鋼鐵企業工業凈循環冷卻水處理站調試方法

摘要:大型鋼鐵企業工業凈循環冷卻水處理站通常包括敞開式工業凈循環水處理系統、密閉式純水或軟化水循環水系統。生產前的調試是使循環水處理站順利投產并且安全、經濟、可靠運行的前提和保障，本文針對工業凈循環冷卻水處理站生產調試的過程和方法進行了介紹和探討，可作為相似工程的借鑒和參考。

關鍵詞:鋼鐵企業  工業凈循環冷卻水處理站  生產調試

1.概述

鋼鐵企業通常設有工業凈循環冷卻水處理站。工業凈循環水處理站包括敞開式工業凈循環水處理系統、密閉式純水或軟化水循環水系統。敞開式工業凈循環水系統常用于煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋、制氧冷軋等單元工藝設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水系統常用于煉鐵、煉鋼、連鑄等單元如爐體、氧槍、結晶器等關鍵設備的間接冷卻。

生產前的調試工作是使循環水處理站順利投產并且安全、經濟、可靠運行的前提和保障。生產調試包括設備現場單動、設備中央單動和水處理聯動調試。

本文針對工業凈循環冷卻水處理站設備現場單動、設備中央單動和水處理聯動調試的過程和方法進行了介紹和探討。

2.工業凈循環水處理站工藝流程介紹

2.1常用的純水(或軟水)密閉式循環水系統工藝流程

水處理站循環供水泵出水→工藝設備→板式換熱器→回水至水處理站循環供水泵；
   
鋼鐵企業密閉式循環水系統常設有做膨脹水箱用的事故水塔或水箱。

2.2常用的敞開式工業凈循環水系統工藝流程

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

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

敞開式工業凈循環水系統設強制排污和旁濾。

3.循環水處理站水處理電控設備的控制原則

現今大型循環水處理站各循環水處理系統的控制均采用plc及計算機程序控制，并具備crt畫面顯示。

循環水處理站各電控水處理設備(如循環水泵、電動閥門、冷卻塔等)的控制一般均為現場機旁手動操作及控制室crt畫面上集中操作。現場機旁操作箱上設中央、現場、檢修選擇開關。當選擇“中央”時，設備處于控制室集中控制狀態；當選擇“現場”時，設備處于機旁操作狀態；當選擇“檢修”時，設備已處于失電狀態；控制室crt畫面上亦設有手動（或半自動）及自動選擇開關，當選擇“手動” 或“半自動”時，設備處于集中手動（或半自動）狀態，可由鍵盤或鼠標實現對設備的中央控制，當選擇“自動”時，設備處于按程序自動或連鎖運行狀態。

在循環水處理系統中另有一部分設備為機電一體品(如自清洗過濾器、加藥設備等)，設備自帶現場控制柜，只輸出運行狀態信號至循環水處理plc。

4.設備現場單動調試前的準備工作

單動調試主要是針對電控水處理設備而言的，因此設備現場單動前提條件是設備i/o檢測信號正常。

設備現場單動調試前的準備工作具體如下。
（1）電源投入：相關plc柜電源投入、正常；相關現場操作箱電源投入、正常；相關mcc柜電源投入、正常；相關高壓柜電源投入、正常；相關操作臺電源投入、正常。
（2）i/o 檢測：相關di/do信號檢測;（現場、mcc柜）；相關ai信號檢測（隔離器、現場儀表）；相關ao 信號檢測;(執行機構、變頻器4~20ma信號）。
（3）網絡開通，相關遠程網絡開通、通訊正常；以太網、光纖設備通訊正常。

5.設備現場單動調試

在工業凈循環水處理站中最常用的電控設備包括循環水泵、電動閥門、冷卻塔等。

本文對這三種設備單動調試的過程和方法加以介紹。

5.1電動閥門的現場單動調試

將各電動閥門現場操作箱的選擇開關“中央／現場／檢修”切換至“現場”，點擊“開”、“關”按鈕，電機運行及閥門開關正常即可；然后須將選擇開關復位至“中央”，使各控制閥門均處于控制室集中控制狀態。

5.2循環水泵的現場單動調試

循環水泵在單動調試時，只是對水泵電機是否工作加以檢驗，并非要求真正的帶水操作。

將需調試的泵現場操作箱的選擇開關“中央／現場／檢修”切換至“現場”，開泵調試時點擊水泵“開”按鈕，關泵調試時點擊水泵“關”按鈕，水泵運行正常即可；然后須將選擇開關復位至“中央”，使泵均處于控制室集中控制狀態。

5.3冷卻塔的現場單動調試

將需調試的冷卻塔現場操作箱的選擇開關“中央／現場／檢修”切換至“現場”，點擊 “開”及“停”按鈕，察看風機運行是否正常；然后須將選擇開關復位至“中央”，使冷卻塔處于控制室集中控制狀態。

