鋼鐵企業(yè)工業(yè)凈循環(huán)冷卻水處理站調試方法

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(kāi)式工業(yè)凈循環(huán)水處理系統、密閉式純水或軟化水循環(huán)水系統。生產(chǎn)前的調試是使循環(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)調試的過(guò)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(kāi)式工業(yè)凈循環(huán)水處理系統、密閉式純水或軟化水循環(huán)水系統。敞開(kāi)式工業(yè)凈循環(huán)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(huán)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(guān)鍵設備的間接冷卻。

生產(chǎn)前的調試工作是使循環(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)調試包括設備現場(chǎng)單動(dòng)、設備中央單動(dòng)和水處理聯(lián)動(dòng)調試。

本文針對工業(yè)凈循環(huán)冷卻水處理站設備現場(chǎng)單動(dòng)、設備中央單動(dòng)和水處理聯(lián)動(dòng)調試的過(guò)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)水系統常設有做膨脹水箱用的事故水塔或水箱。

2.2常用的敞開(kāi)式工業(yè)凈循環(huán)水系統工藝流程

1).水處理站循環(huán)供水泵出水→自清洗過(guò)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(guò)濾器→換熱器冷媒水進(jìn)水。

敞開(kāi)式工業(yè)凈循環(huán)水系統設強制排污和旁濾。

3.循環(huán)水處理站水處理電控設備的控制原則

現今大型循環(huán)水處理站各循環(huán)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(huà)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(dòng)閥門(mén)、冷卻塔等)的控制一般均為現場(chǎng)機旁手動(dòng)操作及控制室CRT畫(huà)面上集中操作�，F場(chǎng)機旁操作箱上設中央、現場(chǎng)、檢修選擇開(kāi)關(guān)。當選擇“中央”時(shí)，設備處于控制室集中控制狀態(tài)；當選擇“現場(chǎng)”時(shí)，設備處于機旁操作狀態(tài)；當選擇“檢修”時(shí)，設備已處于失電狀態(tài)；控制室CRT畫(huà)面上亦設有手動(dòng)（或半自動(dòng)）及自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)，當選擇“手動(dòng)” 或“半自動(dòng)”時(shí)，設備處于集中手動(dòng)（或半自動(dòng)）狀態(tài)，可由鍵盤(pán)或鼠標實(shí)現對設備的中央控制，當選擇“自動(dòng)”時(shí)，設備處于按程序自動(dòng)或連鎖運行狀態(tài)。

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

4.設備現場(chǎng)單動(dòng)調試前的準備工作

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

設備現場(chǎng)單動(dòng)調試前的準備工作具體如下。
（1）電源投入：相關(guān)PLC柜電源投入、正常；相關(guān)現場(chǎng)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;（現場(chǎng)、MCC柜）；相關(guān)AI信號檢測（隔離器、現場(chǎng)儀表）；相關(guān)AO 信號檢測;(執行機構、變頻器4~20mA信號）。
（3）網(wǎng)絡(luò )開(kāi)通，相關(guān)遠程網(wǎng)絡(luò )開(kāi)通、通訊正常；以太網(wǎng)、光纖設備通訊正常。

5.設備現場(chǎng)單動(dòng)調試

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(dòng)閥門(mén)、冷卻塔等。

本文對這三種設備單動(dòng)調試的過(guò)程和方法加以介紹。

5.1電動(dòng)閥門(mén)的現場(chǎng)單動(dòng)調試

將各電動(dòng)閥門(mén)現場(chǎng)操作箱的選擇開(kāi)關(guān)“中央／現場(chǎng)／檢修”切換至“現場(chǎng)”，點(diǎn)擊“開(kāi)”、“關(guān)”按鈕，電機運行及閥門(mén)開(kāi)關(guān)正常即可；然后須將選擇開(kāi)關(guān)復位至“中央”，使各控制閥門(mén)均處于控制室集中控制狀態(tài)。

5.2循環(huán)水泵的現場(chǎng)單動(dòng)調試

循環(huán)水泵在單動(dòng)調試時(shí)，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(chǎng)操作箱的選擇開(kāi)關(guān)“中央／現場(chǎng)／檢修”切換至“現場(chǎng)”，開(kāi)泵調試時(shí)點(diǎn)擊水泵“開(kāi)”按鈕，關(guān)泵調試時(shí)點(diǎn)擊水泵“關(guān)”按鈕，水泵運行正常即可；然后須將選擇開(kāi)關(guān)復位至“中央”，使泵均處于控制室集中控制狀態(tài)。

