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、可靠運行的前提和保障，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(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、結晶器等關鍵設備的間接冷卻。

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、可靠運行的前提和保障。生產(chǎn)調(diào)試包括設備現(xiàn)場單動、設備中央單動和水處理聯(lián)動調(diào)試。

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

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→換熱器冷媒水進水。

敞開式工業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)設強制排污和旁濾。

3.循環(huán)水處理站水處理電控設備的控制原則

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及計算機程序控制，并具備CRT畫面顯示。

循環(huán)水處理站各電控水處理設備(如循環(huán)水泵、電動閥門、冷卻塔等)的控制一般均為現(xiàn)場機旁手動操作及控制室CRT畫面上集中操作�，F(xiàn)場機旁操作箱上設中央、現(xiàn)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(tài)；當選擇“現(xiàn)場”時，設備處于機旁操作狀態(tài)；當選擇“檢修”時，設備已處于失電狀態(tài)；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(tài)，可由鍵盤或鼠標實現(xiàn)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(tài)。

在循環(huán)水處理系統(tǒng)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(xiàn)場控制柜，只輸出運行狀態(tài)信號至循環(huán)水處理PLC。

4.設備現(xiàn)場單動調(diào)試前的準備工作

單動調(diào)試主要是針對電控水處理設備而言的，因此設備現(xiàn)場單動前提條件是設備I/O檢測信號正常。

設備現(xiàn)場單動調(diào)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(xiàn)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(xiàn)場、MCC柜）；相關AI信號檢測（隔離器、現(xiàn)場儀表）；相關AO 信號檢測;(執(zhí)行機構、變頻器4~20mA信號）。
（3）網(wǎng)絡開通，相關遠程網(wǎng)絡開通、通訊正常；以太網(wǎng)、光纖設備通訊正常。

5.設備現(xiàn)場單動調(diào)試

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

本文對這三種設備單動調(diào)試的過程和方法加以介紹。

5.1電動閥門的現(xiàn)場單動調(diào)試

將各電動閥門現(xiàn)場操作箱的選擇開關“中央／現(xiàn)場／檢修”切換至“現(xiàn)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(tài)。

5.2循環(huán)水泵的現(xiàn)場單動調(diào)試

循環(huán)水泵在單動調(diào)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(diào)試的泵現(xiàn)場操作箱的選擇開關“中央／現(xiàn)場／檢修”切換至“現(xiàn)場”，開泵調(diào)試時點擊水泵“開”按鈕，關泵調(diào)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(tài)。

5.3冷卻塔的現(xiàn)場單動調(diào)試

將需調(diào)試的冷卻塔現(xiàn)場操作箱的選擇開關“中央／現(xiàn)場／檢修”切換至“現(xiàn)場”，點擊 “開”及“�！卑粹o，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(tài)。

6.設備中央單動調(diào)試

設備中央單動前提條件是現(xiàn)場動調(diào)試完成、設備I/O檢測信號正常。

設備中央單動調(diào)試準備工作與設備現(xiàn)場單動調(diào)試準備工作基本相同。

6.1電動閥門的中央單動調(diào)試

在控制室CRT上將各閥門選定為“集中手動”狀態(tài)，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(huán)水泵的中央單動調(diào)試

在控制室CRT上將泵選定為“集中手動”狀態(tài)，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(diào)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(diào)試

在控制室CRT上將冷卻塔選定為“集中手動”狀態(tài)，用鼠標或鍵盤點擊“開”、“�！卑粹o，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(diào)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(diào)試

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

7.循環(huán)水系統(tǒng)首次補水

密閉式循環(huán)水系統(tǒng)開車前應確保整個系統(tǒng)充滿水，由專門的補水泵補水。補水泵一般為系統(tǒng)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(tǒng)補水是否完成。

敞開式凈循環(huán)水系統(tǒng)應確保水池、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。補水時，由廠區(qū)內(nèi)工業(yè)新水管網(wǎng)直接向冷水池內(nèi)補水，至水池內(nèi)液位達到循環(huán)水系統(tǒng)正常使用時的液位為止。

