高线厂水处理设备存在问题及改进谭家治

高线厂水处理设备存在问题及改进谭家治(重钢股份公司高线厂重庆000484摘要本文从保护水资源、节约水资源出发,对高线厂水处理设备系统的构成情况分析,提出水处理系统改进设想.从节约水资源出发提出该厂水处理设备在线管理模式,技术上分类定位、生产中部门协调,追求环保、效益、安全同时兼顾的综合经济效益。关抽词水处理;冷却塔;水质;环保;协调平衡;经济效益1股份公司高线厂水处理设备基本构成重钢股份公司高线厂作为该公司“两板一线”的重要二级厂,主要在线设备有加热能力为75吨/小时步进式加热炉一座,平立交替布置单传轧机共18架,和10架顶交45度布置的交一直—变频调速传动的精轧机1套。设计能力为年产35万吨线材。全线采用无扭轧制,计算机物材跟踪控制,水冷和风冷控制,整个工艺工业用水进行循环,零排放。2008年周平均耗工业水1400吨左右。由于高线厂水处理冷却系统始建之初受资金限制,投资103万元,从江苏宜兴某建筑设备厂,成套引进GFNI碑系列l000m,/h逆流式玻璃钢冷却塔3台,(l#2#为浊环水冷却塔、3#为净环水冷却塔)350T/H玻璃钢冷却塔1台。其安装平面布置图(见图1)。350吨凉水塔①ō①门川川曰|。二瓜卜高线厂水处理冷却系统平面布t图引进的3台GFNL系列1000m,/h逆流式玻璃钢浊环水和净环水冷却塔的内部和外部制作完全一样。其性能参数(见表1)。2高线厂水处理设备冷却系统存在问题主体设备之一的水处理设备冷却系统在运行近8年来,逐步暴露出一些问题。存在一些不足,现就该厂水处理设备冷却系统运行中还存在的问题作一些技术分析。由于高线厂水处理系统始建初向环保部门申报时,环保部门要求设计上为零排放,要求创无泄漏工厂,49成为股份公司“设备无泄漏管理单位”。但在生产运行中真正实现零排放无泄漏是有困难的,尤其在设备检修和处理故障时就可能向外排放,造成水资源浪费和环境污染。高线厂水处理冷却塔性能参数35oT/H玻璃钢冷却塔IO00T/h逆流式玻瑞钢冷却塔冷却水t进塔水温出塔水温湿球温度干球温度大气压冷却幅度温差风量全床静压风机型号电机型号嗓声(标准点)壳体厚度350T/H42℃32℃28℃31.5℃1.004X105Pa4℃10℃2.3X105m3/h148Pa95Pa38拐11Kw一一一165r/min70dB(A)10mm1000T/h42℃32℃28℃31.5℃1.004X105Pa4℃]0℃7.8X105m3/h148Pa95PaIF47S22一一45Kw双速电机高速72dB(A)低速68dB(A).6mm1.高线厂对水处理工艺比较陌生,对水处理系统冷却塔的工作原理了解不多,其管理水平和管理经验尚待提高。在水处理设备系统中,我们发现许多故障来源于冷却塔滤料选型,钢结构支架强度和整个系统流程及运行模式的问题。一旦出现选型不当,导致滤料粘着物超重,引起设备故障,则要花很多时间和资金才能修复,甚至造成设备报废.给企业带来很大的损失。因此,笔者认为,应结合重钢的实际,摸索出冷却塔设备的水质及水处理有效的管理手段。对水处理设备系统高效运行十分重要。2.根据水循环原理,大家知道,结垢,生物污泥,腐蚀是水循环系统中的三大主要危害.水在循环过程中由于水分蒸发、热分解,二氧化碳气体吹失等因素,使不稳定熔解盐的平衡遭到破坏,部分离子在水中呈结晶状态,附在冷却塔壁滤料上结成水垢。生物污泥主要是由于水中的细菌、霉、藻类等微生物群体与灰尘。泥沙混合在一起.形成的泥状污蚀物。其粘着力极强。熔解氧及其他腐蚀性离子在水中与管壁金属发生化学反应,形成腐蚀。另一方面,水垢的沉积、污泥的积聚导致局部电池的形成,使得腐蚀加剧,局部滤料上的粘着物加厚、加重。这三者的主要危害具体表现在三个方面;(l)由于附在冷却塔壁滤料上结成的水垢。具有阻热作用,因此降低了传热效率,不能快速降温,浪费能源。污垢成分的热传导率与冷却塔壁滤料及母材的比较见表2。从表2中可以看出.