大豆油厂水平衡测试与工业节水分析

张世杰，张劲韬

(1.中储粮油脂成都有限公司，成都 611434； 2.吉林农业大学 食品科学与工程学院，长春 130118)

水平衡测试是企业摸清用水现状、挖掘节水潜力、提高用水效率、降低生产成本的有效手段,是促进节约用水,加强水资源管理的一项基础性工作[1]，也是搞好节水工作的基础。利用水平衡测试,企业可以准确了解单位产品的耗水量与生产用水的重复利用率，摸清用水现状及各类用水设备、设施、仪器、仪表分布及运转状态，用水总量和各用水单元之间的定量关系，了解合理用水水平，获取准确的实测数据从而进行工业用水节水合理化分析，评价用水技术经济指标，找出节水潜力，有的放矢地采取相应的技术、管理措施，达到节约用水和合理用水的目的[2]。因此，通过水平衡测试，可以达到以下几个方面的效果：摸清工厂用水现状和用水基本参数之间的定量关系；找出泄漏水量，解决长期漏水问题；为工厂制订合理的用水规划提供可靠的依据；为公司制订耗水定额打下基础；培养公司科学用水管理人员；加强公司科学用水管理基础工作，建立公司用水档案，健全公司用水计量仪表；为公司治理废水提供基础水量情况；最终达到合理用水，降低成本的目的。水平衡测试包括准备、实测、汇总、分析4个阶段。本文对大豆油厂进行了水平衡测试，并根据测试结果进行分析评价，提出节水措施及建议，以期为制油企业降本增效，为油脂行业实现碳达峰、碳减排提供技术路线和管理思路。

1 工厂供水管网及计量情况

大豆油厂拥有大豆预处理、浸出生产线和油脂精炼生产线各一条，配套有锅炉、污水处理等公用工程，供水为市政自来水。全面排查工厂供水管网，核实管道走向，根据各段的管径大小绘制给水管网示意图，在调查管网的同时检查了计量器具的配置情况，按照水平衡测试要求，完善了计量设备，并绘制水表计量网络图。工厂原有一级水表1只，二级水表14只，新增加二级水表7只，共计二级水表21只。一级水表装表率、完好率、计量率均为100%；二级水表装表率、完好率均为100%，计量率为97.25%；各用水管道、水泵等工作情况良好。

2 水平衡测试

委托专业公司依据GB/T 12452—2008《企业水平衡测试通则》、GB/T 7119—2006《节水型企业评价导则》对工厂进行水平衡测试。

2.1 1 d水平衡测试

根据工厂供水系统实际情况，此次水平衡测试工作采用动态一次平衡法，测试时间为2018年12月24日15:00—2018年12月25日15:00，测试项目为自来水，一、二级水表1 d水平衡测试结果见表1。由表1可知，一级水表流量为838 m3，二级水表流量之和为813 m3，不明水量为25 m3，管网不明水率(不明水率为一级水表流量与二级水表流量之和的差值占一级水表流量的比例，下同)为2.98%，符合小于5%的测试标准，水平衡测试工作进入全面测试阶段。

表1 一、二级水表1 d水平衡测试结果

2.2 连续3 d水平衡测试

进行连续3 d的水平衡测试，第一次测试时间为2018年12月25日15：00— 2018年12月26日15：00，第二次测试时间为2018年12月26日15：00—2018年12月27日15：00，第三次测试时间为2018年12月27日15：00—2018年12月28日15：00。一级水表连续3 d水平衡测试结果见表2，二级水表连续3 d水平衡测试结果见表3。

表2 一级水表连续3 d水平衡测试结果 m3

表3 二级水表连续3 d水平衡测试结果 m3

由表2、表3可知，一级水表3次测试的日均取水量为822.33 m3,二级水表3次测试的日均取水量为800.67 m3。第一次测试一级水表流量为836 m3，二级水表流量之和为813 m3，不明水量为23 m3，不明水率为 2.75%；第二次测试一级水表流量为810 m3，二级水表流量之和为788 m3，不明水量为22 m3，不明水率为2.72%；第三次测试一级水表流量为821 m3，二级水表流量之和为801 m3，不明水量为20 m3，不明水率为2.44%；连续3 d水平衡测试的不明水率均小于5%的测试标准。

