钢铁企业水系统管理模式优化与实践

安连志，周 航

（唐钢国际工程技术股份有限公司，河北 063100）

0 引言

我国是水资源匮乏国家，同时又面临着严重的水环境污染问题。钢铁冶炼是典型的高耗能、高耗水行业，由钢铁企业生产工艺特点决定，其在生产过程中需要补充和消耗大量的工业新水，同时还要产生大量不同类别的工业废水。为了满足国家日趋严格的节约用水和水环境治理要求，各企业都在不断加强工业水系统运行管理和节水技术措施的升级创新，提高企业水资源利用率、降低工业新水耗量、减少和消除工业废水外排。

唐山某钢铁公司因水系统运行、管理和工艺技术等原因，近年来吨钢综合新水消耗徘徊在4.0 吨左右，距离先进的钢铁企业水平有很大差距[1]。因此，亟需改进公司水系统的运行管理模式和创新升级水系统节水技术措施，降低吨钢综合新水耗量。本文结合该公司水资源使用现状，对该公司工业水系统运行管理和工艺技术等方面存在的问题进行了剖析，并对节水改进措施的实施效果进行了总结。

1 公司水资源供应和使用状况

该公司生产、生活用水来自两个公司提供的三种水源，主要水质为疏干水、清水和中水。图1 该公司水系统平衡图。

图1 公司水系统平衡图

1.1 A 公司水供应和使用状况

A 公司向该企业提供疏干水和清水两种水源。其中可持续向该企业供350～450 m3/h 左右疏干水，进水悬浮物在10 mg/l 左右，总硬度在180 mg/l，氯根为15 mg/l 左右，水质较好，不需处理可直接作为生产用水，目前作为热电循环水补水及公司一期软水站制取软水用水；另外A 公司还供应150 m3/h（最大能力）左右清水，作为厂区1580 热轧生活水使用。

1.2 B 公司水供应和使用状况

B 公司向该企业提供中水。中水供应能力为1200 m3/h 左右，其进水悬浮物在80 mg/l 左右，总硬度为300～400 mg/l，此部分中水由该公司二期软水站进行处理。二期软水站水处理设施由两部分组成，包括1200 m3/h 的预处理系统和600 m3/h 的后处理系统。预处理系统主要水处理工艺为“高效澄清池+V 型滤池”，系统产水能力1200 m3/h，其中600 m3/h 由清水泵直接供至厂区生产水管网，余下600 m3/h 供给后处理系统制软水使用。后处理系统主要水处理工艺为自清洗过滤设施+超滤设施+反渗透设施，原水处理能力600 m3/h，纯净水产出能力250 m3/h。

2 水系统存在问题

（1）水系统生产运行整体管理水平不高。水系统各项管理制度不完善，配套的奖惩管理制度不健全；设备维护检修不到位，设施跑、冒、滴、漏现象较严重；节水减排的技术改造措施欠账较多，影响了节水措施能力的发挥；阶梯式补水方案不完善，还有许多挖掘空间。

（2）日前生产用水水源主要由B 公司供应，不足部分由A 公司矿井疏干水补充。而B 公司中水供水量受季节影响波动较大，另外因供水泵电源问题，时常发生停泵，这就造成了公司生产用水水源成分波动较大，直接影响到了生产水的质量稳定。

（3）目前钢铁企业竞争日益加剧，用户对产品性能及质量要求越加苛刻。因水的质量己经成为影响产品质量的重要因素，所以对水系统的质量要求也日益严格。很多系统出现了因水质原因造成的系统排水，增加了水系统补水消耗[2]。

因此，优化水系统管理模式，提高水系统管控能力和水平；优化系统补水方式，提高生产用水质量和稳定性；在保证水质量的前提下，尽可能减少水资源的浪费已成为钢铁企业重要关注的内容。

