浅谈水泥厂给排水设计
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摘要：水泥厂的给排水系统设计主要是根据企业生产工艺的需求进行设计和配合。所以在设计中应将满足生产需求作为设计主线，然后从细节上进行规范，尽量形成零排放的循环格局，并最大限度的降低浪费提高效率。
关键词：水泥厂 生产工艺给水系统 排水系统
一、水泥厂给排水系统的特点
工业生产中给排水系统多数已经完成了循环供水，即利用可循环的给排水系统，为生产进行供水。水泥厂也不例外，但是多少供水系统的供水量大而用水点少，有的独立系统中只采用一台水泵一台电机的供水形式，系比较简单，而水泥生产的过程较为复杂，如果利用比较简单的给排水系统进行水循环则会出现供水安全性下降的情况，而且考虑不周的话还会造成设备的故障，因此对水泥厂的给排水进行设计是应注重对其设备配合的完善。另外，在水泥厂给排水系统的设计还应当注重对水压的平衡，因为生产中如水压降过大就会导致后续的设备压力不足，甚至形成负压，导致无水可供，由此造成设备的损坏。所以在水泥厂给排水设计中如果利用循环供水设计，就应当慎重的考虑整系统的水压平衡和管线的合理布局，以此获得较好的循环效果和利用效率，同时还应当利用相应的技术措施确保系统运行的安全。
二、水泥厂的给水系统设计
1、采用压力循环系统
水泥厂生产所需的给水系统的设计从直流冷却系统、重力循环冷却系统、压力循环冷水系统三个阶段。早期的立窑水泥型生产企业采用的是直流冷却水系统，此系统对水资源的浪费严重，冷却水只能使用一次，排污量巨大，对环境的污染严重。因此目前多数企业采用的是压力循环给回水系统，冷却水循环在给水管网中，冷却设备、循环回水网络、冷却塔共同组成一个相对封闭的循环环境，只是在冷却塔装置中与空气接触，利用剩余压力回流至循环储水池中。设计的过程中应当都对整个厂区的设备分布进行全面了解，针对各种用水设备对水质、水量、水压的要求综合考虑，设计整个给水网络。同时根据水泥厂设计的规范：对水泥厂机械设备轴承、稀油站冷却器冷却水的温度控制在32℃；碳酸盐的硬度进行控制在80-250mg/L；悬浮物低于20mg/L，酸碱度控制在6.5-8.5之间，给水的压力保持在0.25-0.4MPa之间。另外，部分相对位置偏高的用水设备，应适当的增加对其供水的压力，但是只能利用增加水泵的方式增加局部压力，不应提供整个供水系统的压力。
在设计中，还应当根据季节变化循环水的温度，如果超标则应当进行冷却降温，当温度低于标准温度的时候，可以通过旁路回流进入到循环水池，因为水泥厂循环用水量相对较小，因此可以采用旁路过滤装置和管道式综合水处理其保证循环水的质量稳定。循环水消耗的部分水量可以利用补水管道完成补水，但是应保证补水的质量，并控制水量大的平衡。
2、循环供水的管网设计
水泥厂的整个供水网络通常为枝状分布，在循环给水和消防系统合并使用的时候，循环给水管网才形成一个环路。室外循环给水的网络布置应符合以下原则：主干和循环泵房相对较近的供水直线管路中的供水流速应为1.2m/s，循环供水的远端应当对相应的管径进行放大，以此降低阻力的影响，保证用水点的供水量和压力。在设计中对管网的关键位置应设置阀门井，进出车间的管道应将阀门设置在室内固定的位置上，方便操作，也方便对设备和管网的检修。通常有条件度的企业可以将水泥熟料和水泥制成系统之间的循环给水网络分开设计，其具体的思路是循环水池和泵房是公用的，而室外循环系统的管网分开设计。这样的设计是为了熟料生产线和水泥制成系统之间相互独立运行，方便生产和管理；减少室外给事系统的管径，降低室外给水管线的长度，降低投资成本；可以降低循环水泵的单机功率，达到节能目的。室外管网的布置形式应当在多种方案中进行经济性、技术性的综合比较，从中选择最佳的方案成为指导实际建设。另外，管网中还应利用温度、压力等仪表对管网进行全面的监控，以此为调控提供依据。
3、生产供水和辅助、生活供水系统
水泥厂生产中耗水主要出现在增湿塔、窑尾喷水、立磨喷水、水泥粉磨、石灰石破碎喷水等设备，这些设备的用水质量要求不高，可以利用循环回水作为水源，这样就提高了对水资源的利用。设计中如果有中水会用系统则可以直接将中水作为上述生产环节的水源，如有不足可以利用回水作为补偿。
生产辅助用水主要包括了检验室、维修等，生活用水则包括办公、食堂、浴室、宿舍等。设计中应根据使用的规模、人员数量等进行流量和压力设计。
4、消防给水系统
消防用水是保证安全的重要基础，因此消防给水系统的设计是水泥厂给排水系统建设的重点内容。根据相关的国标规定，水泥厂必须设计消防给水系统，并根据相应的规模设定防火等级、火灾危险类别、使用环境等，以此设计固定灭火装置和火灾报警系统。其中煤粉车间、堆煤棚、煤预均化和输送装置、包装纸袋库、化验室等都符合丙类火灾危险等级，需要设计消火栓，同时煤磨成车间必须形成室内循环网与外部消防给水管道引入相连接，室外的管道上应设计有水泵结合装置。如果总降压站油浸变压器的功率达到40MW，则必须设计消防喷淋。
整个消防系统，室外部分应设计成环状。其中消火栓在最不利的位置压力应保证0.1MPa。有条件的大型企业还可以根据自身的能力对燃油、油库等设计独立的泡沫消防设施，喷淋消防给水系统。
三、水泥厂排水系统设计
水泥厂的排水系统主要可以划分以下几个源头：生产废水、生活污水、降雨排放等。其中生产废水的产生主要是设备冷却水。采用生产循环给回水系统的水泥厂，生产排放的污水数量并不是很大，主要是设备冷却循环系统所产生的污水。其中除了含有少量的油脂和泥沙外，并不会含有较多的有毒和有害物质，因此可以根据相关的环保标准完成排放，或者回流到厂区的中水系统中完成再次利用。
厂区生活和辅助系统产生的污水主要是由职工日常生活而产生的生活性污水，其有机物含量较高。因此为了满足环保要求，生活污水应当进行收集并进行处理方可进行排放。因此在厂区内应建立相应的收集和处理系统，并采用配套的污水处理系统对生活污水进行处理，在满足环保标准后进行排放。同时如果处理的效果较好也可以回流到厂区中水循环网络中。
厂区的降水排放系统设计，在有条件的企业可以对雨水进行收集，对降水的利用也是一种能源的节约，如将雨水收集起来经过沉淀处理将其补充到中水循环管网中，用于生产喷淋、道路清洁、厂区绿化等，就可以达到节约资源的目的，而且也减轻了雨水排放的管网压力。
四、结束语
水泥厂的用水方式主要取决于整个生产工艺，在对给排水系统设计的过程中，应当注意对多个系统的划分和连接，即针对不同的用水要求合理分配供水和排水系统的布局和结合。总之，要实现理想化的零排放，就要建立其有效的回收和处理装置，主要是对中水的处理和在利用，因此在设计中如果条件允许应当建立有效的中水处理系统，以此向零排放的目标发展。
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