水平衡测试在电化厂的应用

水平衡测试在电化厂的应用

平衡测量是指设备、车间、工厂或系统的平衡测量方法。即指取水量、重复利用水量、排水量、耗水量等水量之间的平衡。在摸清企业给排水管网基础上,所有供用和排水设施的各种水量通过计量仪表,按照一定的规程和方法进行测试。通过测试和分析,弄清有效利用水量和损耗水量,明确节水潜力,找出优化用水的途径,最终提高单位水量的经济效益。1水平衡测试方法指导意义近年来,我省工业及经济飞速发展,每年排入江河的废污水约为20亿m3,其中大部分未经处理,致使水环境破坏日渐严重,许多平原河网地区已找不到合格的饮用水源,“水乡闹水荒”的事时有发生,水资源短缺与水污染并存的局面,严重威胁着人民生活水平的提高和经济的发展。解决水资源供需矛盾的主要措施是开源与节流。实践证明,在开源达到一定程度的情况下,节水是解决缺水问题最快、最经济、最有效的措施。在城镇用水中工业是大户,而水平衡测试是企业计划用水、节约用水、对水进行科学管理的一项基础工作,是考核企业用水水平的一项重要措施。通过水平衡测试,可以确定不同行业的用水水平,或同行业不同设备、不同工艺水平、不同管理水平的企业单位产品用水量,从而进一步确定不同行业的合理用水定额,并作为区域、流域内合理配置水资源,加强水资源管理的一项重要的、科学的依据。从目前看,正在实施的取水许可制度、取水许可年审、计划用水、水资源调配、水资源费征收等项工作,都离不开水平衡测试工作,而且随着水资源管理工作的不断深入,其作用也日渐加大。2水平衡试验的实施水平衡测试是一项要求很严格的技术性工作,必须具备一定的条件,测试全过程和成果应满足国家有关规范的要求。2.1水平衡测试的基础—水平衡测试的基本条件和要求(1)水平衡测试一般要求在生产正常的情况下进行,否则数据再准确也无代表性。(2)供、排水管线要明确,特别是一些老企业,由于对工业用水不够重视,基础资料不健全,供、排水管网不清,给测试工作带来很大困难,所以只有在管网明确以后,才能摸清水的来龙去脉,才便于装表计量,测出可靠的数据。(3)计量水表要配齐配全。此项工作是水平衡测试的基础条件,也是企业用水考核的基础工作。国标规定车间用水计量率应达到100%,设备用水计量率不低于90%。另外,根据水平衡测试的要求,装表要达到两分开的要求,即厂区与宿舍区分开,厂区内生产和生活分开。企业职工生活用水(办公室、浴室、职工食堂等)和生活区各公共设施(学校、宿舍、商店等)也必须分别装表。大于2m3/h水量的新鲜水必须装表计量,用水较小的设备或其它用户不要求装表,但也要采用其它方法进行测试。(4)如果冷却水在企业中占的比重较大,这部分水受季节影响较大,将影响总水量的变化。所以水平衡测试必须按不同的季节进行,才能取得满意数据。2.2调查阶段的划分水平衡测试一般分为3个阶段,即准备阶段、实测阶段和汇总分析阶段。从时间上看,准备阶段所用的时间最长,汇总分析阶段次之,实测阶段最短。2.2.1企业用水现状调查和测试准备工作做得好坏直接影响整个测试工作的进程、效率和质量,必须在人力、物力和财力等方面给予充分的保证。此阶段所需要的时间依企业的规模和用水复杂程序不同,相差较大。个别企业如化工厂、电厂等,由于平时不能停产,只能利用检修或突击安装水表,因此所需时间可能较长。(1)组织落实。为了确保测试工作的顺利进行,首先要制订水平衡测试的测试方案,抽调专人具体负责此项工作,明确任务并进行职责分工,必要时,由企业分管领导组织协调,向有关部门落实各项任务。测试方案主要内容包括:组织机构设立,具体实施部门,参加人员,人员的培训,测试日程安排,明确测试要求、测试方法、测试项目、测试仪器选择等项要求。