8.聯(lián)動調(diào)試開車前的準備工作

聯(lián)動調(diào)試開車的前提條件是設備現(xiàn)場單動、中央單動調(diào)試完成，網(wǎng)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(xiàn)場機旁操作箱上的選擇開關設置在“中央”檔

在聯(lián)動開車調(diào)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(xiàn)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(jīng)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(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(tài)，待水泵達額定轉(zhuǎn)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(lián)動開車調(diào)試前，應確定循環(huán)水泵吸水管上的手動閥門處于開啟狀態(tài)，循環(huán)水泵出口的電動閥門處于關閉狀態(tài)。

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(huán)水系統(tǒng)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(tǒng)開車前均處于關閉狀態(tài)；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(tài)；水池、水箱的排水放空閥應處于關閉狀態(tài)。

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(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，當出現(xiàn)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(lián)動調(diào)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(xiàn)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(xiàn)場指示的壓力表，應確認所有現(xiàn)場壓力表的旋塞均處于開啟狀態(tài)，如果旋塞被關閉，壓力表將無法檢測壓力數(shù)據(jù)。

8.6機電一體品水處理設備的檢查

在工業(yè)凈循環(huán)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(xiàn)場控制柜，僅輸出狀態(tài)信號至水處理主控室，因此須對其進行檢查，確認設備均已經(jīng)處于待機狀態(tài)。

9.聯(lián)動調(diào)試開車

9.1密閉式循環(huán)水系統(tǒng)的聯(lián)動調(diào)試

待開車指令下達后，首先啟動循環(huán)給水泵。一般大型工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)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(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)動調(diào)試時，應測試循環(huán)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(xiàn)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(tài)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(shù)值，以確定設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(一般工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)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(huán)水系統(tǒng)延長。啟泵的同時，工業(yè)凈循水池也在大量補水。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水口的部分都是空的。如果短時間內(nèi)立即啟動另外2臺水泵，可能會造成循環(huán)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(huán)水池內(nèi)液位已經(jīng)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(tài)下，冷卻塔風機運轉(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數(shù)量及雙速風機的轉(zhuǎn)速。當水溫升高時，冷卻塔風機開啟數(shù)量上升，雙速風機以高速運轉(zhuǎn)；當水溫降低時，冷卻塔風機開啟數(shù)量下降，雙速風機以低速運轉(zhuǎn)甚至停止運行。

10.聯(lián)動調(diào)試時常見的故障及原因分析

（1）供水泵組出水出現(xiàn)低壓報警，可能原因：工作泵發(fā)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(xiàn)大量泄水事故。

（2）供水泵組出水出現(xiàn)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(xiàn)高溫報警，可能原因：用戶出現(xiàn)高負荷運行，循環(huán)水熱負荷猛增；冷卻塔風機未投入運行或內(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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)大量泄水事故；補水電動閥低水位開閥失靈。

（6）密閉式循環(huán)水系統(tǒng)補水頻繁的可能原因：純水密閉系統(tǒng)存在大事故泄漏點，泄漏嚴重；密閉系統(tǒng)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(lián)動調(diào)試過程中，當監(jiān)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(jiān)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(xiàn)場核對并弄清故障內(nèi)容以及檢查設備的情況。
當監(jiān)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(xiàn)場核對并弄清故障內(nèi)容以及檢查設備的情況。

12.結論

循環(huán)水處理站的調(diào)試工作是檢測水處理系統(tǒng)、水處理設備的重要手段，它是一項復雜的系統(tǒng)工程，對于確保水處理系統(tǒng)的正常投運具有很重要的意義。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
1.《鋼鐵工業(yè)給水排水設計手冊》 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，同濟大學環(huán)境工程學院給水排水工程專業(yè)本科畢業(yè)，學士學位，工程師，主要從事鋼鐵企業(yè)給排水設計工作。作者: 金亞飚 來源：谷騰水網(wǎng)