水平衡测试教材

企业（单位）水平衡测试培训教材1一、水量平衡测试的概念与作用1、水量平衡的含义水量平衡是指在一个确定的用水单元内，输入水量和输出水量之间的平衡。广义上讲，输入水量一般包括取水量(自来水量、自备井水量、或取自于江、河、湖、水库等水的水量)，重复利用水量等；输出水量则为排水量、耗水量、损漏水量等。这里，循环利用水量既属于输入水量也属于输出水量。2、用水单元的划分企业用水单元实质上就是企业生产过程中各个用水的生产单元。因此，可按照企业生产单元组成来划分用水单元。整个企业可以看作是一个独立的用水单元体系或用水单元总成，组成企业的各个生产车间（或分厂）和部门可以看作是各个不同的用水单元；生产车间内的各工序（或设备）可看作是用水子单元。一般来讲，企业用水单元可以分为企业、车间、工序（或设备）三个层次（见图1-1）。图中，辅助生产部门包括机修、锅炉、运输、空压站等；附属生产部门包括厂部、科室、食堂、保健站等。辅助生产车间和附属生产部门同样也可以根据要求再细分成若干用水子单元。对于生产过程较为复杂的、生产规模较大的企业，用水单元层次也可不受上述限制，可以有更多的用水单元层次，但划分单元的原则是一致的。为了简化工作，对于同一单元层次内的各用水单元，如果它们的用水性质、条件和用水量值基本一致（如同一类型、同一规格的用水设备等），则可取出其中一个用水单元作为代表。企业用水单元总成主要生产部门用水单元辅助生产部门用水单元附属生产部门用水单元甲生产工序(设备)用水子单元乙生产工序(设备)用水子单元丙生产工序(设备)用水子单元图6-1企业用水单元体系图23、企业（单位）水量平衡测试的定义及标准部标准CJ20—87《工业企业水量平衡测试方法》(以下简称《方法》)中对企业（单位）水量平衡测试定义是这样表述的：“水作为工业生产中的原料和载体，在任一用水单元内存在着水量的平衡关系，通过对用水单元实际测试，确定其各用水参数的水量值，根据其平衡关系分析用水合理程度，称之为水量平衡测试”。可见，水量平衡测试有两个关键环节。其一，对企业、车间、工序(设备)、建（构）筑物等几个层次的用水单元的各种水量也即输入水量和输出水量进行实际测试，确定各用水参数的水量值。其二，在测试的基础上，对各层次的用水单元根据其水量值的平衡关系，定量分析用水合理程度。我国在上世纪80年代就提出了《工业企业水量平衡测试方法》CJ21-1987，该标准属当时的城乡建设环境保护部的部标准，1999年建设部对以往的规范标准进行了清理，对以上标准予以确认，新编号为CJ41-1999，仅对原标准的封面、首页、书眉线上方表述进行了相应修改，基本内容一致。1990年全国能源基础与管理标准化技术委员会提出了一个国家标准《企业水平衡与测试通则》GB/T12452-90，这两个标准的基本原理都一样，部标准更加具体和经验化，而国标更加原则和清晰。4、企业（单位）水量平衡测试的作用企业（单位）水量平衡测试是用水单位加强用水科学管理，最大限度地节约用水和合理用水的一项基础工作。它涉及到企业（单位）的生产管理、技术管理、能源管理、后勤管理等方面，同时也表现出较强的综合性、技术性。搞好企业（单位）水量平衡测试，有以下几方面的作用。(1)掌握企业（单位）用水现状。通过对企业（单位）内逐台设备、设施、各个车间、部门、建（构）筑物及各类用水参数的测定，不但掌握了本单位范围内用水管线的布置排列、走向和计量仪表的安置情况，而且还搞清了本单位的用水工艺、用水性质和各用水点各类用水参数之间的量值关系，获取了大量有用的实测数据。(2)定量分析企业（单位）用水合理化水平。在掌握用水单元的用水参数的量值及其平衡关系基础上。根据本行业、本地区节约用水和合理用水的要求，计算、分析、评价有关用水技术经济指标，找出用水薄弱环节和节水潜力，并制订3出相应的切实可行的技术、管理措施和规划。(3)健全企业（单位）用水计量仪表。充分利用各种水量计量仪表是水量平衡测试的主要手段。