金企業廣泛使用水循環系統，但仍然存在供水量大和供水點少的特點。同時，一些公司仍在使用泵和供水機。這些水和衛生系統通常相對簡單。另外，在一些公司中，只有一臺用于生產水循環系統的設備。在冶金生產過程中，不僅耗水高，而且耗水點高，因此對飲用水的需求也相對較高。不完整的考慮因素會導致設備故障。

4.2 必須提高某些供水和衛生設計人員的專業技術水平

在冶金行業給水與衛生設計過程中，如果不能充分了解冶金行業的相關要求和設備性能，在進行設計實際的水管壓力技術的過程中，就無法保證下游設備中的水壓，會導致沒有水甚至產生負壓，這會導致設備故障。

4.3 注意給水和排水的問題

在設計冶金行業的給水和衛生設施的過程中，設計人員通常只關注滿足生產需求，這在冶金行業中存在一些誤解。因此，在設計給水和衛生系統時，給水和排水的節能還不夠。例如，冶金廠的供水和衛生項目使用的是淡水冷卻循環系統。經過研究，您可以看到該循環系統沒有高效的勢能來利用回水，這勢必會造成不必要的能量損失。蒸發和冷卻不僅需要增加成本，而且還需要使用板式熱交換器，這將增加能耗和設備運行成本。在設計從高爐中去除灰塵的系統的過程中，盡管使用了并行方法，但是在實際操作中冷卻水的水量還是會增加[2]。

5 具體設計措施

5.1 排水管阻力高，軟件系統相同

高阻力，相同的軟件系統，在供暖，空調以及水處理廠中有更多應用，例如供暖，熱水，中央空調和給水處理高阻力快速過濾器設計，這些類型的項目具有嚴格的水壓要求，大量的供水點和較低的用水量。冶金公司的循環供水系統的特性最接近它，所以適合于這些技術的移植。從理論上講，主入口和出口管線中的壓力損失從開始到結束都接近零，而阻力主要集中在未準備的部分。排干供水設備后，請確保管道之間的距離大致相同，這種構造可以確保入口和出口管的壓力基本平衡，并且供水量僅根據噴嘴的直徑而變化，從而可靠地防止了壓力的出現。

5.2 安裝速度控制裝置

水循環系統負責為選定的冶金企業的主要設備供水，用水量大，能耗大。如何減少水循環系統不必要的容量，企業需要小心。特別地，當有許多不同的系列并且循環泵的數量少時。當改變系列后，循環泵通常不在高效率范圍內操作。因此，建議循環水泵配備速度控制裝置，以根據生產系列的變化來調節循環水泵的轉速，以便出口流量滿足循環水量的要求，并且泵在高效區域運行。所選系列的修改導致水量和工作系列壓力的波動。頻率控制設備可以使用速度控制，液壓SCR串級速度耦合器等，循環泵的速度控制來監控管道流量計控制參數上的壓力讀數。無論安裝了多少臺再生水泵，在正常運行期間都應盡可能地對其進行設計，只應對其中一臺泵進行速度控制，以節省速度控制方面的投資[3]。

5.3 使用應急水源，其供水壓力要比循環泵的水壓略低

隨著城市城市化和工業的快速發展，電力供應越來越有限。通常，冶金行業中安裝的循環泵系統沒有雙電源或應急電源，所以，在生產過程中，循環水泵是可以滿足要求。因此，為了保證正常的生產運行，必須調節供水壓力，該壓力略低于循環泵的普通應急高壓水源，與循環泵系統一起使用。同時，還應該安裝閥門，止回閥，壓力表和斷水報警裝置等多種措施，例如管道和緊急旁通閥。在主排水管上在生產過程中，由于循環泵的工作壓力高于應急水源的壓力，因此關閉了水源的備用供水管。停電期間會出現斷水報警系統，所以必須安裝緊急水源，以確保生產的正常運行[4]。

5.4 建立用于供水和衛生的節能結構

在設計冶金行業的供水和衛生系統時，還需要一個節能項目。在一個特定的項目中，供水和衛生項目必須與現有項目的不足相結合，以確保對水和衛生的需求得到完善。例如，帶有淡水冷卻的循環系統的節能效果很小，為了解決這個問題，有必要相應地調整處理流程。在設計給水和廢水處理系統的當前過程中，有必要充分利用回水的勢能和動能，以有效地減少能耗。同時，必須關閉整個系統，以確保淡水不會與空氣接觸，以有效避免損壞設備和管道，進一步降低了運營成本。另外，在冶金工業的供水和衛生系統的設計中，板式換熱器在工業中通常用于冷卻循環系統的熱交換設備，這種設備將消耗不必要的能源并增加工程成本。蒸發冷卻器可能是優選的，蒸發式冷卻器主要利用汽化潛熱將水膜蒸發過程中的熱量傳遞到管子外部以達到冷卻目的，隨著液體汽化潛熱的增加，蒸發冷卻器的效果更好，并且具有很好的節能效果。

5.5 安裝速度控制裝置，并做好故障排除工作

在冶金工業中，水循環系統占有重要地位，這是設備輸送水的關鍵，這不僅需要增加傳輸的數量還要消耗大量的電能，因此，在設計過程中，必須考慮供水和衛生項目的節能。還必須為循環水泵安裝專用的速度控制裝置，以確保可以根據條件的變化自動控制循環水泵的轉速，水流量可以更好地滿足循環水泵的運行需求[5]。

6 結語

給水和衛生設施設計的合理性，可操作性，適應性和可靠性是冶金公司維持正常和高效生產的重要前提，是保護環境和防止水污染的基礎，因此設計人員在設計諸如技術投資等因素時應仔細考慮技術，并通過經濟和技術比較來確定安全性，設計人員為工廠提供了清晰可靠的解決方案，選擇了高質量，價格低廉的供水和衛生設備，并為工廠提供了高質量的設計。當然，對供水和衛生系統進行科學管理和仔細監控是滿足上述要求的主要保證，設計和生產管理領域的協調與合作是有力的保證，有助于生產技術的不斷改進和發展。