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    提高鋼鐵行業用水效率 助推行業高質量發展

    2022-05-09 冶金工業規劃研究院 5   

      我國鋼鐵產能巨大,生產用水量和廢水排放量均屬最大的工業行業之一,提高鋼鐵行業用水效率無疑是促進工業節水減排、實現“十四五”規劃目標的關鍵,同時也是落實習近平總書記有關“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”新時期治水方針的重要舉措。通過樹立源頭減量、過程控制、分質處理、污水回用的節水理念,推廣應用先進適用的節水工藝技術,在鋼鐵行業已奠定了一定的節水基礎,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,并處于國際領先水平。

      2022年初國家發布《關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見》(工信部聯原〔2022〕6號)首次提出鋼鐵行業“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”,對行業用水提出新要求,為企業帶來新的挑戰。

      從當前鋼鐵企業用水控制方式來看,大多存在“頭痛醫頭,腳痛醫腳”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”的企業往往僅是通過終端封堵廢水外排口的盲目粗暴方式實現,實則內部用水混亂,各用水系統間缺少整體水量水質規劃,短期內可能問題暴露不明顯,但長此以往,極易造成管道腐蝕結構、設備壽命減短、能源介質浪費等問題,增加生產運行成本,甚至造成整體水系統崩潰,廢水排放不可控,引起重大環境問題。

      基于行業整體用水水平、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、精準控制轉變的重要時刻,提升用水效率除了加強政策標準約束引導、加大先進工藝技術推廣應用外,更需夯實用水基礎,推動向全流程用水集成發展。在這之中,水平衡測試工作至關重要,該項工作不僅是對用水單位進行科學管理最行之有效的方法,也是進一步做好節水工作的基礎。

    一、為什么做?

    (一)響應政策法規要求

      2008年4月,水利部令第34號下發《取水許可管理辦法》第四十五條規定“取水單位或者個人應當根據國家技術標準對用水情況進行水平衡測試,改進用水工藝或者方法,提高水的重復利用率和再生水利用率” ?!秶鴦赵宏P于實行最嚴格水資源管理制度的意見》(國發〔2012〕3號)、《國務院辦公廳關于實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》(國發辦〔2013〕2號)等系列規章制度,為水平衡測試進一步明確了應用方向。近期國家發布的《國家節水行動方案》(發改環資規〔2019〕695號 )、《“十四五”節水型社會建設規劃》(發改環資〔2021〕1516號)等節水政策明確要求“重點企業要定期開展水平衡測試”,強調水平衡測試工作的基礎性與重要性,是企業開展節水工作必不可少的環節。

      受國家政策影響,各地逐漸加強水平衡測試相關工作約束,明確相關用水單位水平衡測試頻次、方式、責任部門,以及對未按規定施行水平衡測試企業的處罰方法。2021年7月起,天津市施行《天津市水平衡測試管理規定》,要求“超過年計劃用水30%的非生活用水戶應委托具有相應資質的專業測試機構開展水平衡測試并進行整改,未按規定進行或者不合格未整改的,按《天津市節約用水條例》規定進行處罰” 。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定》,要求“相關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定》有關規定予以處理”。

      國家及地方對企業水平衡測試工作重視程度不斷提升,除出臺相關管理辦法外,完成該項工作逐漸成為企業用于申報各項節水、節能獎項的重要支撐條件。

    (二)堅實企業節水工作基礎

      鋼鐵企業用水量可觀,據不完全統計,2020年重點用水企業噸鋼取水量2.53立方米,噸鋼總用水量(含循環水量)更是高達128立方米。依此,產能規模200萬噸的鋼鐵企業年取水量達到580萬立方米,總用水量達到2.56億立方米。目前,鋼鐵業循環水系統補水排水、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,存在給排水管網漏損現象,工序及整體水系統水量水質不平衡極易導致“大馬拉小車”現象,制約生產安全運行,造成能耗浪費。

      水平衡測試是加強用水科學管理,最大限度節約用水和合理用水的一項基礎工作,涉及用水單位管理的各個方面,具有較強的綜合性和技術性。企業通過開展水平衡測試,可以堅實以下幾方面節水工作基礎:首先是促進企業健全用水三級計量系統,檢驗用水量化指標準確性,為用水計量考核提供技術保障;其次是充分掌握企業現狀用水情況,建立健全用水檔案,經合理化分析優化用水模式,同時,查找用水設施和管網泄漏點,及時采取修復措施,杜絕跑、冒、滴、漏現象;再次,準確地層層分解用水指標,為實行目標管理,調動各方面節水積極性奠定基礎,并為制定用水定額和計劃用水指標提供準確的基礎數據;最后,提高人員節水意識、節水素質和技術水平,將用水向精細化管理方向推動。

