給排水工程師談述工業(yè)給排水工程設(shè)計方法

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隨著國內(nèi)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，冶金行業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，冶金工業(yè)水量也隨之增大，冶金工業(yè)用水決定著行業(yè)用水效果以及最終產(chǎn)品成果質(zhì)量。文章論述了冶金工業(yè)給排水設(shè)計過程中應規(guī)范給水量，以及冶金工業(yè)中循環(huán)給排水系統(tǒng)的特點，并從采用大阻力、同程式系統(tǒng)，設(shè)置閥門及壓力表，采用備用水源，循環(huán)水補給水以及設(shè)置調(diào)速裝置等角度論述了工業(yè)給排水系統(tǒng)設(shè)計策略及要點。

一、規(guī)范給水量

隨著資源的開發(fā)及利用，隨之而來的環(huán)境理由也日益嚴峻，對于國內(nèi)來說水資源的保護和制約已經(jīng)成為非常突出的理由，因此國內(nèi)環(huán)境保護法和水污染防治法都對水資源保護及制約提出了嚴格的要求，并對工業(yè)企業(yè)水排放量及污染物總量進行了限制，相應的對冶金行業(yè)給排水設(shè)計及管理提出了更高的要求，因此在冶金工業(yè)給排水設(shè)計過程中應以減少用水量和充分利用循環(huán)水以及污廢水減少排放量為原則。

二、循環(huán)給水系統(tǒng)的應用

(一)循環(huán)給水系統(tǒng)的特點

目前大多數(shù)工況企業(yè)在生產(chǎn)過程中都有循環(huán)水的應用，但大多具有供水量大用水量小的特點，甚至有的工業(yè)內(nèi)采用一泵一機的供水形式，無疑對水資源和設(shè)備都造成了浪費，而冶金行業(yè)生產(chǎn)所用循環(huán)水的應用往往具備單臺設(shè)備用水量小，整個生產(chǎn)工藝用水點多，對供水的安全度要求較高，在設(shè)計過程中若考慮不周全則在生產(chǎn)過程中往往會造成損壞設(shè)備、影響生產(chǎn)的后果，因此在設(shè)計過程中應尤其注意供水壓力，部分設(shè)計人員對冶金工藝及設(shè)備性能了解不夠充分導致設(shè)計的供水管壓降過大導致后面的用水設(shè)備水壓不足，甚至發(fā)生無水可供或形成負壓的現(xiàn)象，為避開該類現(xiàn)象發(fā)生應尤其注意供排水壓力平衡理由，并應在進出水管處采取相應技術(shù)措施以保證系統(tǒng)能夠安全可靠運轉(zhuǎn)。

(二)保證措施

1.采用大阻力、同程式系統(tǒng)。大阻力同程式系統(tǒng)在暖通空調(diào)及供熱專業(yè)應用相對較多，在給水處理構(gòu)筑物中也有所應用，一般有采暖、熱水供應、集中空調(diào)和給書處理的大阻力快濾池等多種建構(gòu)筑物，類似項目在給排水專業(yè)均存在對出水點壓力要求嚴格，用水點較多，最終排放量少的特點，冶金工業(yè)生產(chǎn)中所用的循環(huán)供水系統(tǒng)存在與其類似的特點，因此在冶金工業(yè)給排水設(shè)計中應將進出水水管的管徑采用偏大型號，并需在理論上實現(xiàn)進出水干管從起點到終點的壓力損失趨近于零，使水的阻力主要集中在設(shè)備部分，在管道配置中應考慮對先供水的設(shè)備先排水，后供水的設(shè)備后排水的原則，并盡量實現(xiàn)水在管道內(nèi)的流經(jīng)距離近似相同，該種配置方式基本上能保證進出水管道壓力基本平衡，供水水量僅僅隨著支管管徑大小而發(fā)生變化，有效的防止了管道內(nèi)出現(xiàn)負壓甚至斷水的現(xiàn)象。

2.設(shè)置閥門及壓力表。為了切實能夠保證給水管道內(nèi)壓力以確保生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，并結(jié)合冶金工業(yè)產(chǎn)品市場變化多樣、材料供應也隨時發(fā)生變化，在生產(chǎn)過程中調(diào)整工藝流程及產(chǎn)品種類的事情隨時發(fā)生，因此在設(shè)備的進出口連接水管上分別設(shè)置供水壓力表，可以從壓力表顯示值來隨時根據(jù)工況變化情況對供水進行調(diào)節(jié)，并可為技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)積累資料，以便于滿足生產(chǎn)需要。