并根据测试对象下达测试任务,以保证各车间(部门)密切配合测试人员开展各项测试工作。(2)历年用水情况调查。主要包括工业产值、主要产品产量、职工人数、历年用水台账、用水指标等。(3)企业现状用水普查,全面摸清企业用水情况及其特点。内容主要包括:各类供水水源、水质情况,提水供水能力;各车间或部门取水情况、跑冒滴漏情况等;整个供水系统的供水方式、特点及各子系统的相互关系。主要用水设备基本情况以及水表配备、外供水等情况。(4)设备检修。在进行测试之前要检查用水设备及辅助用水设备运行是否正常,如果发现异常,应予排除,以免影响测试工作。(5)摸清管路走向及各管路供水对象,根据调查情况绘制给排水管网简图,制定测试及汇总所需有关表格。(6)现状节水措施调查,内容包括:供水成本、节水项目投入运行时间、复用水方式、节水量或复用水量、工程投资、各项运行成本费用(包括折旧费、电费、管理费、维修费等)、节约的水费等。2.2.2企业水平衡测试方法的选择企业规模不同,采用的测试方法不同,所花费的时间也有较大差异,一般10d左右。水平衡测试的方法主要有两种,即一次平衡法和逐级平衡法。这两种方法都要在查漏堵漏工作完成后进行,衢化集团电化厂测试采用的是逐级平衡法。下面对两种测试方法作一简要介绍:(1)一次平衡法首先做管道泄漏量测试(即静平衡测试),然后在24h内将全厂所有的生产用水设备、辅助生产设备、附属生产设施及全厂生活设施的供水、复用水、排水、耗水等情况进行测试。由于一次平衡法是在同一时段内对全厂所有的用水点进行测试,其优点是:总表和分表及各种设备水量之间比较容易平衡;时间短,人力集中,便于组织领导。水量计算单位为m3/d。一次平衡法作为瞬时测试,精度较高,是比较理想的测试方法,对于生产周期小于24h的用水设备以及辅助生产及生活设施均可适用,对生产周期大于24h的均匀用水设备也适用。缺点是:对生产周期大于24h的不均匀用水设备其误差较大,不能反映这类设备的实际情况。同时由于全部测试任务集中在24h内完成,需要组成庞大的测试队伍,一般适用于中小企业或用水比较简单的企业。若企业大、测点多、分布范围广,测试可分组进行。但测试必须统一各水表的抄表先后顺序、抄表时刻、抄表的注意事项等,发放统一的记录表格。无法装表的大管径及其他排水渠,可采用便携式超声波流量仪或流速仪测试;可不装表的小用水户取水量可采用容积法进行测试和估算。(2)逐级平衡法首先做管道的泄漏量测试,然后在生产情况稳定的条件下,先进行设备水平衡,再做车间的水平衡,最后是全厂水平衡。逐级平衡法是建立在用水点的基础上,能比较好的反映出各个不同用水设施的用水情况,特别是一些生产周期长、用水量不均匀的设备或设施更为适用。由于逐级平衡法是在若干天内完成的,参加测试的人员可以大大减少,测试组织工作比较好做,水量计算单位是m3/h,最后再折算到m3/d。其缺点是:测试时间拉得较长,在设备运行工况不稳定以及企业职工流动性较大情况下,企业内的各种水量之间难以平衡,这一点在实际测试时不可疏忽。在分析测试结果时,可参考日常统计数据,如用水台账等进行修正,使测试成果能代表测试季节的实际水平,并为全年统计得出调整参数。管道泄漏量测试除了必须生产的工厂以外,一般都采取静态平衡法。企业水平衡测试的误差,不得超过企业总取水量的5%。要防止个别企业为了人为减少误差,采取以分表推总表的错误做法。2.2.3从评估企业的水平衡工作汇总分析阶段主要是整理、汇总调查资料及实际测试结果,计算有关用水指标、各级水表配备率和监测率,按照国家及省部有关标准和文件,填写水平衡测试报告书,编写水平衡测试总结与合理化用水分析报告。