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摘要：由于国家对钢铁冶金企业节能减排和可持续发展的战略需要， 本文根据钢铁冶金企业给水排水工程设计的角度；在达到工艺用水需要的条件下，关于间接冷却循环水系统需要首先选择软水密闭的循环水系统；精确合理定位供水的压力以及流量；适当采用高效率水泵等多个方面的节能途径实施分析。讨论了钢铁冶金行业给水排水工程设计的节能途径。
关键词：节能减排；软水密闭循环；供水压力
中图分类号：TE08文献标识码： A
眾所周知，2014年作为“十二五”计划的第四年，“十一五”的时候，我们国家在节能减排战略发展规划方面获得了重要的成绩。在这种基础上国务院和相关单位进一步给出了“十二五”期间不同企业节能减排的要求，需要不同企业能够针对战略发展的视角，立足国计民生的角度来看，做好节能减排的要求和规划。以前国务院总理在《十一五期间我国节能减排重点工作和主要措施》电视电话谈话中提到能量系统改善的问题。针对我们国家因为长时间处于粗放型的生产， 一般只重视产品数量，不能考虑到能源利用的效率问题。所以应该引入生态工业学的观念，这其实关联到了可持续发展的科学，从钢铁工业来说， 它的生态化的重点在于物质以及能源的循环问题，将整套的循环技术运用到各个的生产位置，它的重要点是针对循环，并且经过循环工艺的分析就能够达到节能减排的目标。所以钢铁厂大量在选择直接、间接循环的冷却水工艺进行处理。
因为钢铁冶金企业是所有企业中消耗能源最多的行业之一， 同时也是节能减排的关键企业，不同的生产工序、不同的生产设施经过选择新技术、新工艺、新设备来进行节能减排的能力还是非常多的。比如最近几年经常采用的一些新技术：高炉煤气干法除尘、干熄焦、煤气余压发电、余热利用等新技术正在工程实际中慢慢使用。
一、钢铁冶金企业给水排水系统的现状
采用高炉来进行说明，现在不管是在建还是已经建成的1 000 立方米以上的高炉，比较多的还是选择间接冷却开路的循环系统。开路系统建设的花费相对闭路系统比较而言还是比较低的，然而开路系统工作时所消耗的电能却是非常多的。所以间接冷却循环水系统在达到主要工艺用户供水需要的条件下其设计方案需要选择软水（除盐水）全闭路的循环水系统。
二、给水排水设计在钢铁冶金企业节能中的途径
钢铁冶金行业的设计工作是突出低能耗、低排放的重要环节。所涉及的给排水设计环节同时是所有工程环节中关键部分。在持续开发新的节能新工艺的条件下， 也需要在完善的水处理工艺中进行挖掘节能的能力。钢铁冶金行业的高炉炉体循环冷却水、风口水套冷却水、电炉及水冷烟道、转炉氧枪冷却水、LF 炉设备冷却水、RH 精炼炉、VOD 精炼炉、VD 精炼炉、连铸结晶器等设施的冷却水一般都可以使用软水（除盐水）完全闭路循环的水系统。选择这种设计能够节省很多的电能还可以节省新水用来作为补充水的大量消耗量。以2 500 立方米的高炉的炉体循环水系统来进行说明， 一般这种系统循环水量要求5 000立方米每小时，供水压力用户接点是0.6 MPa。如果选择软水（除盐水）闭路系统的规划方案，供水泵组的扬程有可能是40 米， 就是说泵出口压力是0.75 MPa， 水泵背压是0.35 MPa（节能部分）。如果选择净环开路系统的规划，供水泵组扬程有可能达到75 米。
不同的思路，会有不同的结果，水泵扬程差距达到了35 米， 它们的电能的消耗的差距是560 kW·h， 根据电价0.5元/（kW·h）考虑，每小时会多花费电费280 元。也就是说开路循环系统每年所消耗的电能是470.4 万kW·h， 根据350 d计，花了235.2 万元。并且闭路系统工作时自己补充的水量是循环水量的0.1%~0.3%。如果选择开路循环的系统，如果浓缩倍数是3 时（温度10 ℃），补充的水量是循环水量的2.64%。
按照这些不同计划的比较，能够有下面的结论：100 立方米每小时的循环水，水泵扬程提升10 m，它消耗的电能是3.2 kW·h。每年多浪费26 880 kW·h。间接冷却循环水系统选择闭路系统的关键是有选择回水系统余压、供水泵组背压工作的优势。减少供水泵组扬程，节省电能。并且软水（除盐水）闭路系统很大程度上可以减少新水的耗量，提升工艺设备和管道的使用寿命。但是高浓缩倍数的开路循环水对补充新水的水质规格要求非常高（通常应该进行软化处理），这就会增加大量的水处理花费。所以软水密闭循环水系统就会有非常大的优势。循环水系统在达到重要工艺用户供水压力需要的条件下，设计方案需要控制好供水压力。在工程项目的规划中， 工艺专业对供水接点压力会提出要求，比如，0.4～0.6 MPa，差距0.2 MPa，假设0.4 MPa 整体能够达到生产的要求， 就没有做到0.6 Mpa的标准。给水排水专业设计人员通常采用供水泵时按工艺专业要求压力上，考虑水泵所需扬程，这样做会加大电机的功率，会导致能源的浪费。以轧钢浊环水2 500 立方米每小时来进行说明，水泵的扬程会提升20 米，它的电耗量会多出160 kW·h。每年按350 d 计，每年会有电耗量134.4 万kW·h多浪费掉，多花费67.2 万元。
