[摘要] 以太鋼供水廠熱連軋水處理工段中冷卻循環(huán)水系統(tǒng)為例，論述太鋼運(yùn)用先進(jìn)的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，為節(jié)水、節(jié)能、降耗、減少污染提供可靠的一手資料，帶來(lái)了可喜的成效。
[關(guān)鍵詞] 在線水質(zhì)分析儀太鋼供水系統(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(lái)負(fù)責(zé)，近年來(lái)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(shè)，狠抓節(jié)能降耗，加大管理力度，積極吸納國(guó)內(nèi)和國(guó)際上先進(jìn)的節(jié)水新技術(shù)、新工藝和先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)原有的給排水系統(tǒng)進(jìn)行了大規(guī)模的改造;對(duì)新上馬的生產(chǎn)項(xiàng)目，都堅(jiān)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(wàn)噸，投資12億元，建成冶煉廢水處理、焦?fàn)t除塵等30項(xiàng)重點(diǎn)環(huán)保項(xiàng)目，工業(yè)水循環(huán)利用率超過(guò)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)。
　　在鋼廠中主要的廢水來(lái)源是冷卻水，大概占有70%左右的份額，所以對(duì)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(jìn)水平的水質(zhì)在線分析儀器對(duì)冷卻水質(zhì)進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)水用量、加藥量的優(yōu)化控制。下面我們對(duì)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)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(jiǎn)介
　　太鋼新熱軋項(xiàng)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(rùn)滑油系統(tǒng)冷卻器、液壓系統(tǒng)冷卻器、空壓機(jī)、主電機(jī)冷卻器、通風(fēng)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(dá)到用水設(shè)備對(duì)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(huì)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(guò)濾的手段進(jìn)行處理。
　　精、粗軋機(jī)工作輥冷卻、支撐輥冷卻、精軋機(jī)立輥冷卻、輥道冷卻、沖氧化鐵皮和?；盟裙に嚩蔚睦鋮s水都是直接冷卻水用戶。因?yàn)橹苯永鋮s水與被冷卻物質(zhì)直接接觸換熱，所以需經(jīng)沉淀、過(guò)濾等方式進(jìn)行處理后才可用于回用或串級(jí)使用。
　　層流冷卻水主要是為了控制帶鋼精軋過(guò)程中熱量輸出輥道上的溫度，在冷卻過(guò)程也與物料直接接觸，但是其鐵渣含量比較低，經(jīng)過(guò)一步沉淀、過(guò)濾、冷卻后即可回用。
　　2.2循環(huán)冷卻水進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(duì)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(yùn)行就顯得尤為重要了。為了保證冷卻水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，應(yīng)該對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)測(cè)，保證其循環(huán)管路不被腐蝕、無(wú)結(jié)垢，并且要保證回用水水質(zhì)達(dá)到用戶的要求。
　　循環(huán)冷卻水系統(tǒng)經(jīng)清洗、預(yù)膜處理，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行后，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定嚴(yán)格控制各項(xiàng)工藝指標(biāo)和不斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中換熱設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)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(xiàng)目：
　　;節(jié)水減排;冷卻循環(huán)水
1① pH值磷系配方中，pH是一個(gè)極為重要的項(xiàng)目，必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的指標(biāo)加以控制，這有助于聚磷酸鹽膜的生成和維持。pH值控制過(guò)高，容易結(jié)垢;pH值偏低，對(duì)膜有破壞作用，且使腐蝕傾向增加。因此pH值的控制應(yīng)穩(wěn)定，波動(dòng)范圍要小。在系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置pH自動(dòng)記錄和自動(dòng)調(diào)節(jié)加酸裝置，這樣對(duì)提高處理效果有很大的作用。
　　②Ca2+ 聚磷酸鹽螯合水中的Ca2+沉積在陰極表面形成一層保護(hù)膜起到緩蝕作用，故水中必須要有足夠的Ca2+，但Ca2+過(guò)高，易于生成碳酸鈣和磷酸鈣的垢。Ca2+控制適當(dāng)才能達(dá)到緩蝕和阻垢的效果。我們可以通過(guò)在線硬度分析儀來(lái)對(duì)碳酸鈣的多少進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，這樣就可以保證水中Ca2+存在但是不會(huì)超標(biāo)。
　　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(shí)，應(yīng)及時(shí)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(bǔ)充水的水質(zhì)都會(huì)影響濁度。在線濁度分析，可以讓管理者更加及時(shí)的發(fā)現(xiàn)冷卻水水質(zhì)的變化動(dòng)向，盡快采取有效的措施。同時(shí)在線監(jiān)測(cè)濁度還可以為幫助用戶對(duì)濁度的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，了解水質(zhì)的變化規(guī)律，根據(jù)這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)做進(jìn)一步的優(yōu)化控制。
