热轧节水技术措施的实施浅析

周红燕

摘 要：节能减排是国家发展的重要战略目标之一。钢铁工业作为重点能耗产业之一，是节能减排的重点，而热轧厂作为能耗占15%左右的重要部分，是节能减排中的关键。“环境经营战略”的发展离不开“开源节流”，节约工业新水用量，减少工业污水的排放量，降低环境负荷，实现有偿经营是国家的战略方向，也是钢铁企业水系统追求的目标。简要分析了目前钢铁企业热轧厂内部常规的节水方式，并阐述了热轧厂已经采取的技术措施，以期为实际生产和今后工程建设提供参考。

关键词：节能减排；环境经营；节水方式；热轧厂

中图分类号：TQ085 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.144

节能减排是整个国家的战略发展目标之一，而钢铁工业作为重点能耗产业之一，是落实节能减排工作的重点。节约工业新水用量，减少工业污水的排放量是钢铁企业水系统的工作目标。

节能减排不仅要注重对工业污水的处理和回用，更重要的是采取合理的用水方式在生产环节中真正实现一水多用、串接用水和节约用水，实现用水与排水之间的平衡。因此，用水方式应是水系统节能减排工作的研究重点。本文简要分析了热轧厂内部常规的用水节水方式，并提出了一些可行性建议，以期为实际生产和工程施工提供参考。

1 所有污废水都是水资源

要想实现钢铁企业工业水系统的节能减排，就必须要认识到“所有污废水都是水资源”。在生产过程中，所有的污水和废水都是水资源，都是可以回收利用的，有些可以直接利用在另一个生产环节中，而有些则需要经过适当的处理后再加以利用。在生产过程中，只有不合适的用户，没有不合适的水资源。在节能减排工作中，首先要研究用水方式，为这些所谓的“污废水资源”寻找合适的用户。根据节能减排的要求，热轧厂梳理了所有的外排水，安排专门的责任人跟踪并逐步整改、回收、利用它们。

2 水量平衡是实现节能减排的重要方式

对于钢铁企业的水系统，应该在满足生产要求的前提下实现用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，又可以尽量减少新水的需求量。在理论上，工业新水只用于补充因蒸发、飘散、排污和漏损等造成的循环水系统的水量损失，是一种完全理想的状态。虽然在实际应用过程中可能难以实现，但是，应当采取各种技术措施使其尽量接近理论值。因此，热轧厂成立了水耗小组分析水量平衡方面的内容，并根据以往的用水量估算吨钢在轧线的蒸发量，从而建立初步的水量平衡计算表和公式。

目前，热轧厂的水量平衡情况（以某产线2013-04为例）如表1所示。

表1 1580产线水量平衡情况

进入系统的水量 系统损失的水量 平衡

情况

工业水补新水总量 过滤水进入系统量（计量） 加热炉水封进入系统（估计） 电导

排污

（计量） 串级

排污

（计量） 雨排水（估计） 冷却

塔蒸发（理论） 轧钢蒸发损失量 其他

漏水

（估计） 含有

废水

（计量） -2 461.00

A 77 172 21 084 0 3500 11 366 0 0 0

B 2 944 0 10 282 38 631 0 0

C 1 017 19 765 0 10 315 2 000 8 819

计算依据：1.吨钢蒸发按0.15 t/t；2.B/C系统冷却塔温差按照△t=2；3.A系统冷却塔温差按照△t=3

3 常规用水方式的分析和建议

用水方式包括确定用水水量、用水水质、用水制度和水力平衡等。按照用水水质，钢铁企业内主要有工业新水、纯水、净循环水、纯水循环水、浊循环水和串级水等；按照用水制度，可分为连续用水制度和间断用水制度。下面，针对这几个问题分析和探讨了热轧厂内部的常规用水方式。

