■周 明 ■新疆凱盛建材設計研究院(有限公司)，新疆 烏魯木齊 830000

近些年來，水泥廠的排水設計要求隨著水泥工藝的革新和節(jié)能減排的要求也不斷進行升級變革。目前，水泥廠給排水設計不能僅以簡單經(jīng)濟的目的出發(fā)，同時也要兼顧保護水資源，總體指導思想是:在確定給排水系統(tǒng)方案時，首先應對各用水點的用水量進行仔細核算，系統(tǒng)選擇和設備選型中，優(yōu)選壓力循環(huán)給水、中水回用、一水多用等系統(tǒng)方式，達到節(jié)約水資源和降低一次污水直接排放的最終目的。

水泥廠的給排水系統(tǒng)一般情況下都是獨立系統(tǒng)。水泥廠給排水工程的設計范圍一般是循環(huán)水，生產(chǎn)用水，輔助用水等及排水，污水處理、中水系統(tǒng)。給排水系統(tǒng)設計作為水泥廠設計中重要的一部分，既有建材行業(yè)的特殊性，也有給排水專業(yè)普遍性，設計的優(yōu)劣不僅直接影響水泥生產(chǎn)線的運行效果和經(jīng)濟效益，也關系到當?shù)厮Y源利用和環(huán)境保護問題。筆者結合自己的多年實際工作經(jīng)驗，對目前新建、改擴建水泥廠給排水系統(tǒng)設計進行簡要說明，僅供相關設計人員參考。

1 給水系統(tǒng)

1．1 冷卻水系統(tǒng)的選擇

水泥廠冷卻水系統(tǒng)經(jīng)歷了直流冷卻水系統(tǒng)、重力循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、壓力循環(huán)冷卻水系統(tǒng)三個發(fā)展歷程，三種方式。三種方式如下:(1)直流冷卻水系統(tǒng):系統(tǒng)原理:冷卻水只使用一次即被排掉的給水系統(tǒng)。一次冷卻水用水量:最大。排污量:最大。使用限制:無限制。主要優(yōu)點:①一次投資小;②水質(zhì)穩(wěn)定;③能耗小。主要缺點:①破壞水資源;②廢水嚴重破壞環(huán)境。對環(huán)境的影響:大。經(jīng)濟性:投資小，但建立在浪費水資源的基礎之上。(2)重力循環(huán)冷卻水系統(tǒng):系統(tǒng)原理:依靠重力作用循環(huán)的給水系統(tǒng)。一次冷卻水用水量:較小。排污量:較大。使用限制:對場地有要求。主要優(yōu)點:①能耗小;②減少廢水排放。主要缺點:①水質(zhì)無法保證;②對場地坡度有較大要求。對環(huán)境的影響:較小。經(jīng)濟性:投資較少，視場場地情況有可能造價高于壓力循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。(3)壓力循環(huán)水系統(tǒng):系統(tǒng)原理:采用循環(huán)泵的閉式循環(huán)給水系統(tǒng)。一次冷卻水用水量:小。排污量:小。主要優(yōu)點:①水質(zhì)穩(wěn)定。②廢水排水極少。③無場地限制。主要缺點:投資稍大。對環(huán)境的影響:小。經(jīng)濟性:一次性投資高，后期維護維護費用低于重力循環(huán)系統(tǒng)。

根據(jù)比較可知壓力循環(huán)給水系統(tǒng)是目前最環(huán)保最節(jié)水最搞笑的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，在各地的新建水泥廠都已經(jīng)到了廣泛應用。

壓力循環(huán)供水系統(tǒng)，為閉式循環(huán)系統(tǒng)。設計時應對水泥廠的工藝流程及個用水設備、用水點的位置有全面了解，從工藝專業(yè)查詢各生產(chǎn)裝備對水壓、水量及水質(zhì)的要求，綜合上述內(nèi)容確定循環(huán)供水方式包括供水壓力，總供水量等內(nèi)容。在選取系統(tǒng)壓力的時候，可以對部分相對高程比較高的用水點(窯尾塔架、生料均化庫上的用水點)忽略計算，這些部位可以采用管道增壓泵的方式供水，而無需提高給水系統(tǒng)整體工作壓力。

1．2 生產(chǎn)用水系統(tǒng)

生產(chǎn)用水系統(tǒng)主要用于以下部位噴水系統(tǒng):增濕塔、窯尾管道、立磨、水泥粉磨系統(tǒng)、石灰石破碎，主要目的就是增濕，除塵。本系統(tǒng)對水質(zhì)要求比較低，建議采用中水或循環(huán)回水做為系統(tǒng)水源，提高水資源利用率及提高循環(huán)水更新率從而提高水質(zhì)，這樣即節(jié)水又環(huán)保。是目前新建生產(chǎn)線的常用做法，值得推廣至老廠改造項目中去。

1．3 室外管網(wǎng)設計

水泥廠的室外給水管網(wǎng)與消防給水系統(tǒng)一般合并設置，繞廠區(qū)一周成環(huán)狀布置，節(jié)約投資。室外循環(huán)供水管網(wǎng)需要注意的有:管網(wǎng)上所有分支節(jié)點處均需設置地下閥門井。建議熟料線的循環(huán)水系統(tǒng)和其他區(qū)域的給水系統(tǒng)分別獨立設置，循環(huán)水池及泵房可以共用。優(yōu)點事，熟料線與其他系統(tǒng)可以獨立運行、互不干擾、方便管理，節(jié)約投資;管網(wǎng)總體水阻下降，從而可以降低循環(huán)水泵的工作壓力，節(jié)約電力。在方案階段，需要做至少兩個管網(wǎng)平面方案進行經(jīng)濟技術分析比較，從而確定最終方案。

