钢铁企业工业净循环冷却水处理站调试方法
摘要:大型钢铁企业工业净循环冷却水处理站通常包括敞开式工业净循环水处理系统、密闭式纯水或软化水循环水系统。生产前的调试是使循环水处理站顺利投产并且安全、经济、可靠运行的前提和保障，本文针对工业净循环冷却水处理站生产调试的过程和方法进行了介绍和探讨，可作为相似工程的借鉴和参考。
关键词:钢铁企业 工业净循环冷却水处理站 生产调试
1.概述
钢铁企业通常设有工业净循环冷却水处理站。工业净循环水处理站包括敞开式工业净循环水处理系统、密闭式纯水或软化水循环水系统。敞开式工业净循环水系统常用于炼铁、炼钢、连铸、热轧、制氧冷轧等单元工艺设备的间接冷却及作为板式换热器的冷媒水。密闭式纯水或软化水循环水系统常用于炼铁、炼钢、连铸等单元如炉体、氧枪、结晶器等关键设备的间接冷却。
生产前的调试工作是使循环水处理站顺利投产并且安全、经济、可靠运行的前提和保障。生产调试包括设备现场单动、设备中央单动和水处理联动调试。
本文针对工业净循环冷却水处理站设备现场单动、设备中央单动和水处理联动调试的过程和方法进行了介绍和探讨。
2.工业净循环水处理站工艺流程介绍
2.1常用的纯水(或软水)密闭式循环水系统工艺流程
水处理站循环供水泵出水→工艺设备→板式换热器→回水至水处理站循环供水泵；
钢铁企业密闭式循环水系统常设有做膨胀水箱用的事故水塔或水箱。
2.2常用的敞开式工业净循环水系统工艺流程
1).水处理站循环供水泵出水→自清洗过滤器→工艺设备→冷却塔→冷水池→水处理站循环供水泵吸水；
2).换热器冷媒水出水(温度升高)→冷却塔→冷水池→换热器循环供水泵→自清洗过滤器→换热器冷媒水进水。
敞开式工业净循环水系统设强制排污和旁滤。
3.循环水处理站水处理电控设备的控制原则
现今大型循环水处理站各循环水处理系统的控制均采用PLC及计算机程序控制，并具备CRT画面显示。
循环水处理站各电控水处理设备(如循环水泵、电动阀门、冷却塔等)的控制一般均为现场机旁手动操作及控制室CRT画面上集中操作。现场机旁操作箱上设中央、现场、检修选择开关。当选择“中央”时，设备处于控制室集中控制状态；当选择“现场”时，设备处于机旁操作状态；当选择“检修”时，设备已处于失电状态；控制室CRT画面上亦设有手动（或半自动）及自动选择开关，当选择“手动” 或“半自动”时，设备处于集中手动（或半自动）状态，可由键盘或鼠标实现对设备的中央控制，当选择“自动”时，设备处于按程序自动或连锁运行状态。
在循环水处理系统中另有一部分设备为机电一体品(如自清洗过滤器、加药设备等)，设备自带现场控制柜，只输出运行状态信号至循环水处理PLC。
4.设备现场单动调试前的准备工作
单动调试主要是针对电控水处理设备而言的，因此设备现场单动前提条件是设备I/O检测信号正常。
设备现场单动调试前的准备工作具体如下。
（1）电源投入：相关PLC柜电源投入、正常；相关现场操作箱电源投入、正常；相关MCC柜电源投入、正常；相关高压柜电源投入、正常；相关操作台电源投入、正常。
（2）I/O 检测：相关DI/DO信号检测;（现场、MCC柜）；相关AI信号检测（隔离器、现场仪表）；相关AO 信号检测;(执行机构、变频器4~20mA信号）。
（3）网络开通，相关远程网络开通、通讯正常；以太网、光纤设备通讯正常。
5.设备现场单动调试
在工业净循环水处理站中最常用的电控设备包括循环水泵、电动阀门、冷却塔等。
本文对这三种设备单动调试的过程和方法加以介绍。
5.1电动阀门的现场单动调试
将各电动阀门现场操作箱的选择开关“中央／现场／检修”切换至“现场”，点击“开”、“关”按钮，电机运行及阀门开关正常即可；然后须将选择开关复位至“中央”，使各控制阀门均处于控制室集中控制状态。
5.2循环水泵的现场单动调试
循环水泵在单动调试时，只是对水泵电机是否工作加以检验，并非要求真正的带水操作。
将需调试的泵现场操作箱的选择开关“中央／现场／检修”切换至“现场”，开泵调试时点击水泵“开”按钮，关泵调试时点击水泵“关”按钮，水泵运行正常即可；然后须将选择开关复位至“中央”，使泵均处于控制室集中控制状态。
5.3冷却塔的现场单动调试