6.設備中央單動調試

設備中央單動前提條件是現場動調試完成、設備i/o檢測信號正常。

設備中央單動調試準備工作與設備現場單動調試準備工作基本相同。

6.1電動閥門的中央單動調試

在控制室crt上將各閥門選定為“集中手動”狀態，用鼠標或鍵盤點擊“開”、“關”按鈕，電機運行及閥門開關正常即可。

6.2循環水泵的中央單動調試

在控制室crt上將泵選定為“集中手動”狀態，用鼠標或鍵盤按泵啟停次序依次點擊泵 “開”、“關”按鈕，泵運行正常即可。
電機為10kv高壓電機，其軸承、定子等溫度在控制室crt上顯示，超限報警，單動調試時，上述值均應符合設備的要求。

6.3冷卻塔的中央單動調試

在控制室crt上將冷卻塔選定為“集中手動”狀態，用鼠標或鍵盤點擊“開”、“停”按鈕，風機運行正常即可。

冷卻塔風機油溫、振動在控制室crt上顯示，超限報警，單動調試時，風機的油溫、振動值均應符合設備本體的要求。

6.4其它機電一體品水處理設備的單動調試

所有機電一體品水處理設備應在其現場控制箱分別設置為開、停、故障狀態，然后檢查水處理主控室crt畫面，是否正常反映了設備的當前狀態。

7.循環水系統首次補水

密閉式循環水系統開車前應確保整個系統充滿水，由專門的補水泵補水。補水泵一般為系統本身設置的專門補水泵，且為小流量水泵，由事故水箱或水塔的液位來確定系統補水是否完成。

敞開式凈循環水系統應確保水池、水箱及部分管路充滿水，可由水池、水箱內的液位加以判斷。補水時，由廠區內工業新水管網直接向冷水池內補水，至水池內液位達到循環水系統正常使用時的液位為止。

8.聯動調試開車前的準備工作

聯動調試開車的前提條件是設備現場單動、中央單動調試完成，網絡開通，各部分接口、通訊正常。

8.1所有中央電控水處理設備的現場機旁操作箱上的選擇開關設置在“中央”檔

在聯動開車調試前，應檢查所有水處理設備，包括水泵、電動閥門、氣動閥門、冷卻塔等所有中央電控水處理設備的現場機旁操作箱上的選擇開關應設置在“中央”檔，且為集中自動控制。所有水處理設備的信號均應已經送入水處理plc，在控制室畫面上應能觀察到所有電控水處理設備的狀態。

8.2循環水泵吸水管和出水管上閥門的檢查

循環水泵吸水管上一般均設有檢修用手動閥門，此閥平時為常開，僅在檢修水泵時才關閉。功率較小的水泵出口一般設止回閥加手動蝶閥，手動蝶閥平時常開。功率較大的水泵出口設止回閥、電動蝶閥加手動蝶閥或設置多功能水泵控制閥以取代止回閥和電動閥；如出口為止回閥、電動蝶閥加手動蝶閥，水泵啟動前電動閥門為關閉狀態，待水泵達額定轉速后再打開電動蝶閥，停泵前先關閉電動蝶閥后再關泵。

因此，在聯動開車調試前，應確定循環水泵吸水管上的手動閥門處于開啟狀態，循環水泵出口的電動閥門處于關閉狀態。

8.3補水、排水等閥門及水處理設備或構筑物管道進出水處閥門的檢查

循環水系統的水池、水箱等通常設有與液位或電導率相連鎖的補水或排水用的電動閥門和手動閥門。應確定電動閥門在系統開車前均處于關閉狀態；電動閥前的手動閥門是檢修時才使用的，因此應處于開啟狀態；水池、水箱的排水放空閥應處于關閉狀態。

所有水處理設備(如板式換熱器、高速過濾器等)和水處理構筑物(如沉淀池)等的進出口手動閥門均應處于開啟狀態。

8.4循環水系統檢測儀表信號的檢查

循環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，當出現低壓或高溫報警。各水池、水箱均設有液位檢測儀表，水的電導率、ph值、水溫等均設有相應的檢測儀表。另外，如高壓電機的軸承定子溫度、冷卻塔風機的油溫震動、主要設備的電機電流等均設置有相應的檢測儀表。在水處理聯動調試前，均應完成對上述儀表的檢驗校零工作，所有儀表信號均應送入水處理plc，并在控制室畫面上顯示。