5.3冷卻塔的現場(chǎng)單動(dòng)調試

將需調試的冷卻塔現場(chǎng)操作箱的選擇開(kāi)關(guān)“中央／現場(chǎng)／檢修”切換至“現場(chǎng)”，點(diǎn)擊 “開(kāi)”及“�！卑粹o，察看風(fēng)機運行是否正常；然后須將選擇開(kāi)關(guān)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(dòng)調試

設備中央單動(dòng)前提條件是現場(chǎng)動(dòng)調試完成、設備I/O檢測信號正常。

設備中央單動(dòng)調試準備工作與設備現場(chǎng)單動(dòng)調試準備工作基本相同。

6.1電動(dòng)閥門(mén)的中央單動(dòng)調試

在控制室CRT上將各閥門(mén)選定為“集中手動(dòng)”狀態(tài)，用鼠標或鍵盤(pán)點(diǎn)擊“開(kāi)”、“關(guān)”按鈕，電機運行及閥門(mén)開(kāi)關(guān)正常即可。

6.2循環(huán)水泵的中央單動(dòng)調試

在控制室CRT上將泵選定為“集中手動(dòng)”狀態(tài)，用鼠標或鍵盤(pán)按泵啟停次序依次點(diǎn)擊泵 “開(kāi)”、“關(guān)”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(dòng)調試時(shí)，上述值均應符合設備的要求。

6.3冷卻塔的中央單動(dòng)調試

在控制室CRT上將冷卻塔選定為“集中手動(dòng)”狀態(tài)，用鼠標或鍵盤(pán)點(diǎn)擊“開(kāi)”、“�！卑粹o，風(fēng)機運行正常即可。

冷卻塔風(fēng)機油溫、振動(dòng)在控制室CRT上顯示，超限報警，單動(dòng)調試時(shí)，風(fēng)機的油溫、振動(dòng)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(dòng)調試

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

7.循環(huán)水系統首次補水

密閉式循環(huán)水系統開(kāi)車(chē)前應確保整個(gè)系統充滿(mǎn)水，由專(zhuān)門(mén)的補水泵補水。補水泵一般為系統本身設置的專(zhuān)門(mén)補水泵，且為小流量水泵，由事故水箱或水塔的液位來(lái)確定系統補水是否完成。

敞開(kāi)式凈循環(huán)水系統應確保水池、水箱及部分管路充滿(mǎn)水，可由水池、水箱內的液位加以判斷。補水時(shí)，由廠(chǎng)區內工業(yè)新水管網(wǎng)直接向冷水池內補水，至水池內液位達到循環(huán)水系統正常使用時(shí)的液位為止。

8.聯(lián)動(dòng)調試開(kāi)車(chē)前的準備工作

聯(lián)動(dòng)調試開(kāi)車(chē)的前提條件是設備現場(chǎng)單動(dòng)、中央單動(dòng)調試完成，網(wǎng)絡(luò )開(kāi)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(chǎng)機旁操作箱上的選擇開(kāi)關(guān)設置在“中央”檔

在聯(lián)動(dòng)開(kāi)車(chē)調試前，應檢查所有水處理設備，包括水泵、電動(dòng)閥門(mén)、氣動(dòng)閥門(mén)、冷卻塔等所有中央電控水處理設備的現場(chǎng)機旁操作箱上的選擇開(kāi)關(guān)應設置在“中央”檔，且為集中自動(dòng)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(huà)面上應能觀(guān)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(mén)的檢查

循環(huán)水泵吸水管上一般均設有檢修用手動(dòng)閥門(mén)，此閥平時(shí)為常開(kāi)，僅在檢修水泵時(shí)才關(guān)閉。功率較小的水泵出口一般設止回閥加手動(dòng)蝶閥，手動(dòng)蝶閥平時(shí)常開(kāi)。功率較大的水泵出口設止回閥、電動(dòng)蝶閥加手動(dòng)蝶閥或設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(mén)為關(guān)閉狀態(tài)，待水泵達額定轉速后再打開(kāi)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(kāi)車(chē)調試前，應確定循環(huán)水泵吸水管上的手動(dòng)閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)，循環(huán)水泵出口的電動(dòng)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。

