看钢铁扎堆的唐山如何利用海水淡化和废水处理节省淡水资源？
“世界钢铁看中国，中国钢铁看河北，河北钢铁看唐山。”唐山周边有约43个钢铁联合体，可以说是个“钢铁扎堆”的地方。钢铁建起来的唐山也患有空气质量差的重工业城市“通病”。在严峻的形势下，部分钢铁企业选择了勇敢转型，在能源综合利用、余热废水再利用、能源管控等方面阔斧改革，一改传统“傻大黑粗”的形象，成为走在绿色清洁工业的“领头羊”。记者近日走进唐山部分钢铁企业，一探究竟。
河钢集团唐钢公司厂区
华北地区最大的城市中水和工业废水处理中心——河钢唐钢水处理中心
海水淡化和废水处理节省淡水资源
华北地区人均水资源占有量是全国的1.5%左右，是世界平均的1/27，水资源严重紧缺。而钢铁企业作为水资源消耗的大户，尽管吨钢用水量已经从过去的5吨左右降低到3吨左右，但是，如何在高效节约用水上“做文章”，依然是钢铁行业能源资源综合利用的一个重要话题。
2007年开始，首钢从北京搬迁至唐山曹妃甸，首钢京唐钢铁联合有限责任公司（简称：首钢京唐公司）成为我国第一个建在海边的钢铁联合企业。公司能源与环境部副部长汪国川回忆说，“过去在北京炼钢主要水源是永定河以及地下水。搬到曹妃甸后，这一片都是填海形成，没有地下水。唯一的水源就是离这里100公里外的唐山市陡河水库，除了输送距离远，一旦出现断流，对钢厂生产都会带来极大影响。所以，如何利用临海的优势解决用水的问题，是首钢人从搬迁过来就开始的实践。2009年海水淡化项目正式投产，现在利用海水淡化技术，日产水能力达5万吨，可以满足厂区生产一多半的用水需求。”
在厂区海水淡化实验楼，陈放着一座海水淡化模型，汪国川介绍说，海水淡化由4套采用低温多效蒸馏工艺的主体蒸发器组成，项目建设分为两步，一期一步2套装置，全部引进法国技术，一期二步2套装置，由首钢自主设计并现场加工制造。主体蒸发器在国内属于首次使用平行六面体形状，节省了检修单元的空间，便于更换换热管束。同时，多种运行方式相结合，实现了钢铁厂余热蒸汽使用量的动态调节，将热能转化为水储存，煤气、蒸汽零放散的目标。
设备技术落地是解决用水的第一步，运行过程中，项目技术负责人吴刚也逐渐发现了一些问题，比如溶垢。“就跟家里烧水壶用久了会有垢一样，如果控制得不好，设备每年将有10%的衰减。现在我们1～3年进行一次清洗，设备产水效率就可以保持在高水平。”
汪国川补充说，淡化的海水用于钢厂生产，而海水淡化产生的浓盐水则供给附近的化工企业用于制碱或晒盐，有效实现了区域循环、增值利用，示范效应非常明显。
走进河钢集团唐钢公司（简称：河钢唐钢）水处理中心，两个巨大的蓄水池中的中水、工业废水经旁边一道道水池处理后，最后一道水已经较为清澈。水处理中心主任梁宏书介绍，河钢唐钢已关停全部深井水，工业用水全部来自城市中水与企业自身的工业废水，采用超滤和反渗透等废水深度处理技术建设大型城市中水与工业废水处理设施，实现了城市中水与工业废水深度处理及综合利用。
据了解，中水又叫再生水，是指生活污水或工业废水等经适当处理后，达到一定水质指标，可以在非饮用领域替代自来水、地表水的水源，被称为“城市第二水源”。城市工业生产耗水量巨大，然而很多情况下工业用水不必达到饮用水标准，这时处理后的废水就派上了大用场。“华北地下水超采造成了漏斗区，因此水资源要格外注意保护。炼钢本身是耗水大户，全部采用废水再利用对城市和企业都是好事情。”梁宏书具体介绍说，投资3.26亿元建设的华北地区最大的城市中水与工业废水处理项目。每天能够处理城市中水和工业废水各7.2万立方米；从污水处理厂购买城市中水比直接购买净水成本要低，投资建设水处理设备，经济账还是算得过来的。“希望政府对工业企业使用中水进行适量补贴，以鼓励企业使用中水、节省水资源的积极性。”
余废利用成节能减排“主力军”
河钢唐钢能源环保部副部长袁学军介绍说，为了进一步密切与城市和谐共生，河钢唐钢主要生产工序能耗指标不同程度地实现了优化，焦化、烧结、炼铁、转炉冶炼等工序能耗全部达到行业先进水平。二次能源进一步实现高效合理回收利用，企业总体余热余能自发电比例达到60%以上。
