我國鋼鐵產(chǎn)能巨大,生產(chǎn)用水量和廢水排放量均屬最大的工業(yè)行業(yè)之一,提高鋼鐵行業(yè)用水效率無疑是促進工業(yè)節(jié)水減排、實現(xiàn)“十四五”規(guī)劃目標的關(guān)鍵,同時也是落實習(xí)近平總書記有關(guān)“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新時期治水方針的重要舉措。通過樹立源頭減量、過程控制、分質(zhì)處理、污水回用的節(jié)水理念,推廣應(yīng)用先進適用的節(jié)水工藝技術(shù),在鋼鐵行業(yè)已奠定了一定的節(jié)水基礎(chǔ),并取得顯著成效,“十三五”期間,噸鋼取水量由3.53立方米下降至2.53立方米,累計下降28.3%,用水效率達到歷史最高水平,并處于國際領(lǐng)先水平。
2022年初國家發(fā)布《關(guān)于促進鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》(工信部聯(lián)原〔2022〕6號)首次提出鋼鐵行業(yè)“十四五”水資源強度降幅量化指標,明確“到2025年,水資源消耗強度降低10%以上”,對行業(yè)用水提出新要求,為企業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)。
從當前鋼鐵企業(yè)用水控制方式來看,大多存在“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”的弊病,主要是通過局部整治,采用粗放的截流方式以達到用水效率控制指標,部分號稱廢水“零排放”的企業(yè)往往僅是通過終端封堵廢水外排口的盲目粗暴方式實現(xiàn),實則內(nèi)部用水混亂,各用水系統(tǒng)間缺少整體水量水質(zhì)規(guī)劃,短期內(nèi)可能問題暴露不明顯,但長此以往,極易造成管道腐蝕結(jié)構(gòu)、設(shè)備壽命減短、能源介質(zhì)浪費等問題,增加生產(chǎn)運行成本,甚至造成整體水系統(tǒng)崩潰,廢水排放不可控,引起重大環(huán)境問題。
基于行業(yè)整體用水水平、存在的問題和面臨的瓶頸,當前正處于用水方式向精細化管理、精準控制轉(zhuǎn)變的重要時刻,提升用水效率除了加強政策標準約束引導(dǎo)、加大先進工藝技術(shù)推廣應(yīng)用外,更需夯實用水基礎(chǔ),推動向全流程用水集成發(fā)展。在這之中,水平衡測試工作至關(guān)重要,該項工作不僅是對用水單位進行科學(xué)管理最行之有效的方法,也是進一步做好節(jié)水工作的基礎(chǔ)。
一、為什么做?
(一)響應(yīng)政策法規(guī)要求
2008年4月,水利部令第34號下發(fā)《取水許可管理辦法》第四十五條規(guī)定“取水單位或者個人應(yīng)當根據(jù)國家技術(shù)標準對用水情況進行水平衡測試,改進用水工藝或者方法,提高水的重復(fù)利用率和再生水利用率” 。《國務(wù)院關(guān)于實行最嚴格水資源管理制度的意見》(國發(fā)〔2012〕3號)、《國務(wù)院辦公廳關(guān)于實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》(國發(fā)辦〔2013〕2號)等系列規(guī)章制度,為水平衡測試進一步明確了應(yīng)用方向。近期國家發(fā)布的《國家節(jié)水行動方案》(發(fā)改環(huán)資規(guī)〔2019〕695號 )、《“十四五”節(jié)水型社會建設(shè)規(guī)劃》(發(fā)改環(huán)資〔2021〕1516號)等節(jié)水政策明確要求“重點企業(yè)要定期開展水平衡測試”,強調(diào)水平衡測試工作的基礎(chǔ)性與重要性,是企業(yè)開展節(jié)水工作必不可少的環(huán)節(jié)。
受國家政策影響,各地逐漸加強水平衡測試相關(guān)工作約束,明確相關(guān)用水單位水平衡測試頻次、方式、責任部門,以及對未按規(guī)定施行水平衡測試企業(yè)的處罰方法。2021年7月起,天津市施行《天津市水平衡測試管理規(guī)定》,要求“超過年計劃用水30%的非生活用水戶應(yīng)委托具有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)測試機構(gòu)開展水平衡測試并進行整改,未按規(guī)定進行或者不合格未整改的,按《天津市節(jié)約用水條例》規(guī)定進行處罰” 。2021年1月江蘇省實施《江蘇省水平衡測試管理辦法》,要求“重點計劃用水戶每三年開展一次水平衡測試,未按規(guī)定開展或未對存在問題進行整改的,水行政主管部門在核定用水計劃時適當核減其用水計劃,并依追究法律責任”。2019年7月上海市施行《上海市水平衡測試管理規(guī)定》,要求“相關(guān)取水單位每五年開展一次水平衡測試工作,未按照要求進行水平衡測試或者未按照要求備案的,按照《上海市水資源管理若干規(guī)定》有關(guān)規(guī)定予以處理”。
國家及地方對企業(yè)水平衡測試工作重視程度不斷提升,除出臺相關(guān)管理辦法外,完成該項工作逐漸成為企業(yè)用于申報各項節(jié)水、節(jié)能獎項的重要支撐條件。
