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工业用水考核指标及计算方法

【摘要】:工业用水考核指标包括重复利用率、间接冷却水循环率、工艺水回用率、万元增加值取水量、单位产品取水量、蒸汽冷凝水回收率、职工人均日生活取水量。锅炉蒸汽冷凝水回用于生产生活各个用水部门的水量总和称为锅炉蒸汽冷凝水回用量。它是考核工业用水水平的一个重要指标。

工业用水考核指标包括重复利用率、间接冷却水循环率、工艺水回用率、万元增加值取水量、单位产品取水量、蒸汽冷凝水回收率、职工人均日生活取水量。这些指标从不同角度、不同方面、不同范围对不同层次的工业用水水平、节约用水水平进行较全面的考核,是工业用水进行科学管理的必不可少的基础指标。

3.3.3.1 考核指标中有关水量

1.总用水量(Vt)

总用水量是工业企业完成全部生产过程所需要的各种水量的总和,又称用水量。包括生产用水和生活用水两大部分,其中生产用水包括间接冷却水用水量、工艺水用水量、锅炉用水量。

(1)间接冷却水用水量(Vct)。生产过程中,用于间接冷却目的而进入各冷却设备的总的水量称为间接冷却水用水量。

(2)工艺水用水量(Vpt)。生产过程中,用于生产工艺过程进入各工艺设备的总的水量,称为工艺用水量。

(3)锅炉用水量(Vbt)。进入锅炉本身和锅炉水处理系统的总的用水量,称为锅炉用水量。

(4)生产用水量(Vyt)。间接冷却水用水量、工艺水用水量和锅炉用水量之和称为生产用水量。

(5)生活用水量(Vlt)。厂区和车间职工生活用水(包括各种杂用水)的总水量称为生活用水。

2.新水量(Vf)

新水量是为使工业生产正常进行,保证生产过程对水的需要而实际从各种水源引取的第一次利用的新鲜水量,又叫取水量。新水量主要用于补偿企业生产的全过程中消耗和损耗的水量,包括间接冷却水新水量、工艺水新水量、锅炉新水量、生产新水量、生活新水量。

(1)间接冷却水新水量(Vcf)。生产过程中冷却循环系统(或设备)为间接冷却目的而从各种水源补充的新鲜水总水量,称为间接冷却水新水量。

(2)工艺水新水量(Vpf)。生产过程中,用于工艺目的(包括制造产品、洗涤处理、直接冷却及其他工艺过程)而从各种水源补充的新鲜水总水量称为工艺水新水量。

(3)锅炉新水量(Vbf)。为锅炉给水和锅炉水处理用水目的而从各种水源补充的新鲜水总水量称为锅炉新水量。

(4)生产新水量(Vyf)。间接冷却水新水量、工艺水新水量和锅炉新水量之和,称为生产新水量。

(5)生活新水量(Vlf)。为厂区和车间职工生活用水(包括杂用水)的目的,而从各种水源补充的新鲜水总水量,称为生活新水量。

3.耗水量(Vco)

耗水量是在生产过程中,由于蒸发、飞散、渗漏、风吹、污泥带走等途径直接消耗的各种水量和直接进入产品中的水量及职工生活饮用水量的总和。这部分水量从狭义上讲是不能直接回收再利用的水量。

(1)间接冷却水耗水量(Vcco)。间接冷却水由于蒸发、飞散、渗漏等途径消耗的水量,称为间接冷却水耗水量。

(2)工艺水耗水量(Vpco)。工艺过程中,进入产品及蒸发、渗漏等途径消耗的水量,称为工艺水耗水量。

(3)锅炉耗水量(Vbco)。锅炉本身与锅炉水处理系统消耗的总水量,称为锅炉耗水量。

(4)生产耗水量(Vyco)。间接冷却水耗水量、工艺水耗水量、锅炉耗水量之和称为生产耗水量。

(5)生活耗水量(Vlco)。厂区和车间职工生活用水中饮用、消防、绿化等过程消耗的总水量,称为生活耗水量。

4.漏溢水量(Vl)

漏溢水量是企业输水系统和用水设备(包括地上管道、设备、地下管道、阀门等)所漏流的水量之和,这部分水量包括在企业新水量之内。

5.排水量(Vd)

排水量是在完成全部生产过程(或为生活使用)之后最终排出生产(或生活)系统之外的总水量。

(1)间接冷却水排水量(Vcd)。进行间接冷却目的之后排出冷却循环的系统(或设备)以外的水量,称为间接冷却水排水量。

(2)工艺水排水量(Vpd)。用于工艺过程之后而排出各工艺设备以外的水量,称为工艺水排水量。

(3)锅炉排水量(Vbd)。用于锅炉本身与锅炉水处理系统之后,排出锅炉以外的水量,称为锅炉排水量。

(4)生产排水量(Vyd)。间接冷却水排水量、工艺水排水量、锅炉排水量之和称为生产排水量。

(5)生活排水量(Vld)。厂区和车间职工生活及各项杂用水使用之后排放的总水量,称为生活排水量。

6.循环用水量(Vcy)

