关于钢铁企业水系统优化的探究

关于钢铁企业水系统优化的探究

刘晓滨   

陕钢集团汉中钢铁有限责任公司     陕西省汉中市724200

摘要：目前，钢铁工业面临严格的水管理和总量控制政策、用水效率政策和零排放政策。过去，在一个瓶颈期内，采取一项技术措施大大提高节水效率已不再可行。钢铁企业是大量用水者，在生产过程中产生大量工业废水。如何提高钢铁企业的用水效率，减少新工业的用水量和工业废水排放，是所有钢铁企业面临的重大挑战。为了克服这一瓶颈，钢铁工业必须研究水供应链的所有环节，探索新的节水空间，采用创新的节水技术，并全面优化供水系统。因此，本文探讨了钢铁企业水系运行优化的措施，希望满足钢铁企业对水系优化处理的要求，最终帮助钢铁企业实现可持续发展，满足时代的需要。

关键词：钢铁企业；水系统；节能运行；优化措施

前言

中国是一个水资源稀缺，面临严重环境污染问题的国家。钢铁冶金是典型的高能耗、高成本行业，由钢铁企业生产工艺特点决定。因此，需要在生产过程中补充和消费大量新的工业用水，同时生产大量不同类型的工业废水。为满足中国对水资源保护和环境水管理日益严格的要求，企业不断加强工业水系统的运行管理和更新节水技术措施的创新，提高企业用水水平，减少用水量。

一、钢铁工业发展及用水状况

关于钢铁工业建设项目的用水技术，它是实际生产过程中生产的一个辅助因素，企业的实际用水量将受到生产规模、节水技术和工艺用水量等问题的影响。整体而言，钢铁企业的钢铁产量增加，相应的用水量可以得到很大的控制。为了实现钢铁工业工业用水系统的节能减排，首先要确立废水利用的概念。在每条生产线上生产的废水是可直接用于另一条生产线的水资源，或需要适当处理和再利用的水资源。在生产中，只有不适当的用户，没有不适当的水资源为了节约能源和减少排放，首先必须研究用水效率模式，并确定这些所谓废水资源的适当使用者。对于钢铁企业的供水系统，应在满足生产要求的前提下实现水与排水之间的平衡。平衡的用水方式既不会有多余的工业污废水被排放，而且可以尽量减少对新水资源的需求。在理论上，工业淡水仅用于补充因蒸发、凤吹、排污及漏损等造成的循环水系统的水量损失，虽然在实践中可能难以实施，但应采取各种技术措施，使实践更接近理论。

二、钢铁企业水系统优化思路

1.水量平衡优化

钢水单元包括焦化、烧结、球类、铁、钢和轧制钢的主要工艺，以及氧气、空气压缩和发电等辅助工艺。每一个供水单位都有自己的供水网。在与水有关的部门，例如供水-用水-废水-回用水等涉水环节，水质和污染物排放也有自己的水文记录。与此同时，在总体规划、管理模式和技术适应措施的调整的影响下，有必要充分优化水系统，减少水系统使用的水量。

2.水质平衡优化

一般而言，钢铁公司有一个水质实验室，拥有所有系统的水质数据，能够分析所有系统的水质，并根据补给水质和水质确定水质变化对系统和产品质量的影响根据各种变化数据，建立水系统水质平衡与污染物排放之间的关系，确定水质平衡的最佳参数，并指导生产作业，以实现水与排水之间的最佳匹配。

