鋼鐵企業(yè)工業(yè)凈循環(huán)冷卻水處理站調(diào)試方法

摘要:大型鋼鐵企業(yè)工業(yè)凈循環(huán)冷卻水處理站通常包括敞開式工業(yè)凈循環(huán)水處理系統(tǒng)、密閉式純水或軟化水循環(huán)水系統(tǒng)。生產(chǎn)前的調(diào)試是使循環(huán)水處理站順利投產(chǎn)并且安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的前提和保障，本文針對工業(yè)凈循環(huán)冷卻水處理站生產(chǎn)調(diào)試的過程和方法進(jìn)行了介紹和探討，可作為相似工程的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞:鋼鐵企業(yè)  工業(yè)凈循環(huán)冷卻水處理站  生產(chǎn)調(diào)試

1.概述

鋼鐵企業(yè)通常設(shè)有工業(yè)凈循環(huán)冷卻水處理站。工業(yè)凈循環(huán)水處理站包括敞開式工業(yè)凈循環(huán)水處理系統(tǒng)、密閉式純水或軟化水循環(huán)水系統(tǒng)。敞開式工業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)常用于煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋、制氧冷軋等單元工藝設(shè)備的間接冷卻及作為板式換熱器的冷媒水。密閉式純水或軟化水循環(huán)水系統(tǒng)常用于煉鐵、煉鋼、連鑄等單元如爐體、氧槍、結(jié)晶器等關(guān)鍵設(shè)備的間接冷卻。

生產(chǎn)前的調(diào)試工作是使循環(huán)水處理站順利投產(chǎn)并且安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的前提和保障。生產(chǎn)調(diào)試包括設(shè)備現(xiàn)場單動(dòng)、設(shè)備中央單動(dòng)和水處理聯(lián)動(dòng)調(diào)試。

本文針對工業(yè)凈循環(huán)冷卻水處理站設(shè)備現(xiàn)場單動(dòng)、設(shè)備中央單動(dòng)和水處理聯(lián)動(dòng)調(diào)試的過程和方法進(jìn)行了介紹和探討。

2.工業(yè)凈循環(huán)水處理站工藝流程介紹

2.1常用的純水(或軟水)密閉式循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程

水處理站循環(huán)供水泵出水→工藝設(shè)備→板式換熱器→回水至水處理站循環(huán)供水泵；
   
鋼鐵企業(yè)密閉式循環(huán)水系統(tǒng)常設(shè)有做膨脹水箱用的事故水塔或水箱。

2.2常用的敞開式工業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程

1).水處理站循環(huán)供水泵出水→自清洗過濾器→工藝設(shè)備→冷卻塔→冷水池→水處理站循環(huán)供水泵吸水；

2).換熱器冷媒水出水(溫度升高)→冷卻塔→冷水池→換熱器循環(huán)供水泵→自清洗過濾器→換熱器冷媒水進(jìn)水。

敞開式工業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)強(qiáng)制排污和旁濾。

3.循環(huán)水處理站水處理電控設(shè)備的控制原則

現(xiàn)今大型循環(huán)水處理站各循環(huán)水處理系統(tǒng)的控制均采用plc及計(jì)算機(jī)程序控制，并具備crt畫面顯示。

循環(huán)水處理站各電控水處理設(shè)備(如循環(huán)水泵、電動(dòng)閥門、冷卻塔等)的控制一般均為現(xiàn)場機(jī)旁手動(dòng)操作及控制室crt畫面上集中操作。現(xiàn)場機(jī)旁操作箱上設(shè)中央、現(xiàn)場、檢修選擇開關(guān)。當(dāng)選擇“中央”時(shí)，設(shè)備處于控制室集中控制狀態(tài)；當(dāng)選擇“現(xiàn)場”時(shí)，設(shè)備處于機(jī)旁操作狀態(tài)；當(dāng)選擇“檢修”時(shí)，設(shè)備已處于失電狀態(tài)；控制室crt畫面上亦設(shè)有手動(dòng)（或半自動(dòng)）及自動(dòng)選擇開關(guān)，當(dāng)選擇“手動(dòng)” 或“半自動(dòng)”時(shí)，設(shè)備處于集中手動(dòng)（或半自動(dòng)）狀態(tài)，可由鍵盤或鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的中央控制，當(dāng)選擇“自動(dòng)”時(shí)，設(shè)備處于按程序自動(dòng)或連鎖運(yùn)行狀態(tài)。

