浅谈冶金行业给排水设计中的节能措施

陈大明

（河钢承钢能源事业部，河北 承德 067102）

金属工业可以设计各种排水系统，其基础是水文程序、对生产废水中的水和废水的湿设备的需求。为实现排水热液企业创业的目标，许多企业采用节能排水项目，推动金属工业排水技术的发展，积累长期经验。排水能源的排水有助于减少金属作业资源的短缺。因此，现代排水金属工业应注重节能设计，制定高效节能设计措施，更好地发挥金属工业在排水中的作用。

1 冶金给排水设计的应用现状

1.1 除盐水冷却循环系统

在早期进行冶炼的时候，应用的系统存在一定的缺陷，最为明显的便是回水势能未能得到全面利用，从而造成水能产生了浪费。尽管在生产工作中，浪费的情况不是很明显，但会对于系统本身的整体性能带来较大影响。不仅如此，对于换热设备而言，由于蒸发设备的整体造价非常高，因此多数企业都会选用板式设备。但是，此类设备本身在实际使用时，往往会损耗大量的电能。所以，电能损耗的问题一直是人们非常头疼的问题。不仅如此，在我国的北方区域，很多冲渣水在进入冬季之后，不会直接流入到冷却塔内部，从而使得余热出现了严重浪费，使得工作人员不得不额外增加煤炭的使用量，造成污染问题变得更为严重。显然，如果能够对冲渣水展开合理利用，不但这些余热不会被浪费，而且还能减少系统的煤炭用量，从而能够有效缓解污染问题。因此，工作人员理应将这一方面的问题全部考虑进来。

1.2 转炉除尘供给系统

无论是高炉供水系统还是转炉系统，内部供水都会采取并联的方式，从而使得冷却的总体投入量大幅度提升。如此自然会造成建设费用、设备费用以及运行费用有所提高。显然，这样的运行理念和我们国家提出的可持续性发展理念完全不符。同时由于成本的不断上涨，企业的正常运行也会受到影响，发展压力非常大。

2 冶金业给排水节能设计的作用

冶金行业采用排水节能技术，提升了水的可利用性，资源的浪费问题得到有效解决。在我国大力发展工业生产情况下，水资源供需情况不容乐观，节水技术向集中化发展。通过加强冶金业供水和排水系统的能效技术，减少用水负担，呼吁企业节约用水。除了在排水中使用节能技术之外，节能减排技术的应用可以缓解水资源不可再生问题。想要实现冶金业的节能减排，最重要的部分就是设计工作，在冶金业中节能设计发挥着举足轻重的作用，冶金行业一方面重视开发新工艺，同时也很重视改造原有工艺，并通过这样的方式在提高节能水平、工艺水平和设计水平的同时实现能耗的降低，进而最终达到合理、科学的节能目标。例如，在具体实践中，高炉本体循环冷却水、转炉氧枪冷却水、VD 精炼炉、RH 精炼炉等设施的冷却水均也应用的是软水闭路循环系统，不仅节约了大量电能资源，而且有效地减少了水能的损失。此类设计理念同节能理念非常符合，也能受到大多数冶金企业的欢迎。比如，2500m3的高炉炉体冷却水系统一小时需要的水量是5000m3，用户有0.6MPa 的接点供水压力；若使用的是传统的开式循环水系统，那么供水水泵扬程则应达到75m，且补水量大概是10%，也就是有500m3/h 的水耗量；若通过设置补水定压系统，使冷却水系统成为闭式压力循环，那么此时循环供水泵扬程仅需达到40m，通过对比，两个循环水系统水泵扬程之差约为35m ；并且系统补水量也下降到1%(50m3/h) 以下，水耗量降到十分之一。据此可知，闭式循环冷却系统的节能效果更突出，通过对比两种方式，则人们会更加青睐于节能设计，并且业界行业中的节能设计也深受人们广泛青睐。

3 给排水设计的节能方案

（1）优化冷却循环系统。相比于早期应用的开式循环水系统，软水密闭循环系统本身有着多方面优势存在，不仅实践效果非常好，同时还有着较高的节能水平。正是因为这一原因，早期系统由于能耗相对较高从而被人们所完全抛弃。所以，如果企业的基本条件能够得到满足，自然需要选择最新的密闭循环系统。而在换热器方面，如果气象条件可以达到预期。理应尽可能采用蒸发冷却器，以此能够大幅度提升节能水平，为之后的产品优化提供多方面帮助。早期在进行换热的时候，通常都会采取板式换热器，这种设备主要依靠介质的显热完成处理。在实际传递的过程中，经常会有大量热能出现流失的情况，因此整体效率非常低下。而蒸发冷却器在进行传热的时候，主要通过水管外部粘贴的水膜，以此对潜热展开消化。由于潜热高于显热，所以该设备的整体应用效果要比传统设备要好。正是通过这样的对比，从而给人们一种直观的感受，促使人们合理把握其优势所在。对于蒸发冷却器来说，自身主要具备两方面优点。其一是节能效果，尤其是冷媒水方面，实际需求量非常低，基本上只有早期板式系统的31% 到42% 左右，从而可以减少水资源利用。其二，在水泵的扬程方面，蒸发冷却器的实际应用效果只有原本板式设备的45%。同时冷媒水的实际损耗，也会得到大幅度降低。究其原因主要是在蒸发冷却器的内部，融水冷、空冷、传热以及传质工作全部融为一体，因此工作人员不再需要额外设置冷却塔，进而减少了成本投入。正是因为这些因素存在，蒸发冷却器的节能高效果更为明显。但凡企业的基本条件能够达到，都需要采用这种设备。