因此，通过测试工作的开展，可相应地提高仪表计量率，完善计量手段，也为企业（单位）内部用水的计量和考核提供了有利的条件。(4)建立企业（单位）用水档案。在水量平衡测试过程中，需要对企业（单位）生产和用水等方面的情况进行调查，并要查阅、搜集有关的统计资料和原始记录；另外，通过实地测试，也取得了大量数据。在此基础上，将统计数据、资料和实测数据，按照有关要求，进行处理、分析和计算，形成了一套完整、翔实的包括有图、表、文字材料在内的企业（单位）水量平衡测试档案，这是颇有价值的企业（单位）用水档案材料。此外，通过测试工作的开展，也培养了一批熟悉本企业（单位）用水情况的用水管理人员，提高了他们的业务素质。(5)为制订企业（单位）各类工业产品用水定额提供基础数据。制订产品用水定额，需要掌握产品的生产工艺、用水工艺、用水量值及各类用水参数的关系，需要健全各种水量计量仪表，而这些正是水平衡测试所涉及的内容和所要解决的问题。因此，水平衡测试为企业制订产品用水定额奠定了技术基础。4二、企业（单位）用水分类、定义及考核指标1．企业用水分类与定义各类工业企业在进行生产的过程中，在本企业的各生产部门、辅助生产部门和附属生产部门内，总是要直接或间接使用水。当然，用水的性质、条件、种类和数量随行业类别、产品结构、工艺条件、生产性质和外界环境等诸多因素的变化而变化。即使是同一个行业、生产同一类型产品的不同企业，用水的情况也因生产工艺、生产设备等的差异而不同，尽管如此，对于企业用水我们也可以按照某一原则，把握住不同行业、不同企业生产过程中用水的共同属性，恰当地划分企业用水的类别，这样既便于用水的统计、计算和考核等日常管理工作，也便于开展象水量平衡测试这类性质的用水管理基础工作。一般说，企业用水可以分成两大类即：生产用水和生活用水。(1)生产用水。直接用于工业生产的水，叫做生产用水。生产用水包括间接冷却水、工艺用水和锅炉用水。其中，工艺用水又可细分为产品用水、洗涤用水、直接冷却水和其他工艺用水；锅炉用水细分成锅炉给水和锅炉水处理用水。生产用水的分类情况及定义表述可见表四生产用水的分类与定义表。5表四分类定义内容间接冷却水在工业生产过程中，为保证生产设备能在正常温度下工作，用来吸收或转移生产设备的多余热量，所使用的冷却水(此冷却用水与被冷介质之间由热交换器壁或设备隔开)，称为间接冷却水。工艺用水在工业生产中，用来制造，加工产品以及与制造、加工工艺过程、加工工艺过程有关的这部分用水称为工艺用水。工艺用水中包括产品用水、洗涤用水、直接冷却水和其他水。1．产品用水在生产过程中，做为产品的生产原料的那部分水称为产品用水(此水或为产品的组成部分，或参加化学反应)。2．洗涤用水在生产过程中，对原材料、物料、半成品进行洗涤处理的水称为洗涤用水。3．直接冷却水在生产过程中，为满足工艺过程需要，使产品或半成品与之直接接触的冷却水(包括调温、调湿使用的直流喷雾水)称为直接冷却水。4．其它工艺用水产品用水、洗涤用水、直接冷却水之外的其它工艺用水，称为其它工艺用水。锅炉用水为工艺或采暖、发电需要产汽的锅炉用水及锅炉水处理用水统称为锅炉用水。锅炉用水包括锅炉给水、锅炉水处理用水。1．锅炉给水直接用于产生工业蒸气进入锅炉的水称为锅炉给水。锅炉给水由两部分水组成：一部分是回收由蒸气冷却得到的冷凝水，另一部分是补充的软化水。2．锅炉水处理用水为锅炉制备软化水时，所需要的再生、冲洗等项目用水称为锅炉水处理用水通常，生产用水占企业用水的比例较高，企业用水量中的绝大部分是属于生产用水，因此，应当把这类用水作为水量平衡测试的重点，在生产用水的各类用水中，间接冷却水一般用水量较大，据统计，在工业生产中，间接冷却水的用水量约占工业用水总量的60％一70％左右，在电力、冶金、医药、化工等行业中这类用水占用水总量的比例要更高一些。间接冷却水多用于生产设备的冷却和工艺温度的控制。它使用后，一般只是温度有所提高，而水质基本上没有污染，同时消耗量也较小。由于间接冷却水的这一特点，决定了它应当作为企业节约用水的重点。