将需调试的冷却塔现场操作箱的选择开关“中央／现场／检修”切换至“现场”，点击 “开”及“停”按钮，察看风机运行是否正常；然后须将选择开关复位至“中央”，使冷却塔处于控制室集中控制状态。
6.设备中央单动调试
设备中央单动前提条件是现场动调试完成、设备I/O检测信号正常。
设备中央单动调试准备工作与设备现场单动调试准备工作基本相同。
6.1电动阀门的中央单动调试
在控制室CRT上将各阀门选定为“集中手动”状态，用鼠标或键盘点击“开”、“关”按钮，电机运行及阀门开关正常即可。
6.2循环水泵的中央单动调试
在控制室CRT上将泵选定为“集中手动”状态，用鼠标或键盘按泵启停次序依次点击泵 “开”、“关”按钮，泵运行正常即可。
电机为10kV高压电机，其轴承、定子等温度在控制室CRT上显示，超限报警，单动调试时，上述值均应符合设备的要求。
6.3冷却塔的中央单动调试
在控制室CRT上将冷却塔选定为“集中手动”状态，用鼠标或键盘点击“开”、“停”按钮，风机运行正常即可。
冷却塔风机油温、振动在控制室CRT上显示，超限报警，单动调试时，风机的油温、振动值均应符合设备本体的要求。
6.4其它机电一体品水处理设备的单动调试
所有机电一体品水处理设备应在其现场控制箱分别设置为开、停、故障状态，然后检查水处理主控室CRT画面，是否正常反映了设备的当前状态。
7.循环水系统首次补水
密闭式循环水系统开车前应确保整个系统充满水，由专门的补水泵补水。补水泵一般为系统本身设置的专门补水泵，且为小流量水泵，由事故水箱或水塔的液位来确定系统补水是否完成。
敞开式净循环水系统应确保水池、水箱及部分管路充满水，可由水池、水箱内的液位加以判断。补水时，由厂区内工业新水管网直接向冷水池内补水，至水池内液位达到循环水系统正常使用时的液位为止。
8.联动调试开车前的准备工作
联动调试开车的前提条件是设备现场单动、中央单动调试完成，网络开通，各部分接口、通讯正常。
8.1所有中央电控水处理设备的现场机旁操作箱上的选择开关设置在“中央”档
在联动开车调试前，应检查所有水处理设备，包括水泵、电动阀门、气动阀门、冷却塔等所有中央电控水处理设备的现场机旁操作箱上的选择开关应设置在“中央”档，且为集中自动控制。所有水处理设备的信号均应已经送入水处理PLC，在控制室画面上应能观察到所有电控水处理设备的状态。
8.2循环水泵吸水管和出水管上阀门的检查
循环水泵吸水管上一般均设有检修用手动阀门，此阀平时为常开，仅在检修水泵时才关闭。功率较小的水泵出口一般设止回阀加手动蝶阀，手动蝶阀平时常开。功率较大的水泵出口设止回阀、电动蝶阀加手动蝶阀或设置多功能水泵控制阀以取代止回阀和电动阀；如出口为止回阀、电动蝶阀加手动蝶阀，水泵启动前电动阀门为关闭状态，待水泵达额定转速后再打开电动蝶阀，停泵前先关闭电动蝶阀后再关泵。
因此，在联动开车调试前，应确定循环水泵吸水管上的手动阀门处于开启状态，循环水泵出口的电动阀门处于关闭状态。
8.3补水、排水等阀门及水处理设备或构筑物管道进出水处阀门的检查
循环水系统的水池、水箱等通常设有与液位或电导率相连锁的补水或排水用的电动阀门和手动阀门。应确定电动阀门在系统开车前均处于关闭状态；电动阀前的手动阀门是检修时才使用的，因此应处于开启状态；水池、水箱的排水放空阀应处于关闭状态。
所有水处理设备(如板式换热器、高速过滤器等)和水处理构筑物(如沉淀池)等的进出口手动阀门均应处于开启状态。
8.4循环水系统检测仪表信号的检查
循环水处理主要供水泵组的出水总管上均装有流量、温度、水压的检测仪表，当出现低压或高温报警。各水池、水箱均设有液位检测仪表，水的电导率、pH值、水温等均设有相应的检测仪表。另外，如高压电机的轴承定子温度、冷却塔风机的油温震动、主要设备的电机电流等均设置有相应的检测仪表。在水处理联动调试前，均应完成对上述仪表的检验校零工作，所有仪表信号均应送入水处理PLC，并在控制室画面上显示。
8.5现场指示压力表的检查
各水泵出口及部分设备的进出水管道上均装有现场指示的压力表，应确认所有现场压力表的旋塞均处于开启状态，如果旋塞被关闭，压力表将无法检测压力数据。
8.6机电一体品水处理设备的检查
在工业净循环水处理站中常设有自清洗过滤器等机电一体品水处理设备，自带现场控制柜，仅输出状态信号至水处理主控室，因此须对其进行检查，确认设备均已经处于待机状态。
9.联动调试开车
