5000t/d水泥生产线的给水排水设计

孙蓉

5000t/d水泥生产线的给水排水设计

Water Supply and Drainage Design in 5000t/d Clinker Production Line

孙蓉

1 概述

水泥厂给排水系统是供给生产、生活及消防用水，是水泥生产线合理利用水资源的一条重要途经。调整用水结构，实行计划用水，杜绝用水浪费，运用先进的科学技术建立科学的用水体系，有效地使用水资源，保护水资源，适应经济社会可持续发展是我们设计工作者的重要任务。我院在益阳市东方水泥有限公司5000t/d熟料生产线扩建工程的设计项目中较为全面地体现了节水、节电、保护水资源的设计原则，取得了较好的效果。

2 东方水泥有限公司5000t/d熟料生产线扩建工程的设计方案

益阳市东方水泥有限公司5000t/d熟料生产线扩建工程的给排水的设计范围是整条生产线的生产、生活给水排水及消防给水设计。设计内容分如下几个步骤进行：

2.1 用水量

2.1.1 生产设备总用水量

根据工艺专业设计专业提供的资料，生产设备总用水量约为13176m3/d。其中，生产直流消耗水量：1200.0m3/d；生产设备循环冷却水量：11976m3/d；循环冷却水系统蒸发、风吹等损失水量：312m3/d；旁滤反冲洗损失水量：53m3/d；本工程生产供水系统需水源补充水量：1565m3/d。

2.1.2 生活用水量

生活用水量包括办公区及生活区职工生活用水量：120m3/d。

2.1.3 中水回用水量：96m3/d。

2.1.4 消防用水量

根据厂区占地面积，确定同时火灾发生次数为1次，火灾延续时间为3h，消防用水量为540m3/次（50L/s）。

2.2 水源供水量

生产、生活消耗的总水量为1685m3/d，考虑未预见水量为总用水量的20%，则要求水源平时供水量为1685×1.2=2022m3/d，消防后48h内为2292m3/d。各车间水量统计及设备选型见图1。

2.3 给水水源

新建厂址附近没有市政水源供给，也没有合适的地表水可以取用，所以水源取自厂区内的深井，用深井潜水泵取水后输送到厂区循环水池及生活、消防水池，供全厂生产补充水、生活用水及消防用水。

2.4 给水系统

为充分利用水资源,降低成本，设计中将给水分为两个系统，即生产循环给水系统及生活、消防给水系统。

2.4.1 生产循环给水系统

生产设备的冷却用水采用循环给水系统，系统中采用玻璃钢冷却塔降低循环冷却水水温。循环回水采用余压回流至冷却塔降温后进入有效容积为500m3循环水池，再由生产循环给水泵升压供各生产用水点使用。管网供水压力不小于0.3MPa，对水压、水质要求较高的窑尾喷雾用水，采用过滤器处理、水泵二次加压后供给。生产水泵设计为三台，两用一备，冷却塔设计为两台，考虑到当只有熟料线或水泥磨单独运行时可只启动一台水泵和一台冷却塔，这样既能满足生产需要，又可节约能源。

生产循环给水系统补充水来自于厂区内的水源井。为确保循环水的水质，循环系统设置了旁滤设施。

2.4.2 生活及消防给水系统

该系统供给全厂生活用水、消防用水。供水水源来自于厂内水源井。生活、消防蓄水池有效容积为600m3，水池内采取相应的技术措施，以确保消防之储存水量。消防所耗水量在两天内补充完毕。系统给水由全自动供水设备恒压变量供给。管网水压不小于0.25MPa。水池设计需考虑高低水位报警装置。该系统将形成一环状管网，供给全厂生活、消防用水。

