給排水工程師談述工業(yè)給排水工程設(shè)計(jì)方法

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隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)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(jì)過程中應(yīng)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(diǎn)，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(bǔ)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(jì)策略及要點(diǎn)。

一、規(guī)范給水量

隨著資源的開發(fā)及利用，隨之而來(lái)的環(huán)境理由也日益嚴(yán)峻，對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)水資源的保護(hù)和制約已經(jīng)成為非常突出的理由，因此國(guó)內(nèi)環(huán)境保護(hù)法和水污染防治法都對(duì)水資源保護(hù)及制約提出了嚴(yán)格的要求，并對(duì)工業(yè)企業(yè)水排放量及污染物總量進(jìn)行了限制，相應(yīng)的對(duì)冶金行業(yè)給排水設(shè)計(jì)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(jì)過程中應(yīng)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(yīng)用

(一)循環(huán)給水系統(tǒng)的特點(diǎn)

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(yīng)用，但大多具有供水量大用水量小的特點(diǎn)，甚至有的工業(yè)內(nèi)采用一泵一機(jī)的供水形式，無(wú)疑對(duì)水資源和設(shè)備都造成了浪費(fèi)，而冶金行業(yè)生產(chǎn)所用循環(huán)水的應(yīng)用往往具備單臺(tái)設(shè)備用水量小，整個(gè)生產(chǎn)工藝用水點(diǎn)多，對(duì)供水的安全度要求較高，在設(shè)計(jì)過程中若考慮不周全則在生產(chǎn)過程中往往會(huì)造成損壞設(shè)備、影響生產(chǎn)的后果，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)尤其注意供水壓力，部分設(shè)計(jì)人員對(duì)冶金工藝及設(shè)備性能了解不夠充分導(dǎo)致設(shè)計(jì)的供水管壓降過大導(dǎo)致后面的用水設(shè)備水壓不足，甚至發(fā)生無(wú)水可供或形成負(fù)壓的現(xiàn)象，為避開該類現(xiàn)象發(fā)生應(yīng)尤其注意供排水壓力平衡理由，并應(yīng)在進(jìn)出水管處采取相應(yīng)技術(shù)措施以保證系統(tǒng)能夠安全可靠運(yùn)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(yīng)用相對(duì)較多，在給水處理構(gòu)筑物中也有所應(yīng)用，一般有采暖、熱水供應(yīng)、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(xiàng)目在給排水專業(yè)均存在對(duì)出水點(diǎn)壓力要求嚴(yán)格，用水點(diǎn)較多，最終排放量少的特點(diǎn)，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(diǎn)，因此在冶金工業(yè)給排水設(shè)計(jì)中應(yīng)將進(jìn)出水水管的管徑采用偏大型號(hào)，并需在理論上實(shí)現(xiàn)進(jìn)出水干管從起點(diǎn)到終點(diǎn)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(yīng)考慮對(duì)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(shí)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(jìn)出水管道壓力基本平衡，供水水量?jī)H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(fù)壓甚至斷水的現(xiàn)象。

2.設(shè)置閥門及壓力表。為了切實(shí)能夠保證給水管道內(nèi)壓力以確保生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，并結(jié)合冶金工業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)變化多樣、材料供應(yīng)也隨時(shí)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(shí)發(fā)生，因此在設(shè)備的進(jìn)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(lái)隨時(shí)根據(jù)工況變化情況對(duì)供水進(jìn)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(guó)內(nèi)城市化及工業(yè)的迅猛發(fā)展，電力供應(yīng)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(yīng)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(yùn)轉(zhuǎn)，因此為了能夠保證生產(chǎn)的正常運(yùn)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(lái)與循環(huán)泵系統(tǒng)配套使用，同時(shí)還應(yīng)該在供水干管上設(shè)置閥門及逆止閥、壓力表以及斷水報(bào)警裝置，在排水干管上設(shè)置應(yīng)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(shí)斷水報(bào)警系統(tǒng)發(fā)生動(dòng)作以開啟備用水源來(lái)確保生產(chǎn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.循環(huán)水補(bǔ)水。對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水應(yīng)是完全自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，正常生產(chǎn)過程中補(bǔ)充水一般是由膨脹罐內(nèi)水位制約，當(dāng)膨脹罐內(nèi)水位降低到設(shè)計(jì)最低值時(shí)則由液位信號(hào)器發(fā)出信號(hào)進(jìn)而啟動(dòng)補(bǔ)水泵來(lái)向膨脹罐內(nèi)補(bǔ)水，當(dāng)罐內(nèi)水位不斷上升至設(shè)計(jì)高水位時(shí)液位信號(hào)器發(fā)出信號(hào)繼而補(bǔ)充水泵則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，正常情況下如此周而復(fù)始的運(yùn)轉(zhuǎn)。

在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于氣壓罐內(nèi)不斷有微量氮?dú)馊芙庥谒?，因此?duì)氮?dú)獾难a(bǔ)充也非常必要，氮?dú)獾难a(bǔ)充一般由膨脹罐內(nèi)壓力制約，當(dāng)罐內(nèi)壓力低于設(shè)計(jì)最低工作壓力時(shí)則壓力調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開啟進(jìn)行氮?dú)庋a(bǔ)充，當(dāng)補(bǔ)充至設(shè)計(jì)最高工作壓力時(shí)則調(diào)節(jié)閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉停止氮?dú)庋a(bǔ)充，而當(dāng)罐內(nèi)水位升高導(dǎo)致罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)計(jì)最高允許值則壓力調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開啟進(jìn)行放氣，當(dāng)壓力下降到最高設(shè)計(jì)工作壓力則調(diào)節(jié)閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉停止放氣。

由于循環(huán)水尤其是密閉循環(huán)水對(duì)補(bǔ)給水的水質(zhì)要求較高，因此在補(bǔ)給過程中一般采用軟化水、除鹽水或冷凝水;為了防止在補(bǔ)給水過程中氧氣隨之進(jìn)入補(bǔ)給水及循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)膨脹罐及安全水箱采用氮?dú)獾榷栊越橘|(zhì)來(lái)密封;由于循環(huán)水長(zhǎng)期循環(huán)使用往往會(huì)由于溶解氧及微生物等因素導(dǎo)致水體發(fā)生腐蝕，因此在補(bǔ)充水內(nèi)應(yīng)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(dān)著冶金工業(yè)內(nèi)主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的供給水任務(wù)，因此其輸送水量較大同時(shí)耗電量也較高，而如何減少循環(huán)水系統(tǒng)電耗也應(yīng)是一個(gè)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(tái)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(yīng)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(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，實(shí)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(shí)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(dǎo)致工作系列水量水壓產(chǎn)生較大波動(dòng)，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(jí)進(jìn)行調(diào)速等，具體調(diào)節(jié)應(yīng)以循環(huán)水泵壓出管處流量計(jì)參數(shù)為調(diào)節(jié)依據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)雖安裝多臺(tái)循環(huán)泵但只有一臺(tái)調(diào)速泵投入運(yùn)轉(zhuǎn)的模式以在最大限度上節(jié)約能源。

三、結(jié)語(yǔ)

對(duì)冶金工業(yè)來(lái)說(shuō)給排水設(shè)施設(shè)計(jì)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(hù)的根本要求，因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)綜合考慮專業(yè)技術(shù)以及工程投資等多方面因素，對(duì)所選方案進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較來(lái)確定安全可靠的技術(shù)方案，同時(shí)選用質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的供水設(shè)備，為以后在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)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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