    (三)助推行業高質量發展

      近些年行業用水效率連年提升,僅從數據看是非常樂觀的,但行業內仍存在管理粗放、技術瓶頸等種種問題,部分企業通過源頭截流、末端遏制,限制生產設施用水排水、強制封堵外排口的方式達到預定水效目標,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,粗放的節水方式已不再適合,已進入行業用水方式轉向精細化的重要階段。

      在鋼鐵行業不斷優化產業結構、增強創新能力的政策趨勢下,水平衡測試作為節水工作最基礎的手段,有利于明確企業用水真實情況,糾正不合理用水現象,綜合考慮未來生產措施發展,規劃最佳水資源配置,避免資源錯配,為消納低質廢水提供合理途徑和重要保障,助力鋼鐵行業率先實現零排放。更重要的是,水平衡測試可大幅提升行業管理水平,根本上轉變傳統用水節水觀念,推進行業綠色低碳高質量發展。

    二、怎么做?

    (一)測試依據

      《用水單位水計量器具配備和管理通則》(GB 24789)、《企業水平衡測試通則》(GB/T12452)、《節水型企業評價導則》(GB/T 7119)、《工業企業水量平衡測試方法》(CJ41)、《節水型企業 鋼鐵行業》(GB/T26924)等規范標準,明確水表計量率、用水工藝設備、用水量和用水管理等方面要求,總結凝煉測試經驗方法,有效指導水平衡測試工作開展。

    最新的《鋼鐵企業水量平衡測試與計算方法》(YB/T4883-2020)規定了行業水平衡測試術語和定義、測試范圍、測試方法等,為鋼鐵行業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生產流程或供水管路特點,將整體水系統劃分為若干個用水系統,選取生產運行穩定且有代表性的時段進行測試,每次連續測試時間取48-72小時,測試的參數包括新水量Vf、循環水量Vcy、V’cy、串聯水量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,循環水進出口及對水溫有要求的串聯水的控制點水溫,同時需對管網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

      實踐發現,切實實施水平衡測試的企業在節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部分開展水平衡測試,兼顧用水水質對水源結構、各主要工序用水、廠區內整體用水情況提出合理化分析,分兩級繪制水平衡方框圖,發現水系統問題,優化思路,挖掘節水潛力,與同期水平衡測試結果相比,不銹鋼產量大幅增加情況下,生產噸鋼用新水量下降12%,節約水資源方面效果顯著,獲得第一批國家級重點用水企業水效領跑者稱號。德龍鋼鐵有限公司委托有資質的測試單位對企業主要生產用水工藝進行測試分析,結合測試結果及現場情況提出合理化分析及建議,在2014年水平衡測試工作結束后,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、規范標準及地方相關政策的硬性要求。近年來,隨國家節水重視程度逐步加強,不斷出臺節水相關政策性文件,促進節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企業用水底數的主要手段,勢必成為該項工作開展強而有效的推動力。

      水平衡測試是企業開展節水工作、提升用水管理的基礎途徑。我國絕大部分鋼鐵企業均在水利部公布的《國家級重點監控用水單位名錄》覆蓋范圍內,接受水行政主管部門專項監督檢查。水平衡測試可促進基礎設施建設,建立健全用水檔案,及時查漏糾偏,優化用水模式,為實施目標管理提供有效依據。

      水平衡測試是行業用水效率提升、實現高質量發展的重要支撐。鋼鐵行業用水歷史趨勢向好,通用的節水工藝技術裝備帶來的節水效果基本達峰,借助水平衡測試推動精細化用水管理方式,系統性查找 “漏點難點”,優化企業用水方式,反作用于節水意識深化,提升整體管理水平,保障“十四五”鋼鐵行業水資源強度降幅指標實現。

    四、啟示及建議

      水平衡測試具有響應政策法規要求、堅實節水工作基礎、助推行業高質量發展等重要意義,是完成用水方式向精細化管理轉變的關鍵措施。在冶金工業規劃研究院為眾多鋼鐵企業進行發展規劃、專項診斷等項目的過程中發現,切實實施水平衡測試的企業在用水管理和效率上要明顯優于未開展過該項工作的企業。并且,我院支撐了大量如工業節水目錄征集、水效領跑者遴選、節水報告編制等國家節水相關課題工作,在已組織完成的兩批工業和信息化部重點用水企業水效領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跑者遴選繼續將水平衡測試報告作為企業申請報告的重要支撐材料,該項工作在日后政府相關部門和企業管理中勢必會起到越來越重要的作用。因此,建議鋼鐵企業盡快依托專業的第三方機構或自行開展內部水平衡測試,掌握用水現狀,提升用水效率與管理水平。


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