污垢成分的热传导率一般为臂壁金属的几百到几千分之一,大大影响了传热效率.污垢对传热的影响,用污垢系数来表示.污垢系数越大,则热阻越大,传热性能越差,机组制冷能力下降。(2)污垢的积聚导致局部腐蚀,这种腐蚀为正常腐蚀速度的4一5倍,会使设备在短期内穿孔损坏,(3)污垢还在水管中沉积.降低了水流通的截面积,增大了水流阻力,使生表2污垢成分的热传导率组成热传导率/w·(m·k)水垢硝酸盐为主要成分的水垢硅酸盐为主要成分的水垢磷酸盐为主要成分的水垢生物污泥生物薄层(水分90%)腐蚀生成物FeZO3Fe3();母材低碳钢铜0.4一0.70.2一0.50.6一0.80.6一0.73一71.240一70370一420产用水压力减小,给生产带来影响,同时增加了设备运行费用。因此,及时对水处理系统冷却塔、塔内滤料、钢结构支架系统进行水循环处理显得十分必要。而我们在循环水处理上是存在不足的。没有进行循环水的定期处理。而定期处理循环水,又面临排放和环境污染的矛盾。3.没有深人细致地了解整个水处理系统的工作原理,观察水质时在冷却塔上层看比较干净,就产生错觉认为水质还可以。同时长期对取水位置也存在错误。首先我们要明确国家对水质量标准的含义,根据国家机械行业标准BG/一T7247·94和JB/T8055—96对于制冷设备冷却水水质的要求作了明确规定:见表3。由于高线厂水处理系统采用补水不间断循环的方法来冷却生产用工业用水。这样就产生一个间题,长期的循环往复,导致冷却塔塔内工业用水的水质发生变化,水质变坏。其结果是水中的细菌、霉、藻类等微生物群体大量繁殖,直接影响设备使用寿命。也给水处理系统设备的安全运行留下隐患。4.由于生产厂家对技术的保密,我们对成套引进的水处理系统冷却塔,塔内钢结构缺乏了解,尤其是对钢结构支架能否满足生产工艺要求、承裁能力及表3制冷设备冷却水和冷冻水水质基准项目基准值PH值(25C)电导率(25℃)/(卜s/em)氧化物离子Cl一/(mg·I厂’)硫酸根离子50`2/(mg·L一’)酸消耗t(pH=4.8)caCo3/(mg·I厂’)总硬度CaC03八mg·I厂1)铁FeZ+/(mg·L一’)硫化物离于52/(mg·IJ一`)按根离子NH;+/(mg·L一’)离子状尔氧化硅5102/(mg·L一`)6.5一8.0(800~200~200100(2001.0检验不出1.050承裁参数更是了解甚微。供货合同中对水处理系统浊环水和净环水冷却塔,塔内框架采用了一样的型钢、银拴定位和手工焊接,设计上也完全一样,当时始建初期也没有对合同作深人细致的研究。如果遇上工程施工质量,特别是焊接质量差,则在日后的运行中就留下安全隐患。2004年5月7日就引起过1”2“冷却塔,塔内滤料及钢结构支架垮塌而导致生产中断的故障。因此,在选择成套引进设备厂家和工程质量验收的把关上,我们还存在不足。3高线厂水处理设备系统管理构想3.1加强在线水处理设备系统的管理1.体制上实行分级分类定位管理在线设备管理的成功首先得益于体制上的成功定位管理。随着企业现代化进程的加快,机电仪一体化、自动控制等一系列先进的科学技术在设备中的广泛应用。设备的现代化、精密化促便企业决策层认识到,在以人为本的设备管理工作中,必须加强复合型人才的培养,建立健全一套动态平衡的在线设备定位管理机制。(1)由于高线厂的设备大都是高速、精密、科技含量高的设备。因此,必须全面提高设备管理维护人员的技术水平,建议机动处、技改处组织相关的技术培训,以提高我们的管理水平和管理经验。A加强设备技术管理人员的培训,促使企业设备管理人员掌握多种在线管理模式及维修技能,及时了解最新的环保设备技术动态;B加强设备维修人员的业务专业培训,积极推行机、电、仪’一体化维修,鼓励多能成才。(2)完善设备动态定位管理机制a对高线厂全厂的设备进行A、B、C三级分类,建立相应的资料台帐,作好水处理设备运行记录,取水分析记录,水中结垢,生物污泥生成记录。