1、太鋼供水系統(tǒng)的情況介紹

太鋼水資源的利用與再生都是由太鋼供水廠來負責，近年來供水廠致力于走可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約型企業(yè)的建設，狠抓節(jié)能降耗，加大管理力度，積極吸納國內(nèi)和國際上先進的節(jié)水新技術(shù)、新工藝和先進管理經(jīng)驗，對原有的給排水系統(tǒng)進行了大規(guī)模的改造；對新上馬的生產(chǎn)項目，都堅持采用節(jié)水型生產(chǎn)工藝。 “十五”期間，淘汰落后產(chǎn)能120萬噸，投資12億元，建成冶煉廢水處理、焦爐除塵等30項重點環(huán)保項目，工業(yè)水循環(huán)利用率超過96% ，噸鋼能耗下降了27.05% ，噸鋼新水消耗下降了65.97%。

供水廠主要有低溫用水供水系統(tǒng)、生產(chǎn)循環(huán)供水系統(tǒng)及水處理系統(tǒng)。低溫用水供水系統(tǒng)主要是供太鋼廠區(qū)及附近部分居民生活低溫用水、生產(chǎn)低溫用水；生產(chǎn)循環(huán)供水系統(tǒng)主要是供太鋼生產(chǎn)循環(huán)用水，生產(chǎn)循環(huán)供水系統(tǒng)又分凈環(huán)供水系統(tǒng)、濁環(huán)供水系統(tǒng)、軟水供水系統(tǒng)、冷凍水供水系統(tǒng)、大循環(huán)供水系統(tǒng)、除鹽水供水系統(tǒng)；水處理系統(tǒng)又分污水處理系統(tǒng)、廢酸中和處理系統(tǒng)、酚氰水處理系統(tǒng)。

在鋼廠中最主要的廢水來源是冷卻水，大概占有70%左右的份額，所以對循環(huán)冷卻水用量的有效控制可以得到很好的節(jié)水、節(jié)能和節(jié)省藥劑用量的效果。目前太鋼供水廠在新建熱軋循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中安裝了具有世界先進水平的水質(zhì)在線分析儀器對冷卻水質(zhì)進行時時監(jiān)測，同時實現(xiàn)對循環(huán)水用量、加藥量的比較優(yōu)化控制。下面我們對在線水質(zhì)監(jiān)測儀器的實際應用進行詳細的分析。

2、太鋼新熱軋循環(huán)冷卻水系統(tǒng)控制

2.1 太鋼熱軋循環(huán)冷卻水系統(tǒng)簡介

太鋼新熱軋項目中的循環(huán)水部分主要包括間接冷卻循環(huán)水系統(tǒng)（凈環(huán)）、直接冷卻循環(huán)水系統(tǒng)（濁環(huán)）和層流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。

太鋼熱連軋廠的各種加熱爐、各種熱處理爐、潤滑油系統(tǒng)冷卻器、液壓系統(tǒng)冷卻器、空壓機、主電機冷卻器、通風空調(diào)以及各種儀表用水等均為間接冷卻水用戶。間接冷卻水的水質(zhì)不受污染，僅水溫升高，一般只需要經(jīng)冷卻塔降溫達到用水設備對水溫的要求后，即可循環(huán)使用。但是由于在循環(huán)中仍然會受到塵泥和微生物的污染，所以間接冷卻水通常也要采取過濾的手段進行處理。

精、粗軋機工作輥冷卻、支撐輥冷卻、精軋機立輥冷卻、輥道冷卻、沖氧化鐵皮和粒化渣用水等工藝段的冷卻水都是直接冷卻水用戶。因為直接冷卻水與被冷卻物質(zhì)直接接觸換熱， 所以需經(jīng)沉淀、過濾等方式進行處理后才可用于回用或串級使用。

層流冷卻水主要是為了控制帶鋼精軋過程中熱量輸出輥道上的溫度，在冷卻過程也與物料直接接觸，但是其鐵渣含量比較低，經(jīng)過一步沉淀、過濾、冷卻后即可回用。

2.2 循環(huán)冷卻水進行監(jiān)測的必要性

從上述分析可以看出，在熱軋工藝中冷卻水的用途廣泛，而且對生產(chǎn)有重要的影響意義，因此保證冷卻水系統(tǒng)的正常運行就顯得尤為重要了。為了保證冷卻水系統(tǒng)的正常運行，應該對其運行情況進行詳細的監(jiān)測，保證其循環(huán)管路不被腐蝕、無結(jié)垢，并且要保證回用水水質(zhì)達到用戶的要求。