（2）采取串级用水的方式。通过对于各个用水点的实际情况进行把握，从高到低的串级基本上都会采取串级用水的方式。在冶金行业里面，通过采取串级用水的方式，基本上无需采取任何外部处理的方式，就可以直接对上级水展开加压，并将其送入到下一级之中。通过实践能够了解，在转炉之中，通过采取串级用水的方式，可以使得能量损耗大幅度降低。正是因为这一因素，为节能设计提供了更为科学的方式。为了减少循环系统中不必要的容量，企业必须小心谨慎。尤其是当有很多不同的系列，而且流通的泵数量很少的时候。当系列发生变化时，泵通常不在高效区域工作。因此，建议液压泵配备速度控制单元，使液压泵的速度适应生产线的变化，使出风口电流符合液压泵的要求，泵在高效区域内运行。使用节水管道。为了有效节约水资源，严格控制水流量，必须选择节水型卫生设施，并适当安装节流阀，以减少供水。可以控制配水管的直径以获得足够的用水量。所选系列中的变更导致水量和作业压力的波动。变频调速装置可以用调速、液压SCR连接离合器等方式监控管道流量控制参数上的压力值。无论安装了多少雨水泵，都应在正常运行期间尽可能地进行设计。速度控制只应针对其中一台泵进行，以节省速度控制投资。

（3）设置变频器。对于连铸机来说，基于自身生产断面的差异，实际需求的水资源总量自然就完全不一样。若是连铸机的水量变化过过高，此时则需要应用变频器的方式，完成节能工作。在进行设施设计的时候，通常其冷却水平都能够达到规定预期。在这一情况之下，工作人员就可以在原有塔风机的基础上，额外设置一个变频器。这样一来，整个系统就能够结合外部条件本身，有效降低运行功率，进而达到节能减排的效果。对于连铸机来说，基于自身生产断面的差异，实际需求的水资源总量自然就完全不一样。若是连铸机的水量变化过过高，此时则需要应用变频器的方式，完成节能工作。在进行设施设计的时候，通常其冷却水平都能够达到规定预期。在这一情况之下，工作人员就可以在原有塔风机的基础上，额外设置一个变频器。这样一来，整个系统就能够结合外部条件本身，有效降低运行功率，进而达到节能减排的效果。

（4）设置冷却回水旁通管。对于冷却设施设计来说，湿球温度一直都是其非常重要的基本依据。相比于其他季节，只要能够按照规定要求设置旁通管，促使水流量有所减少，自然无需对回水展开冷却，这样就能有效降低对于风机具体数量的实际需求。尤其是在进入到冬季之后，节能的整体效果更为明显。在无压回水系统之中，通过安装旁通管，可以结合现有情况，让回水全部流入到冷水池内部，从而可以有效减少对于具体水泵的实际需求，以此完成预期的节能效果。不仅如此，由于应用的水泵数量有所降低，实际投入的资金成本也会有所降低，显然这种操作模式与预期的节能设计理念完全符合。

（5）合理选择水泵。在进行设计的时候，通常需要保证水泵长时间保持高效率运行的状态。然而一些企业在进行水泵选择的时候，往往会有无法达到预期的情况出现。但凡有问题出现，实际选择的水泵，都会比工况更大，从而造成扬程出现更多消耗的情况。显然，伴随能耗的增加，自然会影响正常的节能减排。为此，企业在进行水泵选择时，理应结合当前的实际需求，积极和厂家展开交流，确保选用的水泵，其参数能够和本次系统完全匹配，并保证其可以长时间处在高效运行的状态，进而可以大幅度减少能耗。

（6）合理利用余热。在冶金行业之中，高炉在长期运行时，往往会有大量炉渣出现。这些炉渣都有着很高的温度，通常都在1500℃到1600℃上下。为此，工作人员则需要采取水压的方式，对这些炉渣展开全面冲击，并逐步实现淬化的效果。在整个过程之中，自然会有大量渣水出现。而渣水本身的温度则基本上都是80℃到100℃上下，在完成换热之后，就可以提供给周围的居民，让其实现供暖。此外，在换热得到全面冷却后，剩余的回水同样能够可以当作是冲渣水，从而可以逐步形成预期的循环目标，以此可以大幅度降低水资源的损耗，同时还能缓解人们对于煤炭资源的需求。

4 结语

给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提，也是环境保护和水污染防治的基本要求；所以，设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素，通过经济技术比较，确定安全可靠的方案，选用质优、价廉的给排水设备，为厂方提优质的设计。当然，给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。