在工业，企业中，工艺用水的用水量一般仅次于间接冷却水。这类水包括的用水范围比较广，水在生产过程中所起的作用各不相同，但它们的共同点是，使用过后水质均有程度不同的污染，消耗量也较大。采取适当的技术措施，尽可能地回收利用这部分水量具有很大的实际意义。锅炉用水在工业企业中较为普遍，曲于锅炉用水对水质要求较高，一般均需进行水处理后才能使用，因此提高6锅炉用水的重复利用水平，可收到可观的经济效益。(2)厂区生活用水。厂内和车间内职工生活用水及其他用途的杂用水统称为生活用水。这类水在企业用水当中占有一定的位置，特别是对某些工业企业如仪表、电子、服装等，生活用水要占企业用水的一半以上。生活用水不与企业的生产发生直接的关系，但要保证生产的正常进行，离不开这部分用水。因此，也必须定量地分析企业内生活用水的水量值，搞清其用水情况。(3)生活用水单位水量平衡测试。关于生活用水水平衡测试的一些测试方法及计算方法原则上和生产用水测试相同，在这里不另述，在此主要解释与工业测试有区别的方面，便于测试单位操作。一、基础工作中的装表，其原则是(1)按建筑物装表，如该建筑物有多路进水，那么就应每路都配备水表。(2)按不同用水性质和用途装表，有的单位在一幢楼内有多种用途，如招待所、食堂、洗衣房、锅炉、集体宿舍等。按要求各类用水就必须单独装表。二、在测试期内应配合每天的抄表具体记录各类用水的有关资料，如当天的实际住房率、营业额、病人数、上班人员、集体宿舍住宿人员、中央空调运行时间、锅炉烧炉时间、洗衣量等等。以便计算各类用水量及单位耗用水量。生活用水单位用水分类(无生产性的)间接冷却水、洗涤用水、直接冷却水，锅炉用水按企业用水分类(有生产性的单位)，生产经营的部门用水分类全部按企业用水分类。2、水量测试方法有压管多采用水表和流量计测试水量，无压排水多采用堰测法1、水表：有旋翼式和水平螺翼式两种，前者适用管径为DN15～150，后者适用管径为DN80～400的供水管，优点是价格低廉，安装方便，但有较大的水头损失。须特别注意最小流量和额定流量的限制。2、流量计：有差压式流量计，电磁流量计和超声波流量计。差压式流量计有孔板、喷嘴、文丘里管、比托管、均速管流量计，其工作原理是利用（孔板、喷嘴、文丘里管）节流部件不同断面的水压差或测压管（比托管、均速管）前后7水压差同流速的平方成正比的关系计量流量，这些流量计也可由变送器送至二次仪表转换显示出瞬时流量和累计水量。孔板的公称直径范围为DN50～600，喷嘴为DN50～325，文丘里管为DN200～1000。比托管和均速管公称直径范围要大一些（DN200～1000），而且水头损失较小，可不需固定于管道上。超声波流量计的计量精度高，无水头损失，不需固定管道上，测试时，由两个换能器交替发射或接收超声波脉冲信号，并通过超声波信号传递的时间差测量有压管介质的流速，然后以积分法自动算出管道中介质流量。该计量设备的价格较贵。3、堰测法，计量堰的形式有非淹没的三角堰、梯形堰、矩形薄壁堰。有时也用淹没堰和薄壁闸孔下出流测定流量。除以上方法测试外，还有一些经验方法。我们在测试时，对新水量，外部回用水量，排水量都可以较高精度地计量；计量循环水量时要注意，出用水系统的循环水量往往大于进用水系统的循环水量，即存在循环损耗，这部分损耗跟循环次数有关，不能简单地把测试量代入平衡关系式。在测试内部回用水量时，要注意用水工艺需要的多级用水不应视为回用水，该用水系统也不算回用水系统。《工业企业水量平衡测试方法》CJ41-1999中对循环用水系统耗水量是采用经验计算法，而对漏失水量是采用间接推算法。如公休日，关闭用水阀测试进水表，该方法得到的漏失水量由于管内水压比正常用水时的大而使漏失水量的计量偏大。还有一种推算法是二级水表计量数值与一级水表计量数值之差大于一级水表计量数2%时，可以近似认为其大于部分为该用水单位管网的漏失水量。3．企业用水的水量分类与定义企业内各个用水单元的输入和输出水量在用水性