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)經(jīng)清洗、預膜處理，轉(zhuǎn)入正常運行后，應按設計規(guī)定嚴格控制各項工藝指標和不斷監(jiān)測系統(tǒng)中換熱設備的結(jié)垢、腐蝕情況，以便及時發(fā)現(xiàn)問題加以解決。采用磷系列配方的冷卻水系統(tǒng)要控制以下項目：

① pH值 磷系配方中，pH是一個極為重要的項目，必須嚴格按設計的指標加以控制，這有助于聚磷酸鹽膜的生成和維持。pH值控制過高，容易結(jié)垢；pH值偏低，對膜有破壞作用，且使腐蝕傾向增加。因此pH值的控制應穩(wěn)定，波動范圍要小。在系統(tǒng)中應設置pH自動記錄和自動調(diào)節(jié)加酸裝置，這樣對提高處理效果有很大的作用。

② Ca2+ 聚磷酸鹽螯合水中的Ca2+沉積在陰極表面形成一層保護膜起到緩蝕作用，故水中必須要有足夠的Ca2+，但Ca2+過高，易于生成碳酸鈣和磷酸鈣的垢。Ca2+控制適當才能達到緩蝕和阻垢的效果。我們可以通過在線硬度分析儀來對碳酸鈣的多少進行嚴格的監(jiān)控，這樣就可以保證水中Ca2+存在但是不會超標。

③ 濁度 濁度高是冷卻水系統(tǒng)形成沉積的主要原因，因此要求濁度越低越好。發(fā)現(xiàn)濁度有較大的變化時，應及時查找原因采取措施，這是由于濁度的變化直接反映了冷卻水水質(zhì)的變化，菌藻繁殖和補充水的水質(zhì)都會影響濁度。在線濁度分析，可以讓管理者更加及時的發(fā)現(xiàn)冷卻水水質(zhì)的變化動向，盡快采取有效的措施。同時在線監(jiān)測濁度還可以為幫助用戶對濁度的長期變化趨勢進行分析，了解水質(zhì)的變化規(guī)律，根據(jù)這些經(jīng)驗對系統(tǒng)做進一步的優(yōu)化控制。

④ 總磷 總磷是有機磷酸鹽和無機磷酸鹽的總和，對總磷酸鹽在冷卻水中的含量進行監(jiān)測，可以了解水中磷系藥劑投加量是否恰當，保證緩蝕和阻垢的效果，也可以保證藥劑的投加量始終保持較佳狀態(tài)的同時還能最大限度的減少藥劑的投加，節(jié)約運行成本。在磷系配方中，總磷的控制量是非常重要的，它直接反映出系統(tǒng)對藥劑的需求量，操作控制人員不必再盲目的投加藥劑，使系統(tǒng)的運行更加科學更加可靠，不會因為經(jīng)驗值或者估計值的滯后造成的藥劑太少而發(fā)生腐蝕，也不會因藥劑太多造成結(jié)垢的同時還大量浪費了藥劑。

⑤ 濃縮倍數(shù) 濃縮倍數(shù)對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是非常重要的參數(shù)，提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍率，可以減低補充水的用量，從而節(jié)約水資源，還可以降低排污水量，從而減少對環(huán)境的污染和廢水的處理量，同時提高濃縮倍率還可以節(jié)約水處理劑的消耗量。但過高的濃縮倍率也會使水的結(jié)垢傾向增大，從而使結(jié)垢控制的難度增大。因此，因地制宜根據(jù)實際情況控制合理的濃縮倍率對于整個循環(huán)水處理過程意義很大。一般的系統(tǒng)都把濃縮倍數(shù)控制的3～5之間，但是濃縮倍數(shù)的值很難監(jiān)測出來，我們可以通過對電導率的監(jiān)測來反映出濃縮倍數(shù)的大小，這樣就可以非常方便的觀測出其變化情況，把其控制在合理的范圍內(nèi)，并在發(fā)生變化時采取相應的措施。當濃縮倍數(shù)高于或者低于規(guī)定值時，應自動加大或減小排污量，使其穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。

另外，除了上述分析中提到的重要參數(shù)需要時時監(jiān)測外，正確控制余氯對保證殺菌滅菌和保護木質(zhì)塔也具有重要意義。如果通氯后，連續(xù)測不出余氯，則說明系統(tǒng)中出現(xiàn)異常情況，如有機物增加、漏氨或有NO2-存在，因為這些物質(zhì)都會與氯作用而消耗大量的氯。通過余氯測定，也可及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的問題，便于及時采取措施。