所以给排水设计人员应充分和工艺设计人员考虑， 在达到生产标准的条件下，做出达标的压力。假设发生一组泵供多用户的问题，就应该把水泵设计压力减少（只能达到压力最低的用户），但压力方面高的用户能够选择局部串联水泵加压的形式会比较节能。循环水系统在达到主要工艺用户供水流量的条件下，工艺专业、设备制造供货商需要控制好设计供水量。在工程项目设计中工艺专业对供水量有时控制的不是非常合适， 系统中的浪费非常多。选择系统中增加100 立方米每小时的循环水来说明，供水泵扬程60 米，它的电耗量多出19.2 kW·h。每年按350 d 考虑， 年多浪费电耗量16.15 万kW·h。
所以有关工艺设计人员需要认真分析设备和生产需要的水量，使设计参数比较精确。水泵选型需要采用效率高的水泵。钢铁冶金企业的用水非常大。通过一个年生产规模300 万吨的联合企业来说明，生产1万吨钢用水量都在150立方米以上，全企业循环水量都在50 000立方米以上。如果水泵的高效率或者低效率差距是5％，水泵扬程根据平均60 米考虑，小时耗电量差距是681 kW， 年耗电量差距是572.04 万kW·h。所以高效率的水泵每年节省的运行费用是非常多的。
结语
经过这些途径的节能研究能够发现， 钢铁冶金企业给水排水专业工程设计节能的潜力是非常大的。然而实际工程设计方案的选择，应该和有关主要设计专业、业主单位进行仔细的沟通达到共识。总而言之， 给水排水工程设计要达到节能减排的要求，设计应该具备新思路、新技术、用新的流程替代传统的流程，用新的设备改善传统的设备，可能间接冷却循环水系统选择软水（除盐水）闭路循环水系统一次基础投资会比较多， 但是从资源消耗、经济效益和社会效益比较确实是非常好的设计方案。
参考文献
[1] GB 50414 2007 钢铁冶金企业设计防火规范
[2] 宝山钢铁股份有限公司. 宝山钢铁股份有限公司建设工程工厂设
计统一技术规定, 2002
[3] GB 50016 2006 建筑设计防火规范
关键词：节能减排；软水密闭循环；供水压力
中图分类号：TE08文献标识码： A
眾所周知，2014年作为“十二五”计划的第四年，“十一五”的时候，我们国家在节能减排战略发展规划方面获得了重要的成绩。在这种基础上国务院和相关单位进一步给出了“十二五”期间不同企业节能减排的要求，需要不同企业能够针对战略发展的视角，立足国计民生的角度来看，做好节能减排的要求和规划。以前国务院总理在《十一五期间我国节能减排重点工作和主要措施》电视电话谈话中提到能量系统改善的问题。针对我们国家因为长时间处于粗放型的生产， 一般只重视产品数量，不能考虑到能源利用的效率问题。所以应该引入生态工业学的观念，这其实关联到了可持续发展的科学，从钢铁工业来说， 它的生态化的重点在于物质以及能源的循环问题，将整套的循环技术运用到各个的生产位置，它的重要点是针对循环，并且经过循环工艺的分析就能够达到节能减排的目标。所以钢铁厂大量在选择直接、间接循环的冷却水工艺进行处理。
因为钢铁冶金企业是所有企业中消耗能源最多的行业之一， 同时也是节能减排的关键企业，不同的生产工序、不同的生产设施经过选择新技术、新工艺、新设备来进行节能减排的能力还是非常多的。比如最近几年经常采用的一些新技术：高炉煤气干法除尘、干熄焦、煤气余压发电、余热利用等新技术正在工程实际中慢慢使用。
一、钢铁冶金企业给水排水系统的现状
采用高炉来进行说明，现在不管是在建还是已经建成的1 000 立方米以上的高炉，比较多的还是选择间接冷却开路的循环系统。开路系统建设的花费相对闭路系统比较而言还是比较低的，然而开路系统工作时所消耗的电能却是非常多的。所以间接冷却循环水系统在达到主要工艺用户供水需要的条件下其设计方案需要选择软水（除盐水）全闭路的循环水系统。
二、给水排水设计在钢铁冶金企业节能中的途径