3 降低吨钢水耗的改进措施

3.1 提高水系统精细化管理水平

3.1.1 加强水系统生产运行管理

（1）严格调度协调，及时启停泵，做到主机停辅机停。

（2）科学制定检修计划，避免提前启泵造成水耗增加，检修工作结束提前做好空载试车工作，避免供水后设备不能投入导致停泵放水。

（3）转炉、连铸浊环水系统水池保持低液位运行，检修时加强与生产单位联系，减少因检修停泵、回水不停造成水池溢流。

（4）制定设备运行对水温差的技术要求，按照进出水温差及时启停冷却塔风机，减少水耗同时降低能耗。

（5）统一协调各系统补水时间，做到分时段、分用户阶段性补水，保证系统补水均衡、稳定，不出现各用户集中抢水现象。

（6）各水站要按照阶梯式补水原则进行补水，软水系统排水补充到净环系统，净环系统水排水补充到浊环水系统，减少各系统补充生产新水用量[3]。

（7）加强现场设备点检巡查，杜绝水系统设施跑、冒、滴、漏现象发生。

（8）细化水系统各项管理制度，制定明确的奖惩管理制度，严格按照管理制度进行奖惩。

3.1.2 提高水系统循环水质量

（1）由动力车间和生产车间结合，以不结垢为前提，改善化药配方，提高循环水的浓缩倍数，减少补水、换水。

（2）根据水源情况调节各类水用量配比，减少使用硬度较高的水源，降低生产新水硬度，提高循环水的浓缩倍数，降低水耗。

（3）定期清理板式换热器、斜板及水池，做好过滤器的维护及清洗工作，减少因水质不合格造成的补水、换水。

（4）加强对化药厂家的管理力度，借助厂家的技术力量，提高对循环水系统水质管理水平，出现问题要求厂家限时处理，杜绝为避免影响生产、质量事故发生的补水、换水。

（5）定期与生产车间进行沟通，对于可能出现的特殊情况(如生产线上漏油、水系统杂物较多等)及时掌握，并制定相应的应急处理预案，保证水系统质量稳定。

（6）定期召开水质攻关会议，将生产单位、化药厂家及相关人员组织在一起，对水系统存在的问题进行集中解决，保证水系统真正达到“可控”水平。

3.1.3 加强水系统设备管理维护

（1）加强冷却换热设备管理维护。定期清理各种冷却器换热设备结垢；定期监测量冷却换热设备两侧温度，当温差超过8 ℃，即刻安排清理设备冷却水侧结垢。

（2）提高水泵检修质量，杜绝水泵机封、填料密封漏水；及时更换或压紧填料，控制水泵密封滴水在规定范围之内；对水泵机封及填料密封的超标滴水，回收至本站室或附近的浊环水系统中。

（3）公司各系统泵站加装耐腐蚀、抗冲击的自动补水浮球阀，达到自动补水自动停水，避免水资源的溢流浪费。

（4）对动力区域部分冷却塔进行维护，减少夏季因冷却效果不好更换新水降温，造成新水浪费。

（5）校正在线水表，安装补全缺失、损坏仪表，达到计量准确，监控有效的目的。

3.2 实施一系列节水技术改造措施

（1）合理利用浓盐水。改造浓盐水管道，将浓盐水引入高炉区域水冲渣池，可减少高炉水冲渣新水耗量2500 t/d。

（2）对热电锅炉凝结水进行回收利用。将锅炉凝结水作为软水系统补水，改善水质，减少因水质不合格进行的换水，可节约新水700 t/d。

（3）二期软水站更新改造。二期软水站投入至今运行已超过10年，超滤、反渗透膜已经达到使用周期，制水率明显下降，产水硬度为20 mg/l 左右，不能满足炼钢汽化系统水质要求。对其更换3 套超滤膜、2 套反渗透膜，更换完成后大幅提高了超滤、反渗透产水量及质量，软水制水率由现在45%左右提高至60%以上[4]。按照目前软水制水量4000 t/d计，可节约新水1300 t/d。

（4）各水站严格按照阶梯式补水原则进行补水，减少了各系统补充新水用量，可节约新水800 t/d。

（5）与化药厂家精密配合，提高循环水系统水质管理水平，循环水水质合格率由原来的95%上升至98%，减少了由于水质不合格造成的排水、换水，可节约水量为200 吨/天。

4 实施效果及结论

（1）通过提高水系统精细化管理水平，强化供水系统调度管理，统一协调各系统补水作业制度，做到分时段、分用户阶段性补水，各系统补水达到均衡、稳定，净化水制取水量能够保证全天稳定运行，外送生产水水质明显改善。

（2）通过以上各项技术及管理措施的实施，全天可节水约5500 t/d，按照该公司平均每日钢产量7200 t 计算，吨钢综合新水耗量降低0.76 m3/t，较之前下19%，年创效额达到270 余万元。

5 结语

通过加强水系统生产运行管理、提高水系统循环水质量、加强水系统设备管理维护、采取一系列节水技术改造措施等，该公司的水系统的综合管控能力显著提高，提高了公司水资源利用率、降低了工业新水耗量、减少了工业废水外排。

公司水系统循环水水质合格率由95%上升至98%，软水制水率由45%左右提高至60%以上，吨钢综合水耗由4 m3/t 降低至3.24 m3/t，缩短了与先进企业的差距。但与先进企业对标，该公司还有节水空间，还要进一步能力，最终要实现经济效益和社会效益双赢，这是钢铁企业可持续性发展的必由之路。