2.3 太鋼新熱軋循環(huán)冷卻水系統(tǒng)控制現(xiàn)狀

目前新熱軋循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的直接冷卻水、間接冷卻水和層流冷卻水這三個系統(tǒng)中分別安裝了美國HACH公司的總磷、濁度、硬度和電導率在線分析儀，這些在線分析儀的共同工作，使操作人員能夠更加全面的了解系統(tǒng)的運行情況，判斷系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的狀況。圖4至圖6是哈希在線儀器在現(xiàn)場的安裝及運行狀況。

經(jīng)過幾個月的運行后，三個系統(tǒng)的各參數(shù)監(jiān)測值已經(jīng)基本上穩(wěn)定，詳細數(shù)據(jù)見下表。

根據(jù)太鋼循環(huán)冷卻水系統(tǒng)藥劑配方以及循環(huán)水功能需要，各個工藝點的總磷、硬度都有相應的變化，上表所列數(shù)據(jù)均在其系統(tǒng)要求范圍之內(nèi)，且儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定。

2.4 太鋼新熱軋循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在線儀器的日常維護

美國HACH公司的在線總磷、硬度、濁度和電導率分析儀的日常維護工作很少，可大大降低現(xiàn)場操作人員的工作量，所有儀器均可以無人看管正常運行1個月左右，操作人員只需定期對儀器進行常規(guī)的維護即可。

1）每個月對儀器進行目測檢查，看其運行是否正常，數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定；
2）每三個月更換總磷試劑，硬度分析儀因為可以調(diào)節(jié)測量時間間隔，所以試劑用量要看實際情況，在每個月的檢查中都要留意試劑的剩余量；
3）每六個月更換總磷儀器的各種軟管等備件及標準液，其他儀器進行常規(guī)檢測。

具體的維護工作步驟按照HACH公司提供的操作手冊進行即可。

3、太鋼新熱軋循環(huán)冷卻水使用在線儀器后的成效

太鋼在舊熱軋工藝段中因為安裝了總磷等在線分析儀器后，藥劑節(jié)省1噸/月，而每噸藥劑價格在1.2萬元/噸，所以一年僅僅在藥劑方面就可以節(jié)省費用14.4萬元/年。另外在有水質(zhì)在線分析儀器的狀況下，其新鮮水補充上面也有很大的節(jié)省。

在巨大的經(jīng)濟和社會效益面前，太鋼節(jié)水、減排和安全生產(chǎn)方面都取得了巨大的成效，因此新熱軋系統(tǒng)安裝了更全面的水質(zhì)分析儀器設備，預計新冷軋冷卻循環(huán)水系統(tǒng)依然會采用在線水質(zhì)分析儀，并配合現(xiàn)代化自動化控制系統(tǒng)，更加充分的發(fā)揮其功效。

氮氧化物是大氣污染的主要污染物之一，對人體健康有嚴重危害。因此近年來氮氧化物的監(jiān)測與治理等研究工作受到社會各界的密切關(guān)注。氮氧化物分析儀是基于化學發(fā)光法檢測技術(shù)檢測氮氧化物的含量，反應室是整個系統(tǒng)中的核心部件，而臭氧的濃度及純度等參數(shù)也同樣對儀器的長期工作性能有重要影響。

 

原理

化學發(fā)光法檢測技術(shù)是基于NO能與O3能發(fā)生化學發(fā)光反應，且發(fā)光光強與NO的濃度成正比，而NO2是通過（鉬）轉(zhuǎn)換室轉(zhuǎn)換為NO再進行檢測。反應室是NO與O3發(fā)生化學發(fā)光反應的場所，它的形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)會影響PMT接收到的光子數(shù)，經(jīng)過電路部分處理后將影響儀器的靈敏度。所以說反應室是整個系統(tǒng)中的核心部件。而臭氧的濃度及純度等參數(shù)也同樣對儀器的長期工作性能有重要影響。