　　④總磷總磷是有機(jī)磷酸鹽和無(wú)機(jī)磷酸鹽的總和，對(duì)總磷酸鹽在冷卻水中的含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以了解水中磷系藥劑投加量是否恰當(dāng)，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佳狀態(tài)的同時(shí)還能大限度的減少藥劑的投加，節(jié)約運(yùn)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(duì)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(yùn)行更加科學(xué)更加可靠，不會(huì)因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)值或者估計(jì)值的滯后造成的藥劑太少而發(fā)生腐蝕，也不會(huì)因藥劑太多造成結(jié)垢的同時(shí)還大量浪費(fèi)了藥劑。
　　⑤濃縮倍數(shù)濃縮倍數(shù)對(duì)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(bǔ)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(duì)環(huán)境的污染和廢水的處理量，同時(shí)提高濃縮倍率還可以節(jié)約水處理劑的消耗量。但過(guò)高的濃縮倍率也會(huì)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(shí)際情況控制合理的濃縮倍率對(duì)于整個(gè)循環(huán)水處理過(guò)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(cè)出來(lái)，我們可以通過(guò)對(duì)電導(dǎo)率的監(jiān)測(cè)來(lái)反映出濃縮倍數(shù)的大小，這樣就可以非常方便的觀測(cè)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(shí)采取相應(yīng)的措施。當(dāng)濃縮倍數(shù)高于或者低于規(guī)定值時(shí)，應(yīng)自動(dòng)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外，正確控制余氯對(duì)保證****和保護(hù)木質(zhì)塔也具有重要意義。如果通氯后，連續(xù)測(cè)不出余氯，則說(shuō)明系統(tǒng)中出現(xiàn)異常情況，如有機(jī)物增加、漏氨或有NO2-存在，因?yàn)檫@些物質(zhì)都會(huì)與氯作用而消耗大量的氯。通過(guò)余氯測(cè)定，也可及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的問(wèn)題，便于及時(shí)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(gè)系統(tǒng)中分別安裝了美國(guó)HACH公司的總磷、濁度、硬度和電導(dǎo)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**的了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，判斷系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的狀況。圖4至圖6是哈希在線儀器在現(xiàn)場(chǎng)的安裝及運(yùn)行狀況。
　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的運(yùn)行后，三個(gè)系統(tǒng)的各參數(shù)監(jiān)測(cè)值已經(jīng)基本上穩(wěn)定，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。
　　表1 各水質(zhì)參數(shù)日常數(shù)據(jù)


　　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(gè)工藝點(diǎn)的總磷、硬度都有相應(yīng)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(cè)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(hù)
　　美國(guó)HACH公司的在線總磷、硬度、濁度和電導(dǎo)率分析儀的日常維護(hù)工作很少，可大大降低現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作量，所有儀器均可以無(wú)人看管正常運(yùn)行1個(gè)月左右，操作人員只需定期對(duì)儀器進(jìn)行常規(guī)的維護(hù)即可。
　　1）每個(gè)月對(duì)儀器進(jìn)行目測(cè)檢查，看其運(yùn)行是否正常，數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定;
　　2）每三個(gè)月更換總磷試劑，硬度分析儀因?yàn)榭梢哉{(diào)節(jié)測(cè)量時(shí)間間隔，所以試劑用量要看實(shí)際情況，在每個(gè)月的檢查中都要留意試劑的剩余量;
　　3）每六個(gè)月更換總磷儀器的各種軟管等備件及標(biāo)準(zhǔn)液，其他儀器進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)。
　　具體的維護(hù)工作步驟按照HACH公司提供的操作手冊(cè)進(jìn)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?yàn)榘惭b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(jià)格在1.2萬(wàn)元/噸，所以一年僅僅在藥劑方面就可以節(jié)省費(fèi)用14.4萬(wàn)元/年。另外在有水質(zhì)在線分析儀器的狀況下，其新鮮水補(bǔ)充上面也有很大的節(jié)省。
  在巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益面前，太鋼節(jié)水、減排和**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**的水質(zhì)分析儀器設(shè)備，預(yù)計(jì)新冷軋冷卻循環(huán)水系統(tǒng)依然會(huì)采用在線水質(zhì)分析儀，并配合現(xiàn)代化自動(dòng)化控制系統(tǒng)，更加充分的發(fā)揮其功效。