逐步配备合适的维护管理人员,尤其是水处理专业管理人员;b建立严格的奖罚制度,对在线是水处理设备要定人、定时、定质整改,并有追踪效果反馈。作好整改记录。51(3)对水质进行科学的运行管理水中杂质含量应尽量加以控制,以减少腐蚀发生的可能性,采用冷却水的定期部分排放。(即排出一部分循环水)这也是冷却水水质管理的最基本有效的方法.冷却水定期部分排放的方法方便简单,主要依靠稀释循环水浓度来达到防腐防垢的目的,但不能从根本上去除水中的不稳定盐类,菌藻类等.并且用水量较大,还需结合水处理方法一起进行。这种方法只能解决一时的水质,但不能从根本上解决水中杂质含量控制问题。并引起环境污染。2.生产过程中各部门的有效协调(l)成立专门的无泄漏工厂领导小组,做好各方面的工作平衡无泄漏工厂的管理中,水处理要纳人规范化和标准化在线设备管理中。首先明确无泄漏工作是在线设备管理的一项长期性的基础工作,成立以设备厂长为组长,各职能组和设备部主要负责人、区域技术人员组成的创无泄漏工厂领导小组,做到事事有人管,人人尽其职、负其责、行其权、显其能、得其利、受其罚,使各部门、个人的切身利益都与无泄漏工作息息相关,从而推动高线厂在线水处理设备管理工作迈上新台阶。(2)与生产调度的协调通过生产调度的统一协调,充分利用每天一小时的日修机会,使水处理系统设备检修更有计划性,从而减少因水处理系统设备维修所引起的停产时间,减少不必要的维修费用。另外,通过设备点修、故障监测和诊断技术,逐步推行状态监测维修,以提高维修效率,保证连续均衡生产,最终形成良性循环发展。3.社会,环保,经济三者踪合兼顾水处理特定的生产目的决定其在线设备必须在管好、修好、用好的基础上积极利用各种最新的科学技术成就追求最佳的环保效果、最经济的寿命周期,达到最完美的’环境、社会、经济综合效益。随着对在线水处理设备技术状况的深人了解,以及各种相关资料、措施的不断完善,适时适度的技术改造,可使企业最大限度地消除设备无形磨损的同时,提高设备的价值构成和环保效益。例如,增建一个蓄水池(600立方)和配套的水泵及管道等设施,即可充分兼顾“环境、经济等综合效益的管理理念,又取得明显的社会经济效益。3.2从节水、环境和设备安全运行的角度,建议增建一座水处理蓄水池由于粘着力极强的污垢的热阻作用,使冷却塔设备机组制冷降温能力下降。因此,必须经常进行污垢清洗,保证塔内工业用水的水质。而清洗解决水质污垢问题有两种选择:一是,不排放定期投药杀菌。此法即不经济(仅高线厂一年需要投人20多万元)又不能从长期解决问题。二是,用排放的方法解决水质问题,增建蓄水池,(方案可作进一步优化)一劳永逸的解决问题,即可节约大量工业用水,又可完全实现工业污水不外排,杜绝环境污染。长远看是经济节约的投资。另外:建蓄水池的必要性,是基于如下考虑:防事故。高线厂水处理系统从环境保护上环保部门的严格很要求,若被查罚款损失很大。而浊环水系统和净环水系统采用补水不间断循环的方法来冷却生产用工业用水。长期循环不外排,又使塔内水质变坏。局部滤料上的粘着物重量加重,留下安全隐患。防腐蚀。由于水垢的局部电池形成,使得腐蚀加剧。使设备在短期内穿孔损坏,所以必须经常对冷却塔进行维修加固,很不经济。保证生产顺行。污垢在水管沉积.降低了水流通的截面积,增大了水流阻力,使生产用水压力减小,给生产带来影响,增加了设备运行费用。基于上述原因为了保护环境,减少损失真正实现零排放,为降低增建蓄水池的费用,我厂找了多家设计单位进行论证,提出了多个选择。如重大提出的建两个(600立方和250立方)小蓄水池和配套的水泵及管道等设施的方案,实施完成后高线厂水处理设备系统工艺流程(见图2)。工程慨况见表4。该方案具有投资少(约40万元)占地少的优势。在今后的设备检修和处理设备故障时使冷却塔沉淀池的污水自动排入蓄水池存放,检修完成后,将蓄水池经水质沉淀后的工业用水用泵抽入沉淀池中处理后使用。即可节约大量工业用水,又可完全实现工业污水不外排,这是从根本上解决杜绝环境污52高高线厂厂厂厂厂厂厂厂铁铁铁铁铁铁铁皮坑坑222禅斜扳沉淀