故障判斷處理

1、壓力過高及流量過低報警：泵，漏氣

NO的跨度超下警，經(jīng)過到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，儀器有壓力過高及流量過低報警，從儀器原理和管路出發(fā)，壓力和流量都是在同一管路上，當出現(xiàn)抽力不足時流量小壓力大，或儀器內(nèi)部管路有漏氣可能。兩種情況，用排除方法，先用堵頭將采樣入口堵住，觀察儀器流量是否接近零，如果接近零，說明管路不漏氣，如果流量變化不大，說明管路有漏氣，先檢查管路。在不漏氣情況下，檢查采樣泵，泵抽力不夠主要有泵膜臟了、泵膜破了、泵軸承壞了。

泵膜臟情況：泵膜臟，泵膜上面有污垢，上下振動不緊密，抽力不夠，用酒精清洗泵膜干燥后安裝回去，報警排除。

泵膜壞情況：在拆開泵后，發(fā)現(xiàn)泵膜已經(jīng)出現(xiàn)斷裂，更換新泵膜后裝回去，流量和壓力都正常了。

2、流量過低報警

例行任務檢查零點和跨度變化不大，到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)有流量報警。流量報警是因為通過流量傳感器的氣流少，未達到設定的流量值面報警，檢查流量為何少了。從儀器管路出發(fā)，分兩部分排除，部分是采樣總管到儀器采樣入口處，第二部分為儀器內(nèi)部，這兩部分可能有堵塞了，先檢查部分，管路無堵塞，過濾器膜也比較干凈，不是外部環(huán)境堵塞，檢查第二部分，氣體沿反應室管路走，檢查毛細管時，發(fā)現(xiàn)毛細管內(nèi)部黑黑的，正常為玻璃透明的，應該是有灰塵進入毛細管造成堵塞，用酒精浸泡5min后清洗安裝回去，流量正常。

3、COOLER溫度99℃報警

現(xiàn)場巡檢時COOLER溫度報警，從理論出發(fā)，COOLER是使光電倍增管處于低溫環(huán)境減少干擾的散熱器，溫度過高會影響PMT工作。溫度高了，有可能是COOLER故障了，或散熱不良。先從可以簡單處理的入手，先清洗COOLER后面的風扇濾網(wǎng)，使得散熱更加好，這時報警排除。

4、COOLER溫度－99℃報警

巡檢發(fā)現(xiàn)COOLER溫度－99℃報警，風扇濾網(wǎng)很干凈，用手去摸COOLER的散熱片，發(fā)現(xiàn)很涼，說 明COOLER沒有工作，沒有工作可能是因為沒有通上電，關(guān)機。把連接COOLER接線頭拔出，檢查線頭及線，完好，再將線接回去時，開機顯示99℃報警，這個是COOLER溫度過高的報警，說明COOLER的傳感器經(jīng)接入，待開機后40min，COOLER工作正常，報警排除，從這可看出，有可能是線頭接觸不良造成供電不正常，造成報警。

5、無臭氧輸出

無臭氧輸出，常見的故障：臭氧發(fā)生器故障，臭氧發(fā)生器高壓故障，測量量程故障?？缍葯z查發(fā)現(xiàn)儀器無反應，從原理出發(fā)，標氣儀器數(shù)據(jù)基本無變化，可能是臭氧部分出現(xiàn)了問題，無臭氧與NO反應就不能產(chǎn)生光，光電倍增管采集不到光就不能計算轉(zhuǎn)換成NO濃度。產(chǎn)生臭氧的裝置是臭氧發(fā)生器，查看供電，供電板臭氧供電燈亮，供電正常，將臭氧發(fā)生器拆下，發(fā)現(xiàn)臭氧發(fā)生器放電電極處有嚴重的生銹現(xiàn)象，正常為光亮的，從管路上去查找，空氣經(jīng)過干燥瓶后來到臭氧流量開關(guān)再進入臭氧發(fā)生器的，出現(xiàn)生銹很有可能進入大量水氣，這時發(fā)現(xiàn)干燥瓶里的變色硅膠已經(jīng)全部變紅，失去了干燥功能，水氣直接進入臭氧發(fā)生器，在高壓放電情況下臭氧發(fā)生器損壞了。經(jīng)過更換臭氧發(fā)生器后，儀器正常。從這說明了平時的維護硅膠沒有及時更換就容易造成儀器的故障。

6、鉬爐無法加熱

鉬轉(zhuǎn)化效率低，發(fā)現(xiàn)鉬爐溫度低報警，鉬爐加熱燈常亮。加熱燈常燈，說明加熱控制器正在輸出電壓，用萬用表測量加熱絲兩端電壓，有電壓輸出，正常，但加不上熱，確定就是鉬爐內(nèi)加熱器故障。