在循環(huán)水處理系統(tǒng)中另有一部分設(shè)備為機(jī)電一體品(如自清洗過濾器、加藥設(shè)備等)，設(shè)備自帶現(xiàn)場控制柜，只輸出運(yùn)行狀態(tài)信號至循環(huán)水處理plc。

4.設(shè)備現(xiàn)場單動(dòng)調(diào)試前的準(zhǔn)備工作

單動(dòng)調(diào)試主要是針對電控水處理設(shè)備而言的，因此設(shè)備現(xiàn)場單動(dòng)前提條件是設(shè)備i/o檢測信號正常。

設(shè)備現(xiàn)場單動(dòng)調(diào)試前的準(zhǔn)備工作具體如下。
（1）電源投入：相關(guān)plc柜電源投入、正常；相關(guān)現(xiàn)場操作箱電源投入、正常；相關(guān)mcc柜電源投入、正常；相關(guān)高壓柜電源投入、正常；相關(guān)操作臺電源投入、正常。
（2）i/o 檢測：相關(guān)di/do信號檢測;（現(xiàn)場、mcc柜）；相關(guān)ai信號檢測（隔離器、現(xiàn)場儀表）；相關(guān)ao 信號檢測;(執(zhí)行機(jī)構(gòu)、變頻器4~20ma信號）。
（3）網(wǎng)絡(luò)開通，相關(guān)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)開通、通訊正常；以太網(wǎng)、光纖設(shè)備通訊正常。

5.設(shè)備現(xiàn)場單動(dòng)調(diào)試

在工業(yè)凈循環(huán)水處理站中最常用的電控設(shè)備包括循環(huán)水泵、電動(dòng)閥門、冷卻塔等。

本文對這三種設(shè)備單動(dòng)調(diào)試的過程和方法加以介紹。

5.1電動(dòng)閥門的現(xiàn)場單動(dòng)調(diào)試

將各電動(dòng)閥門現(xiàn)場操作箱的選擇開關(guān)“中央／現(xiàn)場／檢修”切換至“現(xiàn)場”，點(diǎn)擊“開”、“關(guān)”按鈕，電機(jī)運(yùn)行及閥門開關(guān)正常即可；然后須將選擇開關(guān)復(fù)位至“中央”，使各控制閥門均處于控制室集中控制狀態(tài)。

5.2循環(huán)水泵的現(xiàn)場單動(dòng)調(diào)試

循環(huán)水泵在單動(dòng)調(diào)試時(shí)，只是對水泵電機(jī)是否工作加以檢驗(yàn)，并非要求真正的帶水操作。

將需調(diào)試的泵現(xiàn)場操作箱的選擇開關(guān)“中央／現(xiàn)場／檢修”切換至“現(xiàn)場”，開泵調(diào)試時(shí)點(diǎn)擊水泵“開”按鈕，關(guān)泵調(diào)試時(shí)點(diǎn)擊水泵“關(guān)”按鈕，水泵運(yùn)行正常即可；然后須將選擇開關(guān)復(fù)位至“中央”，使泵均處于控制室集中控制狀態(tài)。

5.3冷卻塔的現(xiàn)場單動(dòng)調(diào)試

將需調(diào)試的冷卻塔現(xiàn)場操作箱的選擇開關(guān)“中央／現(xiàn)場／檢修”切換至“現(xiàn)場”，點(diǎn)擊 “開”及“停”按鈕，察看風(fēng)機(jī)運(yùn)行是否正常；然后須將選擇開關(guān)復(fù)位至“中央”，使冷卻塔處于控制室集中控制狀態(tài)。

