水泥企业节水技术的应用

郭永华

水泥企业节水技术的应用

Application of Water Saving Technology in Cement Plant

郭永华

1 前言

水资源的日益短缺，已成为全球普遍关注的重大环境问题之一。资料显示，我国人均水资源占有量是2185m3，仅为世界平均水平的28%，而且水资源在时间和地区分布上极不均衡，全国669个设市的城市中，有400多个城市供水不足，其中严重缺水的有110个，主要是北方和沿海城市。如天津地区人均本地水资源占有量仅160m3，就算加上入境和引滦入津外调水量，人均水资源占有量也仅为370m3，远低于世界公认的人均占有量1000m3的缺水警戒线，属重度缺水城市。与此同时，我国万元GDP用水量约为世界平均水平的2～3倍，约为世界先进水平的4～6倍，工业水重复利用率50%～60%，与世界先进水平相比差距悬殊。因此，提高工业用水效率、创建节水型企业，是缓解水资源供需矛盾、保证我国经济可持续发展的必由之路。

2 节水措施

天津振兴水泥有限公司成立于1996年，现有两条2000t/d水泥熟料预分解新型干法水泥生产线和一座2×4.5MW纯低温余热发电站。我公司认真贯彻执行国家有关节水方针政策，近年来，对照《天津市节水型企业（单位）考核评分标准》重新修订、完善了各项管理制度，建立了用水二级、三级计量体系，绘制了用水计量网络图，制定了用水近期、远期规划；定期进行企业的水平衡测试，挖掘节水潜力，有针对性地制定整改方案；充分利用厂刊板报宣传栏等开展内容丰富的节水宣传活动，增强全体员工水资源忧患意识、节水意识，创建企业节水文化体系。

2.1 实施水质分级管理，消除水质过剩浪费

厂区生产生活给排水管网实施分质设置、分级管理、优水优用是水资源达到合理利用的前提条件。我公司按水质和用途把工业用水分为生活消防水、循环冷却水、中水、软水、除盐水等几大类，根据工艺要求不同分质供水：员工食堂、浴室、卫生间等使用生活消防水；间接冷却设备使用循环冷却水；余热发电循环水池使用中水，替代一部分新鲜补水；燃煤锅炉使用软水；水泥熟料煅烧余热锅炉使用除盐水。采用分质供水，可满足各用户对水质的不同要求，消除水质过剩而造成的浪费现象。

2.2 改造地下管网，杜绝“跑冒滴漏”现象

我公司建于占地5.8公顷的北辰建材供应公司院内，厂区大，管线长，新建的地下生活消防水管网与院内旧管网搭接，旧管网渗漏跑水现象时有发生。公司大力改造，将旧管网全部更换为新管网。生产线各工序地下循环冷却水支管为钢管，使用8～10年就会开始腐蚀渗漏（如第一条生产线），不但浪费水资源，而且影响生产正常运转。公司借中、大修时机逐项对其改造或更换，如原料磨、水泥磨由地下暗管改为地上明管敷设，其余各处更换新管（管径≥80mm的换为球墨铸铁管）。上述改造杜绝了“跑冒滴漏”现象，提高了设备运转率，节水效果非常明显。

2.3 开发节水工艺和无水工艺

我公司先后实施了10多项节水型工艺技术改造，有些低耗水、不耗水的新技术新工艺在水泥行业具有示范效应。第一条水泥生产线窑尾废气处理电改袋收尘器后，增湿塔冷却用水量减少70%（通过窑尾余热锅炉换热，废气温度从320℃降到220℃左右后分别去原料磨及增湿塔，原电收尘器要求增湿塔出口温度130～140℃，现布袋收尘器出口温度可达180～190℃，控制温度提高使喷水量大幅下降。预计采用优质布袋及增加风冷装置可进一步减少或完全取代喷水冷却）；篦冷机冷却方式原为风冷加喷水冷却，通过对篦板改造及加大冷却风机通风量，完全取消了喷枪喷水冷却。第二条水泥生产线2004年建成，废气处理直接采用布袋收尘器，来自窑尾预热器的高温烟气一部分经增湿塔喷水降温至190℃左右进入收尘器，另一部分去原料磨烘干原料后并入增湿塔排风管道进入收尘器，通过对收尘器进口风道加装冷风阀改造，实现风冷代替水冷，无需增湿塔喷水降温即可达到收尘器工艺要求。2009年建成的余热发电系统中，射水箱、除氧器和窑尾余热锅炉的强制循环泵采用直流冷却水，浪费水量很大。改造方法是：将强制循环泵冷却用生活消防水管路作废拆除，分别自原料磨及高温风机循环冷却水管路上“抽头”，另行安装循环冷却给水、回水管路与强制循环泵进出口连接；射水箱与除氧器则通过建造地下钢筋砼储水池、安装水的回收管路及液位自动控制潜水泵等设施，将冷却过设备的直流水回收到余热发电循环水池，实现了水的重复利用。