3.采用供水壓力略小于循環(huán)泵的備用水源。隨著國內(nèi)城市化及工業(yè)的迅猛發(fā)展，電力供應也日趨緊張，在冶金工業(yè)設(shè)置的循環(huán)水泵系統(tǒng)一般都不設(shè)置雙電源或應急電源，因此在生產(chǎn)過程中一旦遇到市政電網(wǎng)停電則循環(huán)水泵也不能運轉(zhuǎn)，因此為了能夠保證生產(chǎn)的正常運轉(zhuǎn)需設(shè)置供水壓力略小于循環(huán)泵的常高壓備用水源來與循環(huán)泵系統(tǒng)配套使用，同時還應該在供水干管上設(shè)置閥門及逆止閥、壓力表以及斷水報警裝置，在排水干管上設(shè)置應急外排旁通管和閥門等系列措施，在生產(chǎn)過程中由于循環(huán)泵的工作壓力大于備用水源壓力而備用水源供水管關(guān)閉，在停電時斷水報警系統(tǒng)發(fā)生動作以開啟備用水源來確保生產(chǎn)正常運轉(zhuǎn)。

4.循環(huán)水補水。對循環(huán)水系統(tǒng)的補水應是完全自動運轉(zhuǎn)，正常生產(chǎn)過程中補充水一般是由膨脹罐內(nèi)水位制約，當膨脹罐內(nèi)水位降低到設(shè)計最低值時則由液位信號器發(fā)出信號進而啟動補水泵來向膨脹罐內(nèi)補水，當罐內(nèi)水位不斷上升至設(shè)計高水位時液位信號器發(fā)出信號繼而補充水泵則會自動關(guān)閉，正常情況下如此周而復始的運轉(zhuǎn)。

在運轉(zhuǎn)過程中由于氣壓罐內(nèi)不斷有微量氮氣溶解于水中，因此對氮氣的補充也非常必要，氮氣的補充一般由膨脹罐內(nèi)壓力制約，當罐內(nèi)壓力低于設(shè)計最低工作壓力時則壓力調(diào)節(jié)閥自動開啟進行氮氣補充，當補充至設(shè)計最高工作壓力時則調(diào)節(jié)閥會自動關(guān)閉停止氮氣補充，而當罐內(nèi)水位升高導致罐內(nèi)壓力達到設(shè)計最高允許值則壓力調(diào)節(jié)閥自動開啟進行放氣，當壓力下降到最高設(shè)計工作壓力則調(diào)節(jié)閥會自動關(guān)閉停止放氣。

由于循環(huán)水尤其是密閉循環(huán)水對補給水的水質(zhì)要求較高，因此在補給過程中一般采用軟化水、除鹽水或冷凝水;為了防止在補給水過程中氧氣隨之進入補給水及循環(huán)系統(tǒng)應對膨脹罐及安全水箱采用氮氣等惰性介質(zhì)來密封;由于循環(huán)水長期循環(huán)使用往往會由于溶解氧及微生物等因素導致水體發(fā)生腐蝕，因此在補充水內(nèi)應投加水質(zhì)穩(wěn)定藥劑。

5.調(diào)速裝置。循環(huán)水系統(tǒng)承擔著冶金工業(yè)內(nèi)主要運轉(zhuǎn)設(shè)備的供給水任務(wù)，因此其輸送水量較大同時耗電量也較高，而如何減少循環(huán)水系統(tǒng)電耗也應是一個引起重視的理由，尤其是在選別系列較多但工作的循環(huán)水泵臺數(shù)較少的情況下，生產(chǎn)過程中循環(huán)水泵往往不能在高效區(qū)間內(nèi)工作，因此為了節(jié)約能源而應在循環(huán)水泵配套設(shè)置調(diào)速裝置，以便于根據(jù)生產(chǎn)變化來調(diào)節(jié)循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)既能滿足循環(huán)水量要求也能保證水泵在高效區(qū)內(nèi)工作，同時杜絕了采取調(diào)節(jié)閘閥的形式消耗能量，也不至由于選別系列發(fā)生變化而導致工作系列水量水壓產(chǎn)生較大波動，具體調(diào)速設(shè)備可采用變頻調(diào)速器、液壓耦合器或可控硅串級進行調(diào)速等，具體調(diào)節(jié)應以循環(huán)水泵壓出管處流量計參數(shù)為調(diào)節(jié)依據(jù)，最終實現(xiàn)雖安裝多臺循環(huán)泵但只有一臺調(diào)速泵投入運轉(zhuǎn)的模式以在最大限度上節(jié)約能源。

三、結(jié)語

對冶金工業(yè)來說給排水設(shè)施設(shè)計的合理性、可操作性及可靠性是能夠維持冶金行業(yè)正常及高效生產(chǎn)的重要保證，也是能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約能源及環(huán)境保護的根本要求，因此，設(shè)計人員在設(shè)計過程中應綜合考慮專業(yè)技術(shù)以及工程投資等多方面因素，對所選方案進行全面的經(jīng)濟技術(shù)比較來確定安全可靠的技術(shù)方案，同時選用質(zhì)優(yōu)價廉的供水設(shè)備，為以后在生產(chǎn)運轉(zhuǎn)中進行生產(chǎn)管理做好前提，為不斷完善技術(shù)、發(fā)展生產(chǎn)提供有利保證。

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