9.1密闭式循环水系统的联动调试
待开车指令下达后，首先启动循环给水泵。一般大型工业循环冷却水系统设有不止1台供水泵，首次启动时先开启1台水泵，如该水泵出水管上设置有电动阀门、止回阀等，该水泵应为闭阀启动。过一段时间依次开启第2、3台工作泵等，以减小水泵启动对循环水管网的冲击，并观察循环水供水总管上流量、压力等检测仪表的数值，直至正常。
在联动调试时，应测试循环供水泵的工备切换功能。进行工备切换时，应先人工在CRT上启动备用泵，备用泵运行正常后，再人工关闭工作泵。另外，须测试工作泵出现故障停机，备用泵自动投入运行的功能，可人为给予模拟量信号进行测试。
泵组运行时，各设备运行故障状态及出水总管流量、压力信号应能在控制室CRT上显示，高温及低压报警。如泵组的电机为10kV高压电机，其轴承、定子等温度在控制室CRT上显示，超限报警。
板式换热器的去除热负荷的效果虽然一时难以完全侧定，但应观察其进出水管上压力表数值，以确定设备本体是否存在堵塞的现象。
9.2敞开式工业净循环水系统的联动调试
敞开式工业净循环水系统的循环供水泵的启动方式与密闭式循环水系统相似，但要求循环水池内液位高于允许启泵液位方可启动(一般工业循环水系统不采用自吸泵)，另外启动第2、3台水泵的时间要比密闭式循环水系统延长。启泵的同时，工业净循水池也在大量补水。密闭式循环水系统管网系统中已经充满了水，而敞开式工业净循环水系统和浊循环水系统中的管路凡是高于冷却塔进水口的部分都是空的。如果短时间内立即启动另外2台水泵，可能会造成循环水池被抽空的可能。因此，依次启泵时间要延长，当观察到循环水池内液位已经恢复到启动水泵前的液位时，可启动第2、3台水泵。
在集中自动运行状态下，冷却塔风机运转/停止与敞开式工业净循环供水总管上水温有连锁：工业净循环供水总管上水温控制冷却塔的开机数量及双速风机的转速。当水温升高时，冷却塔风机开启数量上升，双速风机以高速运转；当水温降低时，冷却塔风机开启数量下降，双速风机以低速运转甚至停止运行。
10.联动调试时常见的故障及原因分析
（1）供水泵组出水出现低压报警，可能原因：工作泵发生故障，备用泵未及时启动；用户用水量突然大幅增加或供水管道出现大量泄水事故。
（2）供水泵组出水出现高压报警，可能原因：用户用水量突然大幅减少，水泵处于低流量高扬程运行；备用泵启动而工作泵未停机。
（3）供水泵组出水及回水出现高温报警，可能原因：用户出现高负荷运行，循环水热负荷猛增；冷却塔风机未投入运行或内部淋水装置坍塌冷却效果降低；出现高温高湿天气，有若干小时冷却水温达不到设计值，这是可能并允许的。
（4）冷水池液位出现高位报警，可能原因：工作泵故障使供水量突然大量减少；补水电动阀高水位关阀失灵。
（5）冷水池液位出现低位报警的可能原因：用户用水量突然大幅增加或供水管道出现大量泄水事故；补水电动阀低水位开阀失灵。
（6）密闭式循环水系统补水频繁的可能原因：纯水密闭系统存在大事故泄漏点，泄漏严重；密闭系统水压力高于设计值，造成水从安全膨胀水箱溢流，同时补入大量水。
11.处理一般故障的原则
在联动调试过程中，当监视盘上显示水泵“故障信号”时，作如下处理：先将警报音响复位；轻故障时，先开备用机，后停事故机；重故障时，先停事故机，后开备用机。
当监视盘上显示电动阀门“故障信号”时，显示故障警报后，迅速去现场核对并弄清故障内容以及检查设备的情况。
当监视盘上显示自清洗过滤器、加药设备等机电一体品设备“故障信号”时，故障不参与连锁控制，显示故障警报后，迅速去现场核对并弄清故障内容以及检查设备的情况。
12.结论
循环水处理站的调试工作是检测水处理系统、水处理设备的重要手段，它是一项复杂的系统工程，对于确保水处理系统的正常投运具有很重要的意义。本文通过对钢铁企业工业净循环水处理站调试过程和方法的介绍，以期作为其它相似工程的借鉴和参考。
13.参考文献
1.《钢铁工业给水排水设计手册》 北京冶金工业出版社 2002.1
作者简介：金亚飚(1975.12- )，男，汉族，籍贯江苏省常熟市，同济大学环境工程学院给水排水工程专业本科毕业，学士学位，工程师，主要从事钢铁企业给排水设计工作。
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