给排水工程师谈述工业给排水工程设计方法

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随着国内经济的飞速发展，冶金行业也得到了迅猛发展，冶金工业水量也随之增大，冶金工业用水决定着行业用水效果以及最终产品成果质量。文章论述了冶金工业给排水设计过程中应规范给水量，以及冶金工业中循环给排水系统的特点，并从采用大阻力、同程式系统，设置阀门及压力表，采用备用水源，循环水补给水以及设置调速装置等角度论述了工业给排水系统设计策略及要点。

一、规范给水量

随着资源的开发及利用，随之而来的环境理由也日益严峻，对于国内来说水资源的保护和制约已经成为非常突出的理由，因此国内环境保护法和水污染防治法都对水资源保护及制约提出了严格的要求，并对工业企业水排放量及污染物总量进行了限制，相应的对冶金行业给排水设计及管理提出了更高的要求，因此在冶金工业给排水设计过程中应以减少用水量和充分利用循环水以及污废水减少排放量为原则。

二、循环给水系统的应用

(一)循环给水系统的特点

目前大多数工况企业在生产过程中都有循环水的应用，但大多具有供水量大用水量小的特点，甚至有的工业内采用一泵一机的供水形式，无疑对水资源和设备都造成了浪费，而冶金行业生产所用循环水的应用往往具备单台设备用水量小，整个生产工艺用水点多，对供水的安全度要求较高，在设计过程中若考虑不周全则在生产过程中往往会造成损坏设备、影响生产的后果，因此在设计过程中应尤其注意供水压力，部分设计人员对冶金工艺及设备性能了解不够充分导致设计的供水管压降过大导致后面的用水设备水压不足，甚至发生无水可供或形成负压的现象，为避开该类现象发生应尤其注意供排水压力平衡理由，并应在进出水管处采取相应技术措施以保证系统能够安全可靠运转。

(二)保证措施

1.采用大阻力、同程式系统。大阻力同程式系统在暖通空调及供热专业应用相对较多，在给水处理构筑物中也有所应用，一般有采暖、热水供应、集中空调和给书处理的大阻力快滤池等多种建构筑物，类似项目在给排水专业均存在对出水点压力要求严格，用水点较多，最终排放量少的特点，冶金工业生产中所用的循环供水系统存在与其类似的特点，因此在冶金工业给排水设计中应将进出水水管的管径采用偏大型号，并需在理论上实现进出水干管从起点到终点的压力损失趋近于零，使水的阻力主要集中在设备部分，在管道配置中应考虑对先供水的设备先排水，后供水的设备后排水的原则，并尽量实现水在管道内的流经距离近似相同，该种配置方式基本上能保证进出水管道压力基本平衡，供水水量仅仅随着支管管径大小而发生变化，有效的防止了管道内出现负压甚至断水的现象。

2.设置阀门及压力表。为了切实能够保证给水管道内压力以确保生产运转，并结合冶金工业产品市场变化多样、材料供应也随时发生变化，在生产过程中调整工艺流程及产品种类的事情随时发生，因此在设备的进出口连接水管上分别设置供水压力表，可以从压力表显示值来随时根据工况变化情况对供水进行调节，并可为技术人员提供数据积累资料，以便于满足生产需要。

3.采用供水压力略小于循环泵的备用水源。随着国内城市化及工业的迅猛发展，电力供应也日趋紧张，在冶金工业设置的循环水泵系统一般都不设置双电源或应急电源，因此在生产过程中一旦遇到市政电网停电则循环水泵也不能运转，因此为了能够保证生产的正常运转需设置供水压力略小于循环泵的常高压备用水源来与循环泵系统配套使用，同时还应该在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表以及断水报警装置，在排水干管上设置应急外排旁通管和阀门等系列措施，在生产过程中由于循环泵的工作压力大于备用水源压力而备用水源供水管关闭，在停电时断水报警系统发生动作以开启备用水源来确保生产正常运转。

4.循环水补水。对循环水系统的补水应是完全自动运转，正常生产过程中补充水一般是由膨胀罐内水位制约，当膨胀罐内水位降低到设计最低值时则由液位信号器发出信号进而启动补水泵来向膨胀罐内补水，当罐内水位不断上升至设计高水位时液位信号器发出信号继而补充水泵则会自动关闭，正常情况下如此周而复始的运转。

在运转过程中由于气压罐内不断有微量氮气溶解于水中，因此对氮气的补充也非常必要，氮气的补充一般由膨胀罐内压力制约，当罐内压力低于设计最低工作压力时则压力调节阀自动开启进行氮气补充，当补充至设计最高工作压力时则调节阀会自动关闭停止氮气补充，而当罐内水位升高导致罐内压力达到设计最高允许值则压力调节阀自动开启进行放气，当压力下降到最高设计工作压力则调节阀会自动关闭停止放气。

由于循环水尤其是密闭循环水对补给水的水质要求较高，因此在补给过程中一般采用软化水、除盐水或冷凝水;为了防止在补给水过程中氧气随之进入补给水及循环系统应对膨胀罐及安全水箱采用氮气等惰性介质来密封;由于循环水长期循环使用往往会由于溶解氧及微生物等因素导致水体发生腐蚀，因此在补充水内应投加水质稳定药剂。

5.调速装置。循环水系统承担着冶金工业内主要运转设备的供给水任务，因此其输送水量较大同时耗电量也较高，而如何减少循环水系统电耗也应是一个引起重视的理由，尤其是在选别系列较多但工作的循环水泵台数较少的情况下，生产过程中循环水泵往往不能在高效区间内工作，因此为了节约能源而应在循环水泵配套设置调速装置，以便于根据生产变化来调节循环水泵转速，实现既能满足循环水量要求也能保证水泵在高效区内工作，同时杜绝了采取调节闸阀的形式消耗能量，也不至由于选别系列发生变化而导致工作系列水量水压产生较大波动，具体调速设备可采用变频调速器、液压耦合器或可控硅串级进行调速等，具体调节应以循环水泵压出管处流量计参数为调节依据，最终实现虽安装多台循环泵但只有一台调速泵投入运转的模式以在最大限度上节约能源。

三、结语

对冶金工业来说给排水设施设计的合理性、可操作性及可靠性是能够维持冶金行业正常及高效生产的重要保证，也是能够实现节约能源及环境保护的根本要求，因此，设计人员在设计过程中应综合考虑专业技术以及工程投资等多方面因素，对所选方案进行全面的经济技术比较来确定安全可靠的技术方案，同时选用质优价廉的供水设备，为以后在生产运转中进行生产管理做好前提，为不断完善技术、发展生产提供有利保证。

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