6.設(shè)備中央單動(dòng)調(diào)試

設(shè)備中央單動(dòng)前提條件是現(xiàn)場動(dòng)調(diào)試完成、設(shè)備i/o檢測信號正常。

設(shè)備中央單動(dòng)調(diào)試準(zhǔn)備工作與設(shè)備現(xiàn)場單動(dòng)調(diào)試準(zhǔn)備工作基本相同。

6.1電動(dòng)閥門的中央單動(dòng)調(diào)試

在控制室crt上將各閥門選定為“集中手動(dòng)”狀態(tài)，用鼠標(biāo)或鍵盤點(diǎn)擊“開”、“關(guān)”按鈕，電機(jī)運(yùn)行及閥門開關(guān)正常即可。

6.2循環(huán)水泵的中央單動(dòng)調(diào)試

在控制室crt上將泵選定為“集中手動(dòng)”狀態(tài)，用鼠標(biāo)或鍵盤按泵啟停次序依次點(diǎn)擊泵 “開”、“關(guān)”按鈕，泵運(yùn)行正常即可。
電機(jī)為10kv高壓電機(jī)，其軸承、定子等溫度在控制室crt上顯示，超限報(bào)警，單動(dòng)調(diào)試時(shí)，上述值均應(yīng)符合設(shè)備的要求。

6.3冷卻塔的中央單動(dòng)調(diào)試

在控制室crt上將冷卻塔選定為“集中手動(dòng)”狀態(tài)，用鼠標(biāo)或鍵盤點(diǎn)擊“開”、“停”按鈕，風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常即可。

冷卻塔風(fēng)機(jī)油溫、振動(dòng)在控制室crt上顯示，超限報(bào)警，單動(dòng)調(diào)試時(shí)，風(fēng)機(jī)的油溫、振動(dòng)值均應(yīng)符合設(shè)備本體的要求。

6.4其它機(jī)電一體品水處理設(shè)備的單動(dòng)調(diào)試

所有機(jī)電一體品水處理設(shè)備應(yīng)在其現(xiàn)場控制箱分別設(shè)置為開、停、故障狀態(tài)，然后檢查水處理主控室crt畫面，是否正常反映了設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。

7.循環(huán)水系統(tǒng)首次補(bǔ)水

密閉式循環(huán)水系統(tǒng)開車前應(yīng)確保整個(gè)系統(tǒng)充滿水，由專門的補(bǔ)水泵補(bǔ)水。補(bǔ)水泵一般為系統(tǒng)本身設(shè)置的專門補(bǔ)水泵，且為小流量水泵，由事故水箱或水塔的液位來確定系統(tǒng)補(bǔ)水是否完成。

敞開式凈循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)確保水池、水箱及部分管路充滿水，可由水池、水箱內(nèi)的液位加以判斷。補(bǔ)水時(shí)，由廠區(qū)內(nèi)工業(yè)新水管網(wǎng)直接向冷水池內(nèi)補(bǔ)水，至水池內(nèi)液位達(dá)到循環(huán)水系統(tǒng)正常使用時(shí)的液位為止。

8.聯(lián)動(dòng)調(diào)試開車前的準(zhǔn)備工作

聯(lián)動(dòng)調(diào)試開車的前提條件是設(shè)備現(xiàn)場單動(dòng)、中央單動(dòng)調(diào)試完成，網(wǎng)絡(luò)開通，各部分接口、通訊正常。