水泥主要生产过程中除煤粉制备以外，所有物料均为非燃烧物质，生产及贮存的火灾危险性较小。厂区占面积小于100×104m2，全厂定员小于1.5万人。本工程的建构筑物均为水泥工厂生产车间，耐火等级均能满足一、二级耐火等级的要求，火灾危险性煤磨车间为丙类，其余为丁、戊类。根据本工程最大车间建筑物体积及其耐火等级和生产类别，确定室外消防用水量为25L/s，室内消防用水量为25L/s，同一时间内的火灾次数按1次考虑，火灾延续时间以3h计，则最大消防用水量为540m3/次(50L/s)。消防采用低压制，保证管网最不利点的水压不小于10m水柱（从地面算起）。担负消防任务的生活、消防管网呈环状布置，管网的较小能力按最大小时用水量与消防用水量之和确定，最小管径不小于100mm。在管网上设地上式消火栓，间距≤120m，保护半径＜150m，并设醒目标志。室外消火栓布置在主要干道附近，距路边不超过2m。消防时，由消防车从室外消火栓处取水加压灭火。

厂区需要设置室内消防的建筑物，均设室内消火栓、水龙带及水枪。

2.5 排水系统

水泥生产线主要用水为生产用水，但生产用水除直接消耗掉的外全部循环使用，无需外排。生产废水主要来自循环给水系统中旁流过滤反冲洗水，量少且无毒无害，无需处理即可排放。

生活污水来自职工宿舍、浴室、食堂及办公楼的生活用水，凡有水冲厕所的建筑物，其粪便污水经化粪池截留发酵处理，食堂排水经隔油池处理，处理过的污水由厂区排水管网收集到污水处理站进行生化处理，达到中水回用的水质供厂内绿化、道路除尘及矿车的冲洗用。

厂区主干道边均设有雨水排水沟，汇总后排出厂外指定水体。

2.6 管材

2.6.1 生产给水、回水管道

室内外生产给水、回水管道一般采用焊接钢管，焊接连接或法兰连接。

2.6.2 生活、消防给水及生活排水管道

室外生活、消防给水管道均采用PE给水管，热熔连接。

室内外生活排水管道均采用UPVC排水管，粘接接口。

室内生活给水管道均采用PP-R给水管，室内消防给水管道均采用镀锌钢管。

2.7 计量与检测

为节约用水及便于管理，生产车间的给水总管、建筑物生活给水引入管分别装设计量仪表，并在重要的生产用水设备的适当位置安装水流指示、测压和测温仪表，以便生产操作和供水计量。

3 设计方案的优化要点

（1）增湿塔喷水由原来的采用生活水水源改为用经过滤器过滤后的生产循环水，这样能使循环水有更多的新鲜水补充进去，较大地改善了循环水的水质。

（2）改进了水泥磨工艺，在不影响水泥磨正常运行的情况下，取消了消耗水量较大的磨机筒体淋水，节约用水量约360m3/d。

（3）生产循环水回水取消重力回水，采用压力回水，利用余压让循环水回水直接回到冷却塔进行冷却后再入循环水池。这样减少了一个循环水热水池、一套提升设备及沿程的检查井，既节约了初期投资成本，也节约了以后的运行成本。

（4）将生活及消防供水泵改为全自动供水设备，变频控制，使得生活及消防共用的给水管水压能保持在一个稳定的区间内，也节省了能源。

（5）中水回用：生活污水进行处理后再利用，节水约96m3/d。

（6）设计中将公共浴室及职工宿舍的热水由以前的采用锅炉供应改为用太热能热水器提供，卫生间洁具全部选用节水型。

（7）本项目室内外生活给水管分别选用PE及PP-R给水管材，排水管选用PVC-U排水管，这类管材均是近几年开发的，耐腐蚀，使用寿命比普通金属管长，价格低。另外新型管材管道阻力小，也降低了能耗。

4 结语

益阳市东方水泥有限公司5000t/d熟料生产线扩建工程于2008年底开始设计，目前已投产运行三年，运行稳定。设计中除生产直接消耗掉的水外，所有的设备冷却水全部循环利用，其循环率可达95%以上；生活污水也做到了中水回用。三年来每年能节约用水约16万吨，不仅节约了水资源，也降低了生产成本，为以后同规模水泥生产线的给排水设计积累了一定的经验。

TQ172.8

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赵 莲