1．4 生產(chǎn)輔助、生活給水系統(tǒng)

水泥廠的生產(chǎn)輔助、生活用水點主要有實驗室、設備維修車間等。生活用水點主要有辦公樓、食堂、宿舍及部分生產(chǎn)車間內(nèi)的生活用水等，設計應該根據(jù)當?shù)厮辞闆r來確定生活用水的供應方式。部分水泥廠區(qū)均在遠郊，一般采用井水為生活給水，需對井水取樣化驗后方可作為生活用水使用。生活用水量需按《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295-2008要求選用，而不是《建筑給水排水設計規(guī)范》。這點一定要注意。

1．5 消防給水系統(tǒng)

根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014以及《水泥工廠設計規(guī)范》GB50295-2008中關于消防措施的規(guī)定，水泥廠必須設計消防給水系統(tǒng)。并且是水泥廠給排水設計中重要的一環(huán)，安全生產(chǎn)大于天。消防系統(tǒng)包括室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、室外消火栓系統(tǒng)、固定滅火器配置和火災自動報警系統(tǒng)等。其中包裝車間、均化庫、粉煤灰車間等均應設置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，總變配電室、中控室需設置氣體全自動滅火系統(tǒng)。室外消火栓需布置成環(huán)狀。許多國外工程，比如我院承接的大部分中亞地區(qū)的項目，一般采用燃油燃料，如設置地上油庫或設置燃油鍋爐房時應該單獨設置泡沫及自噴系統(tǒng)。消防給水和生活給水系統(tǒng)能否合用需征求當?shù)叵啦块T的同意，及實際供水情況而確定。

近兩年，我院參與的中亞部分水泥廠的設計，投資方均為歐洲水泥企業(yè)，要求我院均按照的是歐盟的設計標準進行。故對設計人員有了新的要求，需要熟悉并掌握歐盟標準。歐盟標準不同于國內(nèi)的防火設計規(guī)范，其核心在于消防系統(tǒng)的選擇、消防水壓水量的確定。

2 排水系統(tǒng)及中水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)可分為生產(chǎn)廢水系統(tǒng)、生活污水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)等，幾個系統(tǒng)根據(jù)實際情況，可以分別設置或合流。生產(chǎn)廢水主要來源于生產(chǎn)線上的冷卻用水。采用循環(huán)冷卻水水系統(tǒng)的水泥廠，生產(chǎn)污廢水排放量比較少，主要是生產(chǎn)線上冷卻水系統(tǒng)的排污水。這些污水不含有毒有害物質(zhì)，但是含有少量油脂及泥沙，可根據(jù)項目當?shù)丨h(huán)保部門要求，經(jīng)隔油沉淀池處理后直接排放至市政管網(wǎng)或回流入廠區(qū)中水處理系統(tǒng)經(jīng)處理達標后作為中水系統(tǒng)水源使用。

水泥廠廠內(nèi)生活、輔助生產(chǎn)等污水，主要是員工生活污水，含各類有機物質(zhì)。為滿足環(huán)境保護要求，生活污水收集起來后經(jīng)過污水管網(wǎng)進入化糞池進行處理或采用生物接觸氧化法處理的成套污水設備處理后流入廠區(qū)中水處理站處理。廠區(qū)實驗室的化學分析室、機械修理、電氣設備修理車間及其他車間的蓄電池室排出的含酸堿污水，應設置水中和處理設施方可排放。鍋爐房排出的高于40℃的廢水，應設置降溫措施。

雨水收集利用也是目前比較流行的做法，在投資允許的情況下設計人員可以設計廠區(qū)內(nèi)專用雨水收集回用設施，經(jīng)過過濾沉淀處理后進入廠區(qū)中水站供廠區(qū)綠化灌溉、廠區(qū)道路清掃等。

最后嚴格要求水泥廠內(nèi)的生產(chǎn)廢水必須實行零排放標準，所有生產(chǎn)污水排放后都需經(jīng)過廠區(qū)中水站處理達標后進入廠區(qū)中水管網(wǎng)直接使用或消防水池做為消防儲水。

3 節(jié)能措施

(1)水資源計量:節(jié)約水資源，掌握用量是關鍵。水源供水量、循環(huán)供水量、生活用水量都需要每天實時監(jiān)控。這些系統(tǒng)的入口處均安裝遠傳水表，連接至廠區(qū)中控室，實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常，及時排查，杜絕水資源浪費的情況發(fā)生。

(2)采用節(jié)水、節(jié)能型的設備與產(chǎn)品:優(yōu)選用國家規(guī)范中宜用和科技部門推廣使用的新設備、新技術，新材料。以降低能耗、減少水量滲漏及防止水質(zhì)污染為目的。

4 結束語

水泥廠的給排水設計屬于工業(yè)項目中的給排水設計，設計人員一定要從兩個方面出發(fā)考慮問題，第一就是項目的經(jīng)濟效益出發(fā)，不能盲目追求新技術、新產(chǎn)品等，選用切實可靠的，方便采購運輸、后期維護經(jīng)濟合理的材料和設備。第二是從社會效益出發(fā)，堅決落實當?shù)丨h(huán)保部門的規(guī)章標準，不使用國家明令禁止或淘汰的落后材料和設備，著重于節(jié)水節(jié)能和環(huán)保。把握住以上兩個方面進行水泥廠的給排水設計，也就會為社會和企業(yè)創(chuàng)造更大的價值。

［1］中華人共和國住房和城鄉(xiāng)建設部;《水泥廠設計規(guī)范》(GB50295-2008)［S］，北京:中國計劃出版社，2008．

［2］方斌、鄒義、戴力立、羅明．《新型干法水泥廠給排水系統(tǒng)的設計》，《新世紀水泥導報》，2011．