8.1所有中央電控水處理設(shè)備的現(xiàn)場機(jī)旁操作箱上的選擇開關(guān)設(shè)置在“中央”檔

在聯(lián)動(dòng)開車調(diào)試前，應(yīng)檢查所有水處理設(shè)備，包括水泵、電動(dòng)閥門、氣動(dòng)閥門、冷卻塔等所有中央電控水處理設(shè)備的現(xiàn)場機(jī)旁操作箱上的選擇開關(guān)應(yīng)設(shè)置在“中央”檔，且為集中自動(dòng)控制。所有水處理設(shè)備的信號均應(yīng)已經(jīng)送入水處理plc，在控制室畫面上應(yīng)能觀察到所有電控水處理設(shè)備的狀態(tài)。

8.2循環(huán)水泵吸水管和出水管上閥門的檢查

循環(huán)水泵吸水管上一般均設(shè)有檢修用手動(dòng)閥門，此閥平時(shí)為常開，僅在檢修水泵時(shí)才關(guān)閉。功率較小的水泵出口一般設(shè)止回閥加手動(dòng)蝶閥，手動(dòng)蝶閥平時(shí)常開。功率較大的水泵出口設(shè)止回閥、電動(dòng)蝶閥加手動(dòng)蝶閥或設(shè)置多功能水泵控制閥以取代止回閥和電動(dòng)閥；如出口為止回閥、電動(dòng)蝶閥加手動(dòng)蝶閥，水泵啟動(dòng)前電動(dòng)閥門為關(guān)閉狀態(tài)，待水泵達(dá)額定轉(zhuǎn)速后再打開電動(dòng)蝶閥，停泵前先關(guān)閉電動(dòng)蝶閥后再關(guān)泵。

因此，在聯(lián)動(dòng)開車調(diào)試前，應(yīng)確定循環(huán)水泵吸水管上的手動(dòng)閥門處于開啟狀態(tài)，循環(huán)水泵出口的電動(dòng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。

8.3補(bǔ)水、排水等閥門及水處理設(shè)備或構(gòu)筑物管道進(jìn)出水處閥門的檢查

循環(huán)水系統(tǒng)的水池、水箱等通常設(shè)有與液位或電導(dǎo)率相連鎖的補(bǔ)水或排水用的電動(dòng)閥門和手動(dòng)閥門。應(yīng)確定電動(dòng)閥門在系統(tǒng)開車前均處于關(guān)閉狀態(tài)；電動(dòng)閥前的手動(dòng)閥門是檢修時(shí)才使用的，因此應(yīng)處于開啟狀態(tài)；水池、水箱的排水放空閥應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。

所有水處理設(shè)備(如板式換熱器、高速過濾器等)和水處理構(gòu)筑物(如沉淀池)等的進(jìn)出口手動(dòng)閥門均應(yīng)處于開啟狀態(tài)。

8.4循環(huán)水系統(tǒng)檢測儀表信號的檢查

循環(huán)水處理主要供水泵組的出水總管上均裝有流量、溫度、水壓的檢測儀表，當(dāng)出現(xiàn)低壓或高溫報(bào)警。各水池、水箱均設(shè)有液位檢測儀表，水的電導(dǎo)率、ph值、水溫等均設(shè)有相應(yīng)的檢測儀表。另外，如高壓電機(jī)的軸承定子溫度、冷卻塔風(fēng)機(jī)的油溫震動(dòng)、主要設(shè)備的電機(jī)電流等均設(shè)置有相應(yīng)的檢測儀表。在水處理聯(lián)動(dòng)調(diào)試前，均應(yīng)完成對上述儀表的檢驗(yàn)校零工作，所有儀表信號均應(yīng)送入水處理plc，并在控制室畫面上顯示。

8.5現(xiàn)場指示壓力表的檢查

各水泵出口及部分設(shè)備的進(jìn)出水管道上均裝有現(xiàn)場指示的壓力表，應(yīng)確認(rèn)所有現(xiàn)場壓力表的旋塞均處于開啟狀態(tài)，如果旋塞被關(guān)閉，壓力表將無法檢測壓力數(shù)據(jù)。

