牛偉建  王永強  郭軍

（唐山鋼鐵集團有限責(zé)任公司  河北唐山  063016）

摘要：隨著水資源的匱乏，用水成本越來越高，國家產(chǎn)業(yè)政策對鋼鐵企業(yè)用排水日趨嚴格，《鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)范條件》、《河北省用水定額》等文件均對鋼鐵行業(yè)用排水指標(biāo)嚴格要求。鋼鐵行業(yè)屬于高耗水行業(yè)，水在鋼鐵冶煉過程中有著不可替代的作用，被稱為鋼鐵生產(chǎn)的“冷卻液”，尤其是隨著市場競爭越加激勵和國家環(huán)保形勢的嚴峻，鋼鐵企業(yè)研究如何節(jié)水減排、降低耗水成本迫在眉睫，這也是冶金企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。唐鋼新區(qū)作為一家大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，投產(chǎn)以來通過優(yōu)化水系統(tǒng)運行、強化梯級用水、精細化節(jié)水減排改造等措施，達到噸鋼耗水國內(nèi)較低水平。本文對唐鋼新區(qū)水系統(tǒng)優(yōu)化過程主要措施進行分析探究，對指導(dǎo)同類型鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)經(jīng)濟、高效、環(huán)保運行具有重要社會效益和環(huán)保效益。

關(guān)鍵詞：節(jié)水減排；梯級用水；噸鋼水耗

1  前言

鋼鐵企業(yè)在多年持續(xù)發(fā)展中，不斷深化節(jié)水措施，積極推進水資源的綜合利用，特別是在十二五、十三五期間，在國家政策引導(dǎo)、標(biāo)桿企業(yè)示范作用下，鋼鐵企業(yè)節(jié)水意識普遍提高，鋼鐵行業(yè)總體用水量呈下降趨勢。根據(jù)中鋼協(xié)數(shù)據(jù)：2022-2023年我國鋼鐵企業(yè)平均噸鋼耗新水平均為2.42m³/t，相比于本世紀(jì)初的29.3m³/t，降低了90%以上，這得益于我國鋼鐵企業(yè)的一些列節(jié)水舉措。其中唐鋼新區(qū)2024年1-8月噸鋼耗新水1.73m³/t，已達到國際鋼鐵企業(yè)領(lǐng)先水平。本文從多方面對唐鋼新區(qū)水系統(tǒng)進行了分析研究，對提高鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)運行管理、降低外購耗水量具有重要意義。

2  制定鋼后凈環(huán)水隨主線啟停標(biāo)準(zhǔn)

鋼后凈環(huán)水系統(tǒng)主要包含冷水池、供水泵組、換熱機組、冷卻設(shè)備，因工序單一且與換熱產(chǎn)品并不直接接觸，耗水損失低于濁環(huán)水系統(tǒng)，往往被管理者忽視。但是其循環(huán)水量占鋼后總水量的42%，且凈環(huán)水系統(tǒng)用戶較多，不同用戶換熱點工況不同，用水制度也應(yīng)不同，存在優(yōu)化空間。

煉鋼、軋鋼工序凈環(huán)水主要服務(wù)轉(zhuǎn)爐、加熱爐、連鑄機等生產(chǎn)及其輔助裝置的冷卻系統(tǒng)，對該凈環(huán)水系統(tǒng)運行方式進行優(yōu)化時，應(yīng)確保主體裝置穩(wěn)定不受影響為前提。例如：轉(zhuǎn)爐氧槍是需要噴出高速高溫氧氣進行鋼水精煉的設(shè)備，通過循環(huán)流動水對氧槍本體及噴嘴進行冷卻。因此當(dāng)轉(zhuǎn)爐氧槍停止工作時，并無高溫氧氣通過，氧槍凈環(huán)水可以歲氧槍啟停進行循環(huán)水控制。但是加熱爐凈環(huán)水主要用水部位為水梁、爐頂、爐門及門柱等設(shè)備，當(dāng)熱軋進行混輥和清潔生產(chǎn)階段雖未過鋼生產(chǎn)，但是加熱爐用水部位仍處于保溫狀態(tài)，冷卻設(shè)備仍在運行，只有當(dāng)加熱爐進行定修時才可進行循環(huán)水量優(yōu)化。因此對鋼后凈環(huán)水系統(tǒng)運行方式進行了優(yōu)化，見表1。