(二)堅實企業(yè)節(jié)水工作基礎(chǔ)
鋼鐵企業(yè)用水量可觀,據(jù)不完全統(tǒng)計,2020年重點用水企業(yè)噸鋼取水量2.53立方米,噸鋼總用水量(含循環(huán)水量)更是高達128立方米。依此,產(chǎn)能規(guī)模200萬噸的鋼鐵企業(yè)年取水量達到580萬立方米,總用水量達到2.56億立方米。目前,鋼鐵業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)補水排水、工序間串接用水、全廠廢水處理回用等用水不合理問題依然十分突出,同時,存在給排水管網(wǎng)漏損現(xiàn)象,工序及整體水系統(tǒng)水量水質(zhì)不平衡極易導(dǎo)致“大馬拉小車”現(xiàn)象,制約生產(chǎn)安全運行,造成能耗浪費。
水平衡測試是加強用水科學(xué)管理,最大限度節(jié)約用水和合理用水的一項基礎(chǔ)工作,涉及用水單位管理的各個方面,具有較強的綜合性和技術(shù)性。企業(yè)通過開展水平衡測試,可以堅實以下幾方面節(jié)水工作基礎(chǔ):首先是促進企業(yè)健全用水三級計量系統(tǒng),檢驗用水量化指標準確性,為用水計量考核提供技術(shù)保障;其次是充分掌握企業(yè)現(xiàn)狀用水情況,建立健全用水檔案,經(jīng)合理化分析優(yōu)化用水模式,同時,查找用水設(shè)施和管網(wǎng)泄漏點,及時采取修復(fù)措施,杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象;再次,準確地層層分解用水指標,為實行目標管理,調(diào)動各方面節(jié)水積極性奠定基礎(chǔ),并為制定用水定額和計劃用水指標提供準確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);最后,提高人員節(jié)水意識、節(jié)水素質(zhì)和技術(shù)水平,將用水向精細化管理方向推動。
(三)助推行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
近些年行業(yè)用水效率連年提升,僅從數(shù)據(jù)看是非常樂觀的,但行業(yè)內(nèi)仍存在管理粗放、技術(shù)瓶頸等種種問題,部分企業(yè)通過源頭截流、末端遏制,限制生產(chǎn)設(shè)施用水排水、強制封堵外排口的方式達到預(yù)定水效目標,此種方式在噸鋼取水由10立方米降至5立方米時效果明顯,短期完成水效目標尚可,但當前行業(yè)平均噸鋼取水量已達2.53立方米的歷史最高水平,粗放的節(jié)水方式已不再適合,已進入行業(yè)用水方式轉(zhuǎn)向精細化的重要階段。
在鋼鐵行業(yè)不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增強創(chuàng)新能力的政策趨勢下,水平衡測試作為節(jié)水工作最基礎(chǔ)的手段,有利于明確企業(yè)用水真實情況,糾正不合理用水現(xiàn)象,綜合考慮未來生產(chǎn)措施發(fā)展,規(guī)劃最佳水資源配置,避免資源錯配,為消納低質(zhì)廢水提供合理途徑和重要保障,助力鋼鐵行業(yè)率先實現(xiàn)零排放。更重要的是,水平衡測試可大幅提升行業(yè)管理水平,根本上轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)用水節(jié)水觀念,推進行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。
二、怎么做?
(一)測試依據(jù)
《用水單位水計量器具配備和管理通則》(GB 24789)、《企業(yè)水平衡測試通則》(GB/T12452)、《節(jié)水型企業(yè)評價導(dǎo)則》(GB/T 7119)、《工業(yè)企業(yè)水量平衡測試方法》(CJ41)、《節(jié)水型企業(yè) 鋼鐵行業(yè)》(GB/T26924)等規(guī)范標準,明確水表計量率、用水工藝設(shè)備、用水量和用水管理等方面要求,總結(jié)凝煉測試經(jīng)驗方法,有效指導(dǎo)水平衡測試工作開展。
最新的《鋼鐵企業(yè)水量平衡測試與計算方法》(YB/T4883-2020)規(guī)定了行業(yè)水平衡測試術(shù)語和定義、測試范圍、測試方法等,為鋼鐵行業(yè)實施水平衡測試和編制報告提供指引。
(二)測試方法
水平衡測試的開展需根據(jù)生產(chǎn)流程或供水管路特點,將整體水系統(tǒng)劃分為若干個用水系統(tǒng),選取生產(chǎn)運行穩(wěn)定且有代表性的時段進行測試,每次連續(xù)測試時間取48-72小時,測試的參數(shù)包括新水量Vf、循環(huán)水量Vcy、V’cy、串聯(lián)水量Vs、V’s、耗水量Vco、排水量Vd和漏失水量Vl,并測定主要用水點和排水點的水質(zhì),循環(huán)水進出口及對水溫有要求的串聯(lián)水的控制點水溫,同時需對管網(wǎng)及其他可能漏水部位進行檢測,測定漏失水量。
三、獲得什么?