2.3 对月测试

同时记录全厂各取水表的读数，对月测试自来水取水量。测试时间为2018年12月24日—2019年1月23日(按照间隔30日对时计算)。一、二级水表对月水平衡测试结果分别见表4、表5。 由表4、表5可知，对月测试一级水表流量为24 790 m3，二级水表流量之和为24 109 m3，不明水量为 681 m3，不明水率为2.75%，一级水表日均取水量为826.33 m3。

表4 一级水表对月水平衡测试结果 m3

表5 二级水表对月水平衡测试结果 m3

3 全厂用水情况合理化分析及用水定额分析

3.1 全厂用水情况合理化分析

测试工厂各区域用水量分布及比例，水量以对月测试期日均取水量为准，工厂用水情况分析见表6。从表6可以看出，生产加工用水包括间接冷却用水、产品用水、污水处理用水、锅炉用水，4项取水量占比为84.62%，车间生活用水、办公生活用水、食堂用水、绿化用水取水量占比为10.54%，消防用水取水量占比为2.09%，不明水取水量占比为2.75%，符合公司用水情况，用水结构比较合理，这与工厂重视节水工作，改善用水设施，配备节水器具，对管网的日常检查维护是密不可分的。

表6 工厂用水情况分析

3.2 万元产值取水量及工厂用水定额分析

3.2.1 万元产值取水量(见表7)

表7 连续3年万元产值取水量

由表7可知，2016、2017、2018年全年取水量分别为245 392、288 504、296 589 m3，万元产值取水量分别为13.80、15.96、15.35 m3。

3.2.2 工厂用水定额分析

根据生产报表计算工厂用水产品(工厂主要产品为精炼大豆油)单耗并进行用水定额分析，结果见表8。由表8可知，在水平衡测试期间，月生产精炼大豆油取水量为3 336.84 m3，月精炼大豆油产量为7 191.5 t，单耗为0.46 m3/t，符合《四川省用水定额》中精炼油先进值1.2 m3/t的要求。

表8 工厂用水产品单耗及用水定额分析

4 工厂采取的节水措施

水不仅是生产过程中必备的主要辅料，也是最廉价、采用面最广泛的冷却源，同时也是生产中保障安全及正常生产必不可少的物质之一[3]。经过此次水平衡测试，掌握了工厂各区域用水量、各环节用水量、不明水量，从而可以针对性地采取相应的节水措施,加强节水技术改造，采用闭路水循环的方式减少耗水量，提高水的重复利用率。

4.1 有关锅炉用水的节水措施

根据对月测试，锅炉日均取水量为368.28 m3，占工厂总取水量的44.57%，位居工厂各区域取水量第一位，是节约用水潜力最大的区域。

锅炉产生蒸汽后由管网输送至预处理、浸出、精炼车间的用热设备，释放潜热和少量显热后还原成高温的冷凝水,冷凝水热能占蒸汽热能的25%左右,采用密闭式冷凝水回收系统对冷凝水进行回收以重复利用，节约了锅炉用水量。无密闭式冷凝水回收系统的工厂非常值得技改增加密闭式冷凝水回收系统，节水节能效果显著。采用密闭式冷凝水回收系统需要注意首先系统要闭式运行，防止空气吸入，经常检查车间疏水系统疏水效果，避免漏汽漏水造成的水的浪费和回收率降低。

冷凝水是理想的锅炉用水，回收冷凝水作为锅炉给水可以减少锅炉排污次数，从而节省燃料、水的消耗及软水处理成本，可减少约10%锅炉除氧排放产生的热污染，还可减少相应烟气的排放。