表1循環(huán)水隨產(chǎn)線標(biāo)準(zhǔn)化啟停

3  強化梯級用水、精細化節(jié)水減排改造

梯級用水也有稱“串接”供水的。此項優(yōu)化是利用不同用戶點對水質(zhì)的需求，實現(xiàn)串聯(lián)用水。它是指污水不回到原設(shè)計的廢水處理系統(tǒng)，而且把它轉(zhuǎn)到可以接受的系統(tǒng)中進行二次利用。該項優(yōu)化簡潔、環(huán)保、科學(xué)，可以節(jié)省占地、節(jié)約能源、減少污染。鋼鐵行業(yè)進一步的節(jié)水出路就在于采取精細化節(jié)水措施，強化梯級用水。唐鋼新區(qū)很早就意識了這個問題。因此通過適當(dāng)獎懲方式積極發(fā)揮各級職工能動性，開展了多項水系統(tǒng)攻關(guān)項目。

3.1  100WM機組鍋爐定排、連排改造

100WM機組鍋爐定排、連排污水水質(zhì)為二級除鹽水，原設(shè)排入廢水管網(wǎng)。改造后補充進機組對應(yīng)的凈循環(huán)水池，既起到調(diào)節(jié)凈環(huán)水水質(zhì)的作用，又節(jié)省了循環(huán)水系補水。

3.2  軟環(huán)排污水改造

連鑄結(jié)晶器、長材氧槍軟環(huán)水排污水，原設(shè)排入廢水管網(wǎng)。在回水管上增加隔斷閥和排污管道，將排污水分別引入各自泵房的凈環(huán)水池。

3.3  飽和發(fā)電冷凝水回用

飽和發(fā)電的冷凝水回流至熱軋汽化系統(tǒng)水池，作為熱軋煉鋼汽化用水，但熱軋在使用冷凝水的同時仍補充大量二級除鹽水，查找發(fā)現(xiàn)部分冷凝水進入煉鋼連鑄濁環(huán)系統(tǒng)。結(jié)合熱軋煉鋼泵站，關(guān)閉連鑄濁環(huán)系統(tǒng)冷凝水閥門（閥門1），汽化系統(tǒng)全部使用冷凝水后，多余冷凝水再作為連鑄濁環(huán)系統(tǒng)補充水源使用。熱軋汽化二級除鹽水補水量自優(yōu)化后降低至100-200m3/天，比優(yōu)化前降低1200m3/天。

3.4  高棒轉(zhuǎn)轂軟環(huán)水系統(tǒng)改造

高棒轉(zhuǎn)轂軟環(huán)供水泵組供水量大于用水量，部分供水通過排污閥進行廢水管網(wǎng)。加裝旁路管，將此部分水量引至回水系統(tǒng)，減少外排水量，降低一級除鹽水補水量600m3/天。

3.5  濁環(huán)泥漿系統(tǒng)改造

濁環(huán)水高效澄清設(shè)備的上清液原設(shè)計排入污水管網(wǎng)。改造后將上清液回流至旋流井內(nèi)循環(huán)利用。此外，將濁環(huán)水產(chǎn)生的泥漿作為燒結(jié)的配料和補充水，泥漿含水率控制在90%，送至燒結(jié)混合機內(nèi)拌料，降低燒結(jié)耗水11.7萬m³/年，又避免含鐵泥餅外運，同時符合環(huán)保要求，實現(xiàn)含鐵污泥綜合利用。

3.6  余熱發(fā)電射水箱溢流水改造

射水箱是汽輪機組的一個重要組成部分，其水溫和水位的高低直接影響射水抽汽器的工作效率，為了保證射水箱的水溫和水位，通過溢流維持水位，保證水溫。但是燒結(jié)余熱發(fā)電、飽和余熱發(fā)電射水箱溢流水直接排入污水管網(wǎng)，造成水資源的浪費。將射水箱溢流水就近排至燒結(jié)余熱發(fā)電、飽和余熱發(fā)電各自的循環(huán)水池，降低余熱發(fā)電系統(tǒng)補水14.6萬m³/年。

4  結(jié)語

河鋼集團唐鋼公司作為一家大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，通過優(yōu)化水系統(tǒng)管理、強化梯級用水、優(yōu)化設(shè)備運行等方法實現(xiàn)了企業(yè)噸鋼耗水量處于行業(yè)較高水平，唐鋼新區(qū)也榮獲河北省“節(jié)水型企業(yè)”榮譽稱號，并被推薦國家企業(yè)水效領(lǐng)跑者。水系統(tǒng)的優(yōu)化管理為唐鋼公司今后的可持續(xù)發(fā)展注入了動力。但是隨著鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展和自身不斷“砥礪前行”，仍面臨許多挑戰(zhàn)，唐鋼公司在契合國家綠色低碳可持續(xù)發(fā)展政策導(dǎo)向、在嚴峻的市場和環(huán)境壓力下，應(yīng)不斷堅持推進水系統(tǒng)管理綠色、經(jīng)濟、持續(xù)化發(fā)展。

參考文獻

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