8.5現場指示壓力表的檢查

各水泵出口及部分設備的進出水管道上均裝有現場指示的壓力表，應確認所有現場壓力表的旋塞均處于開啟狀態，如果旋塞被關閉，壓力表將無法檢測壓力數據。

8.6機電一體品水處理設備的檢查

在工業凈循環水處理站中常設有自清洗過濾器等機電一體品水處理設備，自帶現場控制柜，僅輸出狀態信號至水處理主控室，因此須對其進行檢查，確認設備均已經處于待機狀態。

9.聯動調試開車

9.1密閉式循環水系統的聯動調試

待開車指令下達后，首先啟動循環給水泵。一般大型工業循環冷卻水系統設有不止1臺供水泵，首次啟動時先開啟1臺水泵，如該水泵出水管上設置有電動閥門、止回閥等，該水泵應為閉閥啟動。過一段時間依次開啟第2、3臺工作泵等，以減小水泵啟動對循環水管網的沖擊，并觀察循環水供水總管上流量、壓力等檢測儀表的數值，直至正常。

在聯動調試時，應測試循環供水泵的工備切換功能。進行工備切換時，應先人工在crt上啟動備用泵，備用泵運行正常后，再人工關閉工作泵。另外，須測試工作泵出現故障停機，備用泵自動投入運行的功能，可人為給予模擬量信號進行測試。

泵組運行時，各設備運行故障狀態及出水總管流量、壓力信號應能在控制室crt上顯示，高溫及低壓報警。如泵組的電機為10kv高壓電機，其軸承、定子等溫度在控制室crt上顯示，超限報警。

板式換熱器的去除熱負荷的效果雖然一時難以完全側定，但應觀察其進出水管上壓力表數值，以確定設備本體是否存在堵塞的現象。

9.2敞開式工業凈循環水系統的聯動調試

敞開式工業凈循環水系統的循環供水泵的啟動方式與密閉式循環水系統相似，但要求循環水池內液位高于允許啟泵液位方可啟動(一般工業循環水系統不采用自吸泵)，另外啟動第2、3臺水泵的時間要比密閉式循環水系統延長。啟泵的同時，工業凈循水池也在大量補水。密閉式循環水系統管網系統中已經充滿了水，而敞開式工業凈循環水系統和濁循環水系統中的管路凡是高于冷卻塔進水口的部分都是空的。如果短時間內立即啟動另外2臺水泵，可能會造成循環水池被抽空的可能。因此，依次啟泵時間要延長，當觀察到循環水池內液位已經恢復到啟動水泵前的液位時，可啟動第2、3臺水泵。

在集中自動運行狀態下，冷卻塔風機運轉/停止與敞開式工業凈循環供水總管上水溫有連鎖：工業凈循環供水總管上水溫控制冷卻塔的開機數量及雙速風機的轉速。當水溫升高時，冷卻塔風機開啟數量上升，雙速風機以高速運轉；當水溫降低時，冷卻塔風機開啟數量下降，雙速風機以低速運轉甚至停止運行。

10.聯動調試時常見的故障及原因分析

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

（2）供水泵組出水出現高壓報警，可能原因：用戶用水量突然大幅減少，水泵處于低流量高揚程運行；備用泵啟動而工作泵未停機。

（3）供水泵組出水及回水出現高溫報警，可能原因：用戶出現高負荷運行，循環水熱負荷猛增；冷卻塔風機未投入運行或內部淋水裝置坍塌冷卻效果降低；出現高溫高濕天氣，有若干小時冷卻水溫達不到設計值，這是可能并允許的。

（4）冷水池液位出現高位報警，可能原因：工作泵故障使供水量突然大量減少；補水電動閥高水位關閥失靈。

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

（6）密閉式循環水系統補水頻繁的可能原因：純水密閉系統存在大事故泄漏點，泄漏嚴重；密閉系統水壓力高于設計值，造成水從安全膨脹水箱溢流，同時補入大量水。

11.處理一般故障的原則

在聯動調試過程中，當監視盤上顯示水泵“故障信號”時，作如下處理：先將警報音響復位；輕故障時，先開備用機，后停事故機；重故障時，先停事故機，后開備用機。
當監視盤上顯示電動閥門“故障信號”時，顯示故障警報后，迅速去現場核對并弄清故障內容以及檢查設備的情況。
當監視盤上顯示自清洗過濾器、加藥設備等機電一體品設備“故障信號”時，故障不參與連鎖控制，顯示故障警報后，迅速去現場核對并弄清故障內容以及檢查設備的情況。

12.結論

循環水處理站的調試工作是檢測水處理系統、水處理設備的重要手段，它是一項復雜的系統工程，對于確保水處理系統的正常投運具有很重要的意義。本文通過對鋼鐵企業工業凈循環水處理站調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
1.《鋼鐵工業給水排水設計手冊》 北京冶金工業出版社 2002.1

作者簡介：金亞飚(1975.12- )，男，漢族，籍貫江蘇省常熟市，同濟大學環境工程學院給水排水工程專業本科畢業，學士學位，工程師，主要從事鋼鐵企業給排水設計工作。