8.6機(jī)電一體品水處理設(shè)備的檢查

在工業(yè)凈循環(huán)水處理站中常設(shè)有自清洗過濾器等機(jī)電一體品水處理設(shè)備，自帶現(xiàn)場控制柜，僅輸出狀態(tài)信號至水處理主控室，因此須對其進(jìn)行檢查，確認(rèn)設(shè)備均已經(jīng)處于待機(jī)狀態(tài)。

9.聯(lián)動(dòng)調(diào)試開車

9.1密閉式循環(huán)水系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)調(diào)試

待開車指令下達(dá)后，首先啟動(dòng)循環(huán)給水泵。一般大型工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)有不止1臺供水泵，首次啟動(dòng)時(shí)先開啟1臺水泵，如該水泵出水管上設(shè)置有電動(dòng)閥門、止回閥等，該水泵應(yīng)為閉閥啟動(dòng)。過一段時(shí)間依次開啟第2、3臺工作泵等，以減小水泵啟動(dòng)對循環(huán)水管網(wǎng)的沖擊，并觀察循環(huán)水供水總管上流量、壓力等檢測儀表的數(shù)值，直至正常。

在聯(lián)動(dòng)調(diào)試時(shí)，應(yīng)測試循環(huán)供水泵的工備切換功能。進(jìn)行工備切換時(shí)，應(yīng)先人工在crt上啟動(dòng)備用泵，備用泵運(yùn)行正常后，再人工關(guān)閉工作泵。另外，須測試工作泵出現(xiàn)故障停機(jī)，備用泵自動(dòng)投入運(yùn)行的功能，可人為給予模擬量信號進(jìn)行測試。

泵組運(yùn)行時(shí)，各設(shè)備運(yùn)行故障狀態(tài)及出水總管流量、壓力信號應(yīng)能在控制室crt上顯示，高溫及低壓報(bào)警。如泵組的電機(jī)為10kv高壓電機(jī)，其軸承、定子等溫度在控制室crt上顯示，超限報(bào)警。

板式換熱器的去除熱負(fù)荷的效果雖然一時(shí)難以完全側(cè)定，但應(yīng)觀察其進(jìn)出水管上壓力表數(shù)值，以確定設(shè)備本體是否存在堵塞的現(xiàn)象。

9.2敞開式工業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)調(diào)試

敞開式工業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)供水泵的啟動(dòng)方式與密閉式循環(huán)水系統(tǒng)相似，但要求循環(huán)水池內(nèi)液位高于允許啟泵液位方可啟動(dòng)(一般工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)不采用自吸泵)，另外啟動(dòng)第2、3臺水泵的時(shí)間要比密閉式循環(huán)水系統(tǒng)延長。啟泵的同時(shí)，工業(yè)凈循水池也在大量補(bǔ)水。密閉式循環(huán)水系統(tǒng)管網(wǎng)系統(tǒng)中已經(jīng)充滿了水，而敞開式工業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)和濁循環(huán)水系統(tǒng)中的管路凡是高于冷卻塔進(jìn)水口的部分都是空的。如果短時(shí)間內(nèi)立即啟動(dòng)另外2臺水泵，可能會(huì)造成循環(huán)水池被抽空的可能。因此，依次啟泵時(shí)間要延長，當(dāng)觀察到循環(huán)水池內(nèi)液位已經(jīng)恢復(fù)到啟動(dòng)水泵前的液位時(shí)，可啟動(dòng)第2、3臺水泵。

在集中自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)/停止與敞開式工業(yè)凈循環(huán)供水總管上水溫有連鎖：工業(yè)凈循環(huán)供水總管上水溫控制冷卻塔的開機(jī)數(shù)量及雙速風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)水溫升高時(shí)，冷卻塔風(fēng)機(jī)開啟數(shù)量上升，雙速風(fēng)機(jī)以高速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)水溫降低時(shí)，冷卻塔風(fēng)機(jī)開啟數(shù)量下降，雙速風(fēng)機(jī)以低速運(yùn)轉(zhuǎn)甚至停止運(yùn)行。