“过去人们觉得没用的东西现在都是宝。别看芝麻粒大的东西，集起来是非常可观的量，节能从来不能小视。”袁学军介绍，河钢唐钢不断进行先进节能技术的完善，例如加热炉节能改造、高炉冲渣水余热利用、退火炉尾部烟气余热利用、烧结大烟道余热利用、高炉热风炉自动燃烧节能改造、太阳能、光伏发电等新能源利用等。淘汰落后低效发电机组，建立高效率、大容量发电机组，进一步提高余热余能利用水平。
袁学军举例说，厂里的金属油桶用完压扁后进行炼钢，一年也有几百吨的产出。高炉冲渣水的温度约80～100℃，冬季可以为200万平方米的居民住宅区供暖，其他季节为企业食堂、浴室供热。
唐山市在全国重点城市中空气污染综合指数的排名中一直处于不利地位，环保治理形势十分严峻。作为空气污染综合指数中主要污染物的一氧化碳在唐山比其他城市高2～3倍，是造成唐山空气污染综合指数的排名落后的一个主要因素。而一氧化碳正是钢铁企业的主要排放废气之一，河钢唐钢能源环保部副部长刘国良告诉记者，为此唐钢在唐山市率先针对一氧化碳排放量较高的生产环节进行技术攻关，对轧钢加热炉与高炉炉顶均压煤气管道进行一氧化碳减排改造，得到了唐山市政府的肯定。
“近几年，公司在环保方面的投入超百亿元，每吨钢花在环保上的成本有200元，这个投入在国内目前是最高的。”汪国川告诉记者，作为沿海钢铁厂的示范厂区，公司依托海水淡化项目形成了循环经济产业链，实现资源的高效利用。例如，在能源阶梯利用上，以钢铁厂富余煤气为热源，通过煤气锅炉制备蒸汽用来发电，同时将发电后的乏汽以及利用余热回收装置回收的低品质能源供给热法海水淡化制备淡化水，实现能量的梯级综合利用，不仅实现了煤气、蒸汽的的“零”放散，可大幅度降低海水淡化运行成本更好的实现热、电、水的联产。此外，公司自备电站两台30万发电机组锅炉采用煤－煤气混烧技术，首先减少了钢厂副产物煤气的放散，有利于改善空气环境质量。其次，煤气的回收利用，直接减少了原煤的消耗。按照机组目前掺烧情况，每年大约减少原煤消耗60万吨，减少二氧化硫产生量3600吨。
能源管理系统还需多信息融合
记者了解到，首钢京唐公司在“十二五”期间已建成能源管控中心，通过燃气系统实现煤气“回收最大化”“利用最优化”“效益最大化”；通过供气系统最终将达到气态氧及气态氮的零放散；通过供水系统实现原水、海淡和污水三水合一，污水零排放；通过电力系统结合上网售电，解决供用电成本以及供电可靠性问题；通过热能系统实现蒸汽系统的智能动态平衡，降低蒸汽消耗，让蒸汽成本最低。
在汪国川看来，能源管理中心如何进行智慧能源系统技术升级；如何实现物质流、能量流与信息流以及物质流网络、能量流网络与信息流网络之间的相互协同、融合与优化，成为钢铁行业能源管控中心升级改造的新命题。“目前，首钢京唐公司新装转炉煤气排水器全部采用新型智能煤气排水器，彻底解决因巡检周期长而造成的监护失控问题；氧气智慧优化运行系统的应用，解决了空分氧气生产稳定性与炼钢用氧间断性之间的矛盾；燃料资源的智能抉择系统的应用，让燃料真正发挥‘物尽其用、效益效率双提升’的功效；在强排泵站、空压机站、换热站、污水处理站，辅助泵站等区域实现集中监视，远程调控，做到无人值守。”
河钢唐钢也从能源管理手段上完善了体系，实现了专业化的一贯制管理。“之前各部门在能源方面是各干各的，近年来从能源环保部，到主体生产厂，再到生产线，进行垂直化管理。采用这种方式运作起来更加高效有序。”他告诉记者，企业按需用能，可以避免“小马拉大车”或“大马拉小车”等能源不合理配置现象。
除了改革管理体系，河钢唐钢五六年前在技术上将能源管理实现了信息化。运用信息化的手段，把各主要用能单元的各种参数实时统计并显示在调度大厅，实现能源的自动化管理和运行，节省了不少人力成本。但是袁学军也坦言，目前钢铁企业的能源管理系统还没有完全实现用能单元的智能化调节和各种情况自动处理，仍然需要不断完善，以实现钢铁企业能源更高效利用。
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