8.3補水、排水等閥門(mén)及水處理設備或構筑物管道進(jìn)出水處閥門(mén)的檢查

循環(huán)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(dòng)閥門(mén)和手動(dòng)閥門(mén)。應確定電動(dòng)閥門(mén)在系統開(kāi)車(chē)前均處于關(guān)閉狀態(tài)；電動(dòng)閥前的手動(dòng)閥門(mén)是檢修時(shí)才使用的，因此應處于開(kāi)啟狀態(tài)；水池、水箱的排水放空閥應處于關(guān)閉狀態(tài)。

所有水處理設備(如板式換熱器、高速過(guò)濾器等)和水處理構筑物(如沉淀池)等的進(jìn)出口手動(dòng)閥門(mén)均應處于開(kāi)啟狀態(tài)。

8.4循環(huán)水系統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(fēng)機的油溫震動(dòng)、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(dòng)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(huà)面上顯示。

8.5現場(chǎng)指示壓力表的檢查

各水泵出口及部分設備的進(jìn)出水管道上均裝有現場(chǎng)指示的壓力表，應確認所有現場(chǎng)壓力表的旋塞均處于開(kāi)啟狀態(tài)，如果旋塞被關(guān)閉，壓力表將無(wú)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(yè)凈循環(huán)水處理站中常設有自清洗過(guò)濾器等機電一體品水處理設備，自帶現場(chǎng)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，確認設備均已經(jīng)處于待機狀態(tài)。

9.聯(lián)動(dòng)調試開(kāi)車(chē)

9.1密閉式循環(huán)水系統的聯(lián)動(dòng)調試

待開(kāi)車(chē)指令下達后，首先啟動(dòng)循環(huán)給水泵。一般大型工業(yè)循環(huán)冷卻水系統設有不止1臺供水泵，首次啟動(dòng)時(shí)先開(kāi)啟1臺水泵，如該水泵出水管上設置有電動(dòng)閥門(mén)、止回閥等，該水泵應為閉閥啟動(dòng)。過(guò)一段時(shí)間依次開(kāi)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(guān)察循環(huán)水供水總管上流量、壓力等檢測儀表的數值，直至正常。

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

泵組運行時(shí)，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(shí)難以完全側定，但應觀(guān)察其進(jìn)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(kāi)式工業(yè)凈循環(huán)水系統的聯(lián)動(dòng)調試

敞開(kāi)式工業(yè)凈循環(huán)水系統的循環(huán)供水泵的啟動(dòng)方式與密閉式循環(huán)水系統相似，但要求循環(huán)水池內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)水系統延長(cháng)。啟泵的同時(shí)，工業(yè)凈循水池也在大量補水。密閉式循環(huán)水系統管網(wǎng)系統中已經(jīng)充滿(mǎn)了水，而敞開(kāi)式工業(yè)凈循環(huán)水系統和濁循環(huán)水系統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(cháng)，當觀(guān)察到循環(huán)水池內液位已經(jīng)恢復到啟動(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)運行狀態(tài)下，冷卻塔風(fēng)機運轉/停止與敞開(kāi)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(kāi)機數量及雙速風(fēng)機的轉速。當水溫升高時(shí)，冷卻塔風(fēng)機開(kāi)啟數量上升，雙速風(fēng)機以高速運轉；當水溫降低時(shí)，冷卻塔風(fēng)機開(kāi)啟數量下降，雙速風(fēng)機以低速運轉甚至停止運行。

10.聯(lián)動(dòng)調試時(shí)常見(jiàn)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(fā)生故障，備用泵未及時(shí)啟動(dòng)；用戶(hù)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(hù)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(dòng)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(hù)出現高負荷運行，循環(huán)水熱負荷猛增；冷卻塔風(fēng)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(shí)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(dòng)閥高水位關(guān)閥失靈。

（5）冷水池液位出現低位報警的可能原因：用戶(hù)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(dòng)閥低水位開(kāi)閥失靈。

（6）密閉式循環(huán)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(diǎn)，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(shí)補入大量水。

11.處理一般故障的原則

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

12.結論

循環(huán)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(guò)對鋼鐵企業(yè)工業(yè)凈循環(huán)水處理站調試過(guò)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(jiǎn)介：金亞飚(1975.12- )，男，漢族，籍貫江蘇省常熟市，同濟大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院給水排水工程專(zhuān)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)給排水設計工作。作者: 金亞飚 來(lái)源：谷騰水網(wǎng)