2.4 加强冷凝水和中水的回收利用，节能环保双受益

余热发电站属于热电联供项目，余热锅炉生产的低压蒸汽除用于发电外，还需兼顾厂区供热系统以及食堂和浴室用热（取代原四台燃煤锅炉）。换热站设置在锅炉房内。低压蒸汽一部分进入锅炉房分汽缸，供食堂、浴室日常使用；另一部分进入换热器，经汽—水换热后供厂区冬季采暖使用。换热器出来的冷凝水，经冷凝水箱、液位自动控制离心泵及专用管路，回收到余热锅炉水处理除氧器，形成余热锅炉→低压蒸汽→换热器→冷凝水→除氧器→余热锅炉的闭路循环，实现了冷凝水的重复利用。

在建设余热发电站的同时，公司对原污水处理站进行了改建、扩建。设计采用三级生化一级排放带中水回用工艺，处理能力为15m3/h（原为10m3/h），主要是对厂区生活污水和生产废水进行综合处理，处理后的中水全部回用到余热发电循环冷却水池。该项目实现了补充新水→工业用水→污水处理→中水回用→替代新水的梯级利用，提高了水的使用效率，不仅取得了良好的经济效益、生态效益和社会效益，而且为同类型企业起到了示范作用。

2.5 应用水质稳定技术，提高浓缩倍数

浓缩倍数是循环冷却水运行管理的一项重要指标，合理提高浓缩倍数是提高水循环利用效率的有效举措。循环水在使用过程中，随着水汽不断蒸发，水中盐类逐渐积累，造成浓缩倍数升高，不加处理将导致系统内部结垢腐蚀。欲使浓缩倍数维持在一定数值范围，必须通过排出一定量高含盐水，补充一定量新水来实现。补充新水量越多，浓缩倍数越小。解决提高浓缩倍数减少补新水量这一矛盾的方法是采取水质稳定技术。我公司通过加入杀菌剂、阻缓剂、硫酸药剂，采用细砂过滤器、叠片式过滤器旁滤等措施，将浓缩倍率从3.0提高到4.0,冷却水总消耗量节省11%。

2.6 采用新型节水技术和装备

2010年，我公司对浴室设施进行彻底改造，采用感应式淋浴器，人到水流、人去水停，有效消除了洗浴过程中阀门长流水现象，节水40%左右。另外，将洗浴出水由冷热双管手动阀门调节变为单管恒温自动出水。其核心设备是智能混水器，它是一种实用新型技术装备，由温度传感器、微电脑控制装置、驱动装置、电磁阀和混水器组成。浴室的成功改造，方便了浴室管理人员的操作，改善了员工的洗浴条件，获得了全厂员工的一致称赞。

3 应用效果

多年来，我公司遵循“减量化、再利用、资源化”的循环经济运行模式，通过实施技术改造和新的节水管理手段，开发节水工艺及中水回用，节水工作取得了显著的社会效益和经济效益。2011年我公司产水泥221.31万吨，比建厂之初1999年扩大近4.54倍，而用水量同比从73.17下降到29.44万吨，吨水泥耗新水指标从1.5m3持续降低到0.13m3，万元产值取水量由52.73m3下降到8.6m3，工业水的总重复利用率从77.02%提高到了97.4%，达到国内领先水平。全年累计节水71.8万吨（含余热发电），年节约水费373.36万元。

2010年，我公司荣获天津市节水型企业称号。■

TQ172.8

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1001-6171（2012）06-0091-02

天津振兴水泥有限公司，天津300400；

2012-03-16；编辑：赵莲