钢铁冶金行业的设计工作是突出低能耗、低排放的重要环节。所涉及的给排水设计环节同时是所有工程环节中关键部分。在持续开发新的节能新工艺的条件下， 也需要在完善的水处理工艺中进行挖掘节能的能力。钢铁冶金行业的高炉炉体循环冷却水、风口水套冷却水、电炉及水冷烟道、转炉氧枪冷却水、LF 炉设备冷却水、RH 精炼炉、VOD 精炼炉、VD 精炼炉、连铸结晶器等设施的冷却水一般都可以使用软水（除盐水）完全闭路循环的水系统。选择这种设计能够节省很多的电能还可以节省新水用来作为补充水的大量消耗量。以2 500 立方米的高炉的炉体循环水系统来进行说明， 一般这种系统循环水量要求5 000立方米每小时，供水压力用户接点是0.6 MPa。如果选择软水（除盐水）闭路系统的规划方案，供水泵组的扬程有可能是40 米， 就是说泵出口压力是0.75 MPa， 水泵背压是0.35 MPa（节能部分）。如果选择净环开路系统的规划，供水泵组扬程有可能达到75 米。
不同的思路，会有不同的结果，水泵扬程差距达到了35 米， 它们的电能的消耗的差距是560 kW·h， 根据电价0.5元/（kW·h）考虑，每小时会多花费电费280 元。也就是说开路循环系统每年所消耗的电能是470.4 万kW·h， 根据350 d计，花了235.2 万元。并且闭路系统工作时自己补充的水量是循环水量的0.1%~0.3%。如果选择开路循环的系统，如果浓缩倍数是3 时（温度10 ℃），补充的水量是循环水量的2.64%。
按照这些不同计划的比较，能够有下面的结论：100 立方米每小时的循环水，水泵扬程提升10 m，它消耗的电能是3.2 kW·h。每年多浪费26 880 kW·h。间接冷却循环水系统选择闭路系统的关键是有选择回水系统余压、供水泵组背压工作的优势。减少供水泵组扬程，节省电能。并且软水（除盐水）闭路系统很大程度上可以减少新水的耗量，提升工艺设备和管道的使用寿命。但是高浓缩倍数的开路循环水对补充新水的水质规格要求非常高（通常应该进行软化处理），这就会增加大量的水处理花费。所以软水密闭循环水系统就会有非常大的优势。循环水系统在达到重要工艺用户供水压力需要的条件下，设计方案需要控制好供水压力。在工程项目的规划中， 工艺专业对供水接点压力会提出要求，比如，0.4～0.6 MPa，差距0.2 MPa，假设0.4 MPa 整体能够达到生产的要求， 就没有做到0.6 Mpa的标准。给水排水专业设计人员通常采用供水泵时按工艺专业要求压力上，考虑水泵所需扬程，这样做会加大电机的功率，会导致能源的浪费。以轧钢浊环水2 500 立方米每小时来进行说明，水泵的扬程会提升20 米，它的电耗量会多出160 kW·h。每年按350 d 计，每年会有电耗量134.4 万kW·h多浪费掉，多花费67.2 万元。
所以给排水设计人员应充分和工艺设计人员考虑， 在达到生产标准的条件下，做出达标的压力。假设发生一组泵供多用户的问题，就应该把水泵设计压力减少（只能达到压力最低的用户），但压力方面高的用户能够选择局部串联水泵加压的形式会比较节能。循环水系统在达到主要工艺用户供水流量的条件下，工艺专业、设备制造供货商需要控制好设计供水量。在工程项目设计中工艺专业对供水量有时控制的不是非常合适， 系统中的浪费非常多。选择系统中增加100 立方米每小时的循环水来说明，供水泵扬程60 米，它的电耗量多出19.2 kW·h。每年按350 d 考虑， 年多浪费电耗量16.15 万kW·h。
所以有关工艺设计人员需要认真分析设备和生产需要的水量，使设计参数比较精确。水泵选型需要采用效率高的水泵。钢铁冶金企业的用水非常大。通过一个年生产规模300 万吨的联合企业来说明，生产1万吨钢用水量都在150立方米以上，全企业循环水量都在50 000立方米以上。如果水泵的高效率或者低效率差距是5％，水泵扬程根据平均60 米考虑，小时耗电量差距是681 kW， 年耗电量差距是572.04 万kW·h。所以高效率的水泵每年节省的运行费用是非常多的。
结语
经过这些途径的节能研究能够发现， 钢铁冶金企业给水排水专业工程设计节能的潜力是非常大的。然而实际工程设计方案的选择，应该和有关主要设计专业、业主单位进行仔细的沟通达到共识。总而言之， 给水排水工程设计要达到节能减排的要求，设计应该具备新思路、新技术、用新的流程替代传统的流程，用新的设备改善传统的设备，可能间接冷却循环水系统选择软水（除盐水）闭路循环水系统一次基础投资会比较多， 但是从资源消耗、经济效益和社会效益比较确实是非常好的设计方案。
参考文献
[1] GB 50414 2007 钢铁冶金企业设计防火规范
[2] 宝山钢铁股份有限公司. 宝山钢铁股份有限公司建设工程工厂设
计统一技术规定, 2002
[3] GB 50016 2006 建筑设计防火规范