3.水系统整体优化

(1)工艺水分析。根据不同钢生产工艺中的水生产特点，应结合水质和单元模型研究，分析取样单元的水量和水质控制指标等局限性，探索多级再利用的可能组合。(2)分析各种工艺之间的用水关系。通过分析企业全厂供水管道的水资源和可及性，结合典型合股钢铁企业水网总体规划的布局特点，探索工艺间可行的通航途径，实现生产工艺间水量的调节和管理。(3)钢铁企业用水综合分析。深入研究水系统的特点，供水、用水、排水、废水处理、中水的再利用以及这些系统之间的相互作用规律，探索企业内水单位之间的平衡关系，分析水系统对企业生产单位和污染物的影响。(4)分析钢铁企业的污染物排放和周围水体的环境能力。分析了钢铁污染物排放与周边水生环境接受度之间的关系，以典型钢铁企业的水系为基础：当水质平衡、废水处理和吸收能力最大化时，周围的水体可能会接受污染物，从而使企业能够以较少的淡水、有效用水和较低的环境影响补充其生产模式。

三、钢铁企业水系统优化分析

1.加强水系统生产运行管理

(1)严格协调规划，及时启动和停止泵、停止主机和辅助设备。(2)科学制定维修方案，防止水泵提前起动导致用水量增加，维修后，应提前进行良好的真空试验，避免因供水后设备不能投入使用而停止水泵的排放。(3)回转窑池和湍流循环水系统的液面仍然较低。在维修过程中，应加强与生产装置的联系，以减少水泵停机和回流造成的游泳池溢漏。(4)制定设备运行时水温差的技术要求，及时启动和关闭冷却塔风机，以适应进出水温差，同时降低用水量和能耗。(5)统一协调各系统的充水时间，做到分时段、分用户阶段性补水，确保系统的充水平衡稳定，不存在用户集中取水现象。(6)水厂应按照分阶段注水的原则，淡水系统排水辅之以清水系统，清水系统排水辅之以脏水系统，以减少各系统产生的额外用水量。(7)加强现场设备抽查，杜绝水系设施渗漏、泄漏现象。(8)完善供水系统管理制度，建立明确的奖励和惩罚管理制度，并严格按照管理制度奖励和惩罚这些制度。

2.完善用水系统优化

对于钢铁企业来说，水资源利用系统比其他部门好得多，因为这些系统包括焦化、烧结、原材料、冷轧、热轧和钢铁等工艺。第一，非常规水资源开发的特点是尽量减少地表水的使用。第二，改善水处理链可以全面提高用水效率，例如限制使用质量差的水进行除尘和生产各种各样的水；如果是发电厂的灰处理系统，可以考虑直接使用该网络，以便将发电厂净环系统的废水处理系统视为相应的补充处理；此外，对于轧钢中使用的冷却水，可以选择轧钢净环排水系统产生的废水作为补水。

3.优化生产过程中的节水

首先，必须确保在每一种工艺中切实应用节水技术，重点放在实际的水生产链上，并了解优化用水的具体问题。对于钢铁企业，可考虑采用三种干燥技术:对于高炉煤气，可采用干法除尘技术，相对湿度而言，每天可节约4000立方米的水；回转窑气体干燥后的处理比湿法处理节约了三分之一的水；采用大规模、干燥的消防技术可以节约用水，从而比湿式消防更有效率地发电。

4.废水再利用优化

一是优化废水综合处理的再利用。钢铁企业可以选择使用相应的雨水排水系统，实现生活污水、雨水排水系统和废水生产的相应建立和改进。同时，企业可以建立生产废水处理、生活污水处理等系统经过熟练处理后，可以用来生产供水系统；二是优化焚烧废水的再利用对于钢铁企业来说，处理焚烧废水一直是钢铁企业面临的挑战。钢铁企业可以对焚烧废水进行深度处理。生产用水主要用于炼焦过程中的水生产，实现烧结过程的用户混合水处理，也可用于炼钢过程中的钻井残留物处理。对于焦炭分批排水，辅助排水系统可以运行，实现流程间的分批水和水的优化处理。

结束语

综上所述，钢铁企业水系统总体优化仍处于初期阶段。钢铁企业要加快节水研究，尽快将企业节水工作从单一系统提升到整体节水水平，进一步推进企业节水工作。因此，建议钢铁企业在智能优化节水系统和技术整合的基础上积极实施水系优化实践。

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