3.1 工艺设备循环水用水的水质要求

3.1.1 情况分析

在工程设计阶段，一般是由冶金专业设备供货商对设备冷却水的水质提出要求。如果碳酸盐硬度（CaCO3）、总含盐量等水质指标的要求过高（要求供水碳酸盐硬度、总含盐量低），就会降低循环水系统的设计浓缩倍数，使补水量增大，吨钢工业新水耗量增大。特别是产线汽化冷却纯水系统，对水质的要求特别高。以除氧器出水pH值为例，2007年投产初期指定的指标为：标准值为8.5～9.5，期望值为9.0～9.5.但是，在实际运行过程中，受启停加热炉和保养的影响，出水pH值一直在10左右，而对应的加热炉内炉水的pH值要求为9～11，基本满足要求。如果严格遵守指标要求，就需要排水，会浪费大量的纯水。

3.1.2 建议

鉴于此，应该根据实际生产情况和汽包打开情况适当调整，而且水处理加药的目的是改善水质。制定水质指标主要是为了保护设备，减缓腐蚀或结垢，延长设备和配管的使用寿命，但这些需要与其他设备配套使用。如果直接提高设备的用水指标，会增加水处理投资费用，而且工业新水补水量也会上升，不符合当前社会节能减排的发展要求。因此，建议在确定工艺用水水质的情况下，根据设备和配管的材质、循环水水质、用水制度，再结合投加水质稳定药剂因素，与专业药剂水处理厂家共同确定优化水处理加药方案，以满足用户的要求。在调整一些诸如pH值等指标的量化参照值时，要放宽具体的数值要求，提高一些设备包括中间配管所能承受的腐蚀和结垢的允许值。

根据实际生产情况调整循环冷却水含盐量指标值，可以直接提高循环水系统的浓缩倍数，大幅度降低循环水系统强制排污水量和新水补充水量。这对于水系统节能减排工作的落实有重要的意义。

3.2 加大串级水的使用量

3.2.1 情况分析

热轧厂浊循环冷却水系统常被用于轧辊、辊道、除鳞和带钢层流冷却等单元中。浊循环冷却水系统回水经沉淀、加药、过滤处理后冷却，不断循环使用。而冷却水通过沉淀池构筑物、冷却塔时不断蒸发，循环水中的盐类不断被浓缩，含盐量不断增加。目前，将回用水作为浊循环水系统的补充水是普遍的串接用水方式。

实际上，热轧厂除了将清循环系统直排水作为浊循环水系统的补充水外，设计中没有其他的串级利用方式。这样做，清循环系统中需要大量补水，浓缩倍数一直处于1.5左右的低水平运行，而且还需要不断投入加大量的药剂来稳定水质。

3.2.2 建议

遵循“节水环保，工业用水串接”的使用原则，将浊循环系统的补充水由工业水改为宝钢串级水，同时，减少清循环系统的直排用量，比如产线的轧制油冷却用水，减少清循环系统的水量损失，降低系统成本，以达到节能减排的目的。

3.3 查跑、冒、滴、漏的重要性

3.3.1 情况分析

由相关分析可知，目前，热轧清循环系统的节能潜力巨大，它是热轧节水的重点系统之一，而系统中的“跑、冒、滴、漏”等问题则会直接影响节能减排的效果。

按照理论内容，清循环作为一个半密闭循环系统，除了蒸发、浓缩排污、过滤器反洗和风吹飘散损失外，系统中没有其他较大的损失量。按照系统循环量和温差理论值计算，得出系统日补水量为2 500 m3左右。但是，系统实际日补水量（同样以2013-04为例）如图1所示。

图1 系统实际日补水量

从图1中可以看出，平均补水量在3 800 m3左右，与理论值有较大的差距，差距部分为非正常消耗的“跑、冒、滴、漏”等。由此可知，这部分水量非常可观，必须要引起工作人员的高度重视。