10.聯(lián)動(dòng)調(diào)試時(shí)常見的故障及原因分析

（1）供水泵組出水出現(xiàn)低壓報(bào)警，可能原因：工作泵發(fā)生故障，備用泵未及時(shí)啟動(dòng)；用戶用水量突然大幅增加或供水管道出現(xiàn)大量泄水事故。

（2）供水泵組出水出現(xiàn)高壓報(bào)警，可能原因：用戶用水量突然大幅減少，水泵處于低流量高揚(yáng)程運(yùn)行；備用泵啟動(dòng)而工作泵未停機(jī)。

（3）供水泵組出水及回水出現(xiàn)高溫報(bào)警，可能原因：用戶出現(xiàn)高負(fù)荷運(yùn)行，循環(huán)水熱負(fù)荷猛增；冷卻塔風(fēng)機(jī)未投入運(yùn)行或內(nèi)部淋水裝置坍塌冷卻效果降低；出現(xiàn)高溫高濕天氣，有若干小時(shí)冷卻水溫達(dá)不到設(shè)計(jì)值，這是可能并允許的。

（4）冷水池液位出現(xiàn)高位報(bào)警，可能原因：工作泵故障使供水量突然大量減少；補(bǔ)水電動(dòng)閥高水位關(guān)閥失靈。

（5）冷水池液位出現(xiàn)低位報(bào)警的可能原因：用戶用水量突然大幅增加或供水管道出現(xiàn)大量泄水事故；補(bǔ)水電動(dòng)閥低水位開閥失靈。

（6）密閉式循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水頻繁的可能原因：純水密閉系統(tǒng)存在大事故泄漏點(diǎn)，泄漏嚴(yán)重；密閉系統(tǒng)水壓力高于設(shè)計(jì)值，造成水從安全膨脹水箱溢流，同時(shí)補(bǔ)入大量水。

11.處理一般故障的原則

在聯(lián)動(dòng)調(diào)試過程中，當(dāng)監(jiān)視盤上顯示水泵“故障信號”時(shí)，作如下處理：先將警報(bào)音響復(fù)位；輕故障時(shí)，先開備用機(jī)，后停事故機(jī)；重故障時(shí)，先停事故機(jī)，后開備用機(jī)。
當(dāng)監(jiān)視盤上顯示電動(dòng)閥門“故障信號”時(shí)，顯示故障警報(bào)后，迅速去現(xiàn)場核對并弄清故障內(nèi)容以及檢查設(shè)備的情況。
當(dāng)監(jiān)視盤上顯示自清洗過濾器、加藥設(shè)備等機(jī)電一體品設(shè)備“故障信號”時(shí)，故障不參與連鎖控制，顯示故障警報(bào)后，迅速去現(xiàn)場核對并弄清故障內(nèi)容以及檢查設(shè)備的情況。

12.結(jié)論

循環(huán)水處理站的調(diào)試工作是檢測水處理系統(tǒng)、水處理設(shè)備的重要手段，它是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對于確保水處理系統(tǒng)的正常投運(yùn)具有很重要的意義。本文通過對鋼鐵企業(yè)工業(yè)凈循環(huán)水處理站調(diào)試過程和方法的介紹，以期作為其它相似工程的借鑒和參考。

13.參考文獻(xiàn)
1.《鋼鐵工業(yè)給水排水設(shè)計(jì)手冊》 北京冶金工業(yè)出版社 2002.1

作者簡介：金亞飚(1975.12- )，男，漢族，籍貫江蘇省常熟市，同濟(jì)大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院給水排水工程專業(yè)本科畢業(yè)，學(xué)士學(xué)位，工程師，主要從事鋼鐵企業(yè)給排水設(shè)計(jì)工作。