冶金業給排水工程設計思考

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一、規范給水量

隨著資源的開發及利用，隨之而來的環境問題也日益嚴峻，對于國內來說水資源的保護和控制已經成為非常突出的問題，因此國內環境保護法和水污染防治法都對水資源保護及控制提出了嚴格的要求，并對工業企業水排放量及污染物總量進行了限制，相應的對冶金行業給排水設計及管理提出了更高的要求，因此在冶金工業給排水設計過程中應以減少用水量和充分利用循環水以及污廢水減少排放量為原則。

二、循環給水系統的應用

（一）循環給水系統的特點

目前大多數工況企業在生產過程中都有循環水的應用，但大多具有供水量大用水量小的特點，甚至有的工業內采用一泵一機的供水形式，無疑對水資源和設備都造成了浪費，而冶金行業生產所用循環水的應用往往具備單臺設備用水量小，整個生產工藝用水點多，對供水的安全度要求較高，在設計過程中若考慮不周全則在生產過程中往往會造成損壞設備、影響生產的后果，因此在設計過程中應尤其注意供水壓力，部分設計人員對冶金工藝及設備性能了解不夠充分導致設計的供水管壓降過大導致后面的用水設備水壓不足，甚至發生無水可供或形成負壓的現象，為避免該類現象發生應尤其注意供排水壓力平衡問題，并應在進出水管處采取相應技術措施以保證系統能夠安全可靠運行。

（二）保證措施

1．采用大阻力、同程式系統。大阻力同程式系統在暖通空調及供熱專業應用相對較多，在給水處理構筑物中也有所應用，一般有采暖、熱水供應、集中空調和給書處理的大阻力快濾池等多種建構筑物，類似項目在給排水專業均存在對出水點壓力要求嚴格，用水點較多，最終排放量少的特點，冶金工業生產中所用的循環供水系統存在與其類似的特點，因此在冶金工業給排水設計中應將進出水水管的管徑采用偏大型號，并需在理論上實現進出水干管從起點到終點的壓力損失趨近于零，使水的阻力主要集中在設備部分，在管道配置中應考慮對先供水的設備先排水，后供水的設備后排水的原則，并盡量實現水在管道內的流經距離近似相同，該種配置方式基本上能保證進出水管道壓力基本平衡，供水水量僅僅隨著支管管徑大小而發生變化，有效的防止了管道內出現負壓甚至斷水的現象。

2．設置閥門及壓力表。為了切實能夠保證給水管道內壓力以確保生產運行，并結合冶金工業產品市場變化多樣、材料供應也隨時發生變化，在生產過程中調整工藝流程及產品種類的事情隨時發生，因此在設備的進出口連接水管上分別設置供水壓力表，可以從壓力表顯示值來隨時根據工況變化情況對供水進行調節，并可為技術人員提供數據積累資料，以便于滿足生產需要。

3．采用供水壓力略小于循環泵的備用水源。隨著國內城市化及工業的迅猛發展，電力供應也日趨緊張，在冶金工業設置的循環水泵系統一般都不設置雙電源或應急電源，因此在生產過程中一旦遇到市政電網停電則循環水泵也不能運行，因此為了能夠保證生產的正常運行需設置供水壓力略小于循環泵的常高壓備用水源來與循環泵系統配套使用，同時還應該在供水干管上設置閥門及逆止閥、壓力表以及斷水報警裝置，在排水干管上設置應急外排旁通管和閥門等系列措施，在生產過程中由于循環泵的工作壓力大于備用水源壓力而備用水源供水管關閉，在停電時斷水報警系統發生動作以開啟備用水源來確保生產正常運行。

4．循環水補水。對循環水系統的補水應是完全自動運行，正常生產過程中補充水一般是由膨脹罐內水位控制，當膨脹罐內水位降低到設計最低值時則由液位信號器發出信號進而啟動補水泵來向膨脹罐內補水，當罐內水位不斷上升至設計高水位時液位信號器發出信號繼而補充水泵則會自動關閉，正常情況下如此周而復始的運行。在運行過程中由于氣壓罐內不斷有微量氮氣溶解于水中，因此對氮氣的補充也非常必要，氮氣的補充一般由膨脹罐內壓力控制，當罐內壓力低于設計最低工作壓力時則壓力調節閥自動開啟進行氮氣補充，當補充至設計最高工作壓力時則調節閥會自動關閉停止氮氣補充，而當罐內水位升高導致罐內壓力達到設計最高允許值則壓力調節閥自動開啟進行放氣，當壓力下降到最高設計工作壓力則調節閥會自動關閉停止放氣。由于循環水尤其是密閉循環水對補給水的水質要求較高，因此在補給過程中一般采用軟化水、除鹽水或冷凝水；為了防止在補給水過程中氧氣隨之進入補給水及循環系統應對膨脹罐及安全水箱采用氮氣等惰性介質來密封；由于循環水長期循環使用往往會由于溶解氧及微生物等因素導致水體發生腐蝕，因此在補充水內應投加水質穩定藥劑。

5．調速裝置。循環水系統承擔著冶金工業內主要運行設備的供給水任務，因此其輸送水量較大同時耗電量也較高，而如何減少循環水系統電耗也應是一個引起重視的問題，尤其是在選別系列較多但工作的循環水泵臺數較少的情況下，生產過程中循環水泵往往不能在高效區間內工作，因此為了節約能源而應在循環水泵配套設置調速裝置，以便于根據生產變化來調節循環水泵轉速，實現既能滿足循環水量要求也能保證水泵在高效區內工作，同時杜絕了采取調節閘閥的形式消耗能量，也不至由于選別系列發生變化而導致工作系列水量水壓產生較大波動，具體調速設備可采用變頻調速器、液壓耦合器或可控硅串級進行調速等，具體調節應以循環水泵壓出管處流量計參數為調節依據，最終實現雖安裝多臺循環泵但只有一臺調速泵投入運行的模式以在最大限度上節約能源。

三、結語

對冶金工業來說給排水設施設計的合理性、可操作性及可靠性是能夠維持冶金行業正常及高效生產的重要保證，也是能夠實現節約能源及環境保護的根本要求，因此，設計人員在設計過程中應綜合考慮專業技術以及工程投資等多方面因素，對所選方案進行全面的經濟技術比較來確定安全可靠的技術方案，同時選用質優價廉的供水設備，為以后在生產運行中進行生產管理做好前提，為不斷完善技術、發展生產提供有利保證。