(一)實施效果
實踐發(fā)現(xiàn),切實實施水平衡測試的企業(yè)在節(jié)水方面取得較大進展。如山西太鋼不銹鋼股份有限公司定期對太原主廠區(qū)部分開展水平衡測試,兼顧用水水質(zhì)對水源結(jié)構(gòu)、各主要工序用水、廠區(qū)內(nèi)整體用水情況提出合理化分析,分兩級繪制水平衡方框圖,發(fā)現(xiàn)水系統(tǒng)問題,優(yōu)化思路,挖掘節(jié)水潛力,與同期水平衡測試結(jié)果相比,不銹鋼產(chǎn)量大幅增加情況下,生產(chǎn)噸鋼用新水量下降12%,節(jié)約水資源方面效果顯著,獲得第一批國家級重點用水企業(yè)水效領(lǐng)跑者稱號。德龍鋼鐵有限公司委托有資質(zhì)的測試單位對企業(yè)主要生產(chǎn)用水工藝進行測試分析,結(jié)合測試結(jié)果及現(xiàn)場情況提出合理化分析及建議,在2014年水平衡測試工作結(jié)束后,噸鋼取水量由當年的2.53立方米降低至2017年的1.54立方米。
(二)重要意義
水平衡測試是國家法律法規(guī)、規(guī)范標準及地方相關(guān)政策的硬性要求。近年來,隨國家節(jié)水重視程度逐步加強,不斷出臺節(jié)水相關(guān)政策性文件,促進節(jié)水工作力度還將再上一個臺階。水平衡測試工作是水行政主管部門摸清行業(yè)企業(yè)用水底數(shù)的主要手段,勢必成為該項工作開展強而有效的推動力。
水平衡測試是企業(yè)開展節(jié)水工作、提升用水管理的基礎(chǔ)途徑。我國絕大部分鋼鐵企業(yè)均在水利部公布的《國家級重點監(jiān)控用水單位名錄》覆蓋范圍內(nèi),接受水行政主管部門專項監(jiān)督檢查。水平衡測試可促進基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),建立健全用水檔案,及時查漏糾偏,優(yōu)化用水模式,為實施目標管理提供有效依據(jù)。
水平衡測試是行業(yè)用水效率提升、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。鋼鐵行業(yè)用水歷史趨勢向好,通用的節(jié)水工藝技術(shù)裝備帶來的節(jié)水效果基本達峰,借助水平衡測試推動精細化用水管理方式,系統(tǒng)性查找 “漏點難點”,優(yōu)化企業(yè)用水方式,反作用于節(jié)水意識深化,提升整體管理水平,保障“十四五”鋼鐵行業(yè)水資源強度降幅指標實現(xiàn)。
四、啟示及建議
水平衡測試具有響應(yīng)政策法規(guī)要求、堅實節(jié)水工作基礎(chǔ)、助推行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展等重要意義,是完成用水方式向精細化管理轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵措施。在冶金工業(yè)規(guī)劃研究院為眾多鋼鐵企業(yè)進行發(fā)展規(guī)劃、專項診斷等項目的過程中發(fā)現(xiàn),切實實施水平衡測試的企業(yè)在用水管理和效率上要明顯優(yōu)于未開展過該項工作的企業(yè)。并且,我院支撐了大量如工業(yè)節(jié)水目錄征集、水效領(lǐng)跑者遴選、節(jié)水報告編制等國家節(jié)水相關(guān)課題工作,在已組織完成的兩批工業(yè)和信息化部重點用水企業(yè)水效領(lǐng)跑者遴選工作過程中也可以看出,定期進行水平衡測試工作對企業(yè)提升用水效率具有較大促進作用,當前正在籌備的第三批水效領(lǐng)跑者遴選繼續(xù)將水平衡測試報告作為企業(yè)申請報告的重要支撐材料,該項工作在日后政府相關(guān)部門和企業(yè)管理中勢必會起到越來越重要的作用。因此,建議鋼鐵企業(yè)盡快依托專業(yè)的第三方機構(gòu)或自行開展內(nèi)部水平衡測試,掌握用水現(xiàn)狀,提升用水效率與管理水平。
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