4.2 有关间接冷却用水的节水措施

间接冷却用水日均取水量相对于工厂总取水量占比为24.55%，居工厂取水量第二位。夏季大豆一次浸出水耗控制在138 kg/t(以大豆质量计)，冬季水耗控制在 88 kg/t(以大豆质量计)。浸出、精炼循环冷却系统水量损失包括4部分：蒸发损失、风吹飘水损失、排污损失、泄漏损失。新鲜水的补水量就是这4部分水量损失的总和，采取措施减少这4部分的水量损失，就可以减少用水量。蒸发损失控制循环冷却水的浓缩倍数在3～4，降低补充水的用量，不仅节约水资源，还可以降低排污水量，同时减少废水的处理量。调整风机风叶角度以减少风吹飘水损失，在保证冷却效果的前提下，夏季调大风叶角度，冬季调小风叶角度，气温低时甚至停开部分风机，降低风吹飘水损失的同时降低风机电流，节水又节电。循环冷却水安装在线水处理系统，在线监测pH、硬度、电导率等指标，添加阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂，随时监测和调整循环水水质，保证循环水的水质，从而保证循环冷却效果，提高进出口水温温差，从而减少排污水量和补水量。

4.3 有关产品用水的节水措施

产品用水取水量相对于工厂总取水量占比为15.19%，居工厂取水量第三位。夏季精炼一级大豆油水耗控制在92 kg/t(以大豆原油质量计)，冬季水耗控制在 75 kg/t(以大豆原油质量计)。精炼车间工艺用水主要是水化脱胶所用软水，改造管路收集加热管路的蒸汽冷凝水回收至热水罐，从而减少软水补充量。水洗离心机排出的水洗废水回收利用，补充至水化脱胶工序，作为水化脱胶工艺用水，既减少了补水量，又降低了废水处理成本。水环泵所排冷却废水，改造管路补充至精炼车间冷却塔，作为循环冷却水补充用水，可减少冷却塔循环冷却水的补水量，同时降低废水处理成本。

4.4 有关不明水量的节水处理措施

4.4.1 不明水量情况分析

本次水平衡测试发现工厂存在一定比例的不明水量，全年累积起来是不小的浪费，所以必须采取措施减少或杜绝不明水量。水平衡测试不明水量情况统计见表9。

表9 水平衡测试不明水量情况统计

由表9可知，虽然不明水率均小于5%，但是每天有20 m3及以上的水量不明流失，每月有681 m3水量不明流失。因此，必须采取措施找到不明水量流失的原因并加以解决。

4.4.2 不明水量解决措施

由于工厂自来水管道从户外进户都是地埋管道，厂区内自来水管网也是走的地下，所以聘请专业公司专业人员携带测漏仪对工厂自来水地下管网管路进行检测查漏。经过专业检测，找到了两处地下管道漏水点，一处是管道腐蚀漏水，另一处是管道接头处地面下沉导致接头松脱漏水。经地面开挖、修复管道漏水点，解决了厂区地下自来水管网漏水问题。所以，若发现工厂存在不明水量，要使用专业测漏仪检查排查并解决，减少或杜绝不明水量。

4.5 管理措施

在节水管理措施上，各级管理人员对用水管理提高了认识，完善了每日每月水表机制，落实了水表抄表当班责任人及当班抄表时间节点，完善了用水报表，使管理人员能做到日常关注用水消耗情况，及时发现水量消耗异常。

5 结 语

经过此次水平衡测试工作，彻底了解了工厂的供水管网及水平衡情况，找到了用水管理存在的问题，落实用水管理措施，完善用水管理制度，利于节约用水，降低成本。工厂有必要每3年做一次水平衡测试，以便找出用水各环节存在的问题并加以解决。同时，因生产技术、工艺流程和规模等发生变化的，应当及时进行新的水平衡测试。推行清洁生产战略，提高工艺节水水平，提高水的重复利用率是今后努力的方向。根据公司实际情况，污水车间可以处理二级中水回用，通过处理后，达到城市杂用水标准，用于替代自来水进行冲厕和绿化等，可节约水资源及水费支出。