此阶段对于小型企业,半月足够,用水比较复杂的大型企业若能充分利用计算机,有关方面能密切配合,一月内即可完成。在进行汇总分析工作时,根据前两个阶段中发现的问题,继续查找部分用水车间和非生产用水指标过高的原因。同时还要绘制包括所有水源在内的企业给水排水管网图,绘制企业水平衡方块图。根据历年用水台账和本次水平衡测试成果,完善历年有关用水指标,完善用水计量台账。并在进行同行业比较、工艺合理化分析、耗水状况分析、专业化生产分析、节水潜力分析等的基础上,制定各用水单位的用水定额或用水计划。制定节水规划或节水方案,主要包括:管理措施、技术改造措施、设备更新规划、调整产品结构等。3实验设计和结果分析省水利厅组织有关部门在衢化集团公司电化厂开展了此项工作,笔者参与了测试全过程。电化厂是衢化集团公司的重点企业,属大型氯碱企业,共有烧碱、PVC、AC、氯化、氯苯5个车间,由于生产工艺设备落后等多种原因,电化厂的用水量一直较高,1997年万元产值取水量高达672m3。为了摸清电化厂的用水现状,挖掘节水潜力,决定开展水平衡测试工作。测试分准备、实测、汇总分析3个阶段。准备阶段主要是对电化厂近几年用水情况和设备进行详细调查,绘制供排水管网图,检修有关计量装置,提出测试的具体方案和要求,同时组织相关人员进行技术培训。实测阶段主要是进行72h连续测试,每次测试监测时间间隔2h,在监测期内不少于6个数据。测试采用逐级平衡法,在正常生产条件下,从设备工段——车间——全厂的水平衡依序进行。上水测试主要通过“电化厂工艺能源网络计算机系统”对用水进行动态监测,同时采用便携式超声波流量计对生产车间内部的支管以及间断性用水水管进行测试,并根据全厂安装的33台套电磁流量计进行校核分析;下水测试主要通过下水道、排水沟用流速法进行测量,结合工艺流程进行计算。在此基础上,再将车间内各种辅助生产设备和附属生产设施,如车间办公室、食堂、厕所等的取水量、排水量进行测试、平衡,在车间平衡的基础上,进行全厂水平衡。汇总分析阶段主要是利用取得的调查、实测资料进行汇总、分析和补充调查,按国家标准及有关要求填写报表,编写报告书,计算定额,编制节水措施以及整个测试报告的形成。通过此次测试,取得成效如下:一是基本摸清了电化厂用水情况,找到了用水偏高的原因。电化厂全年用水总量为4430万m3,水的重复利用率为30%,间接冷却水循环率为29.6%,工艺水回用率为30%,当年万元产值取水量为602m3,企业非生产用水为191L/人.d(含卫生洗涤用水、环境用水)。从这些具体指标中不难看出,由于设备落后,工艺陈旧,水的重复利用率、冷却水循环率都明显偏低,导致万元产值取水量太高;再则员工节水意识不强,非生产用水量过高;供水管网老化,不同程度存在跑冒滴漏现象。二是通过分析企业用水状况,采取节水措施,降低能耗,提高了经济效益。据分析,通过加强管理,技术改造两项,可节水约500万m3,增加产值近1.8亿。三是提高了整个企业用水的管理水平。通过测试,进一步完善了实时监测网络,提高工业用水统计精度;完善了用水计量手段,此次测试共安装33台套计量表具,为实施取水许可制度,严格计量收费打下了坚实的基础;四是培养了一批水资源管理技术骨干,测试期间共举办培训班二期,培训技术人员30余人,为今后开展水平衡测试积累了经验。4提高经济效益我省地处东南沿海,雨量充沛,但水资源状况并不乐观。衢化集团公司电化厂通过水平衡测试,摸清了家底,明确了节水方向,采用管理、技术措施,单位产品取水量比原来降低10%左右。如果水平衡测试能在我省得到广泛应用,将在一定程度上降低工业用水量,缓解用水紧张局面。同时从节水减污的角度出发,