3.3.2 建议

从水系统节能减排的角度考虑，鉴于现场的实际情况（仪表冷却用水对水质要求较高、单个用水点用量小且分散，回收不经济，必须要直排外），可以考虑回收较大的用水点；对一些对水质没有特别要求的用户，可以考虑降低水质要求，减少用量。同时，在工作过程中，要加大对“跑、冒、滴、漏”问题的检查和自查力度，从而为节能减排工作贡献一份力量。

4 热轧节能减排的技术措施

4.1 建立各产线的水量平衡公式

随着社会的进步，节能减排方面的压力越来越大，管理也越来越细致。因此，热轧厂专门成立了水耗小组，定时分析和汇报水量平衡情况，一旦发现不平衡的系统，则要及时查找原因。

4.2 控制不影响系统安全的指标

针对汽化冷却纯水系统水质要求过高的问题，与能环部和

药剂供应厂商等专业部门协商后，将除氧器出水pH值达到10作为监视指标，不对系统水进行置换处理，尽量减少纯水的排放量。另外，汽化冷却系统联氨的控制指标由20～100 ppb调整为控制20 ppb下限，不控制上限。

4.3 加大串级水的使用量

加热炉水封槽用水主要是对加热炉活动梁柱进行水封，避免高温气体混合物从炉底泄漏出来，而且对水质的要求也不高，使用完成后水温会升高，而且还会夹带大量的氧化铁皮。为了节约工业水的用量，热轧厂已经将原来加热炉水封槽用水由原来的工业水改为浊循环系统水。

由于有蒸汽产生，汽化冷却系统中的杂质不断浓缩。为了保证系统水质，必须要对系统进行必要的表面排污处理。因为排污水的水温比较高，当pH值达到11左右时，离子浓度比较高，原设计将这部分水直接回收到浊循环系统，但是，与药剂厂商讨论，并多次试验发现，这部分水完全满足清循环系统的水质要求，所以，热轧厂将汽化冷却排污水由原来进入浊循环系统改为进入清循环系统，将其作为清循环系统的补充水使用。

4.4 减少跑、冒、滴、漏的水量损失

通常情况下，清循环水池作为系统的送水泵池，保有水量要保持在3 000 m3左右。由于清循环泵池地基不均匀沉降等问题，导致该池出现泄漏。泄漏部分清循环水直接渗漏进入了地下水，浪费了大量的资源。由于该系统负担着整条轧线的间接冷却用水，除年修外，系统无法停运检修。为了解决这一问题，热轧厂与设备部多次协商，制定了池外开挖，强行带水补漏的施工方式，并对清循环水池进行堵漏。实施完成后，基本解决了泵池泄漏的问题，节约了大量的水资源。

4.5 局部小用户点水量控制

局部小用户点的水量控制一直是热轧厂面对的一个难题，如果回收，由于非常分散，需要敷设大量的小管道，不经济，而且还会影响冷却效果。目前，热轧厂针对不同的用户采用了不同的措施来控制水量，比如铁皮坑水泵轴封冷却水，由于铁皮坑是整个浊循环系统的咽喉，水泵不能停运，即使使备用水泵，其也需要随时处于可立即投运的状态。但是经过与设备人员和水泵生产厂家的讨论发现，目前水量还有调小的余地。经过多次试验，将这部分用水量减少了1/3左右。因为煤气加压机备用机能够远程开启冷却水，所以，可直接关闭备用机用冷却水。

针对汽化楼给水泵、纯水泵轴封冷却用水和汽化冷却系统取样冷却器用清循环水的回收，考虑改造3号加热炉。为了避免重复施工，可将这部分水量的回收并入3号加热炉改造工程中进行。目前，设计已经考虑好，但未完全实施。

5 结束语

热轧厂水系统采取了多项措施后，节省了大量的珍贵水资源，降低了生产成本，减少了吨钢新水耗量。保护环境和防治污染是钢铁企业发展的责任与义务。节能减排工作是一项复杂的系统工程，不但需要统筹考虑，更需要全产线、各部门的相互配合，在日常生产中找到节水点，从而开展相关工作。