循环用水量指在确定的系统内,生产过程中已用过的水,无需处理或经过处理再用于原系统代替新水的水量。

7.串联用水量(Vs)

串联用水量指在确定的系统内,生产过程中的排水,不经处理或经处理后,被另一个系统利用的水量。

8.重复利用水量(Vr)

重复用水量是工业企业内部,生产用水和生活用水中循环利用的水量和直接或经处理后回收再利用的水量,即工业企业中所有未经处理或经处理后重复使用的水量总和。

(1)间接冷却水循环量(Vcr)。间接冷却水中,从冷却设备中流出又进入冷却设备中使用的那部分循环利用的水量,称为间接冷却水循环量。

(2)工艺水回用量(Vpr)。工艺用水中,从一个设备中流出被本设备或其他设备回收利用的那部分水量,称为工艺水回用量。

(3)锅炉蒸汽冷凝水回用量(Vbr)。锅炉蒸汽冷凝水回用于生产生活各个用水部门的水量总和称为锅炉蒸汽冷凝水回用量。发生锅炉蒸汽所用的水量,称为锅炉蒸汽发气量。

(4)生产用水重复利用量(Vyr)。间接冷却水循环量,工艺水回用量和锅炉蒸汽冷凝水回用量之和,称为生产用水重复利用量。

(5)生活用水重复利用量(Vlfr)。生活用水中重复利用的那部分水量,称为生活用水重复利用量。

以上几个水量平衡关系如图3.3所示。

图3.3 几种主要水量之间关系示意图

输入表达式:

输出表达式:

输入输出平衡方程式:

式中:Vcy为系统中循环用水量;Vf为系统中新水量;Vs为系统中串联用水量;Vt为系统中总用水量;Vco为系统中耗水量;Vd为系统中排水量;Vl为系统中漏溢水量。

3.3.3.2 考核指标的计算

1.重复利用指标

(1)重复利用率。重复利用率是工业用水中能够重复利用的水量的重复利用程度。它是考核工业用水水平的一个重要指标。是指在一定的计量时间(年)内,生产过程中使用的重复利用水量与总用水量之比,计算公式为

式中:R为重复利用率,%;Vr为重复利用水量(包括循环用水量和串联使用水量),m3;Vt为生产过程中总用水量(为Vr与Vf之和,Vf为生产过程中取用的新水量),m3

由于火电业、矿业、盐业的用水特殊,为了便于城市间的比较,计算城市工业重复利用率时不包括这三个工业部门。当然,也可以同时计算出包括这三个工业部门的城市工业重复利用率。

(2)冷却水循环率。冷却水循环率是考核工业生产间接冷却水循环和回用程度的专项性指标。它是重复利用率的一个主要组成部分。是指在一定的计量时间(年)内,冷却水循环量与冷却水总用量之比,计算公式为

式中:rc为冷却水循环率,%;Vcr为冷却水循环量,m3;Vct为冷却水总用量(为Vcr与Vcf之和,Vcf为冷却用新水量),m3

(3)工艺水回用率。工艺水回用率是考核工业生产中工艺水回用程度的专项性指标,是重复利用率的一个重要组成部分。是指在一定的计量时间(年)内,工艺水回用量与工艺水总用量之比,计算公式为

式中:rp为工艺水回用率,%;Vpr为工艺水回用量,m3;Vpt为工艺水总用量(为Vpr与Vpf之和,不含进入产品的水量,Vpf为工艺用新水量),m3

(4)锅炉蒸汽冷凝水回用率。蒸汽冷凝水回用率是考核蒸汽冷凝水回用程度的专项性指标,它是重复利用率的一个组成部分,是指在一定的计量时间(年)内,用于生产的锅炉蒸汽冷凝水回用量与锅炉产汽量之比,计算公式为

式中:rb为锅炉蒸汽冷凝水回用率,%;Vbr为锅炉蒸汽冷凝水回用量,m3;D为锅炉产汽量,kg/h;ρ为水密度,kg/m3;h为年工作小时数,h。

2.新水利用系数

在一定的计量时间(年)内,生产过程中使用的新水量与外排水量之差同新水量之比。计算公式为

式中:Kf为新水利用系数;Vf为生产过程中取用的新水量,m3;Vd为生产过程中,外排水量(包括外排废水、冷却水、漏溢水量等),m3

3.用水定额指标

(1)单位产品新水量。单位产品新水量指每生产单位产品需要的新水量,是考核工业用水水平较合理的指标之一。计算公式为

式中:Vuf为单位产品新水量,m3/单位产品;Vyf为年生产用新水量总和,m3;Q为年产品总量。

(2)单位产品用水量。单位产品用水量指每生产单位产品需要的用水量。计算公式为

式中:Vut为单位产品用水量,m3/单位产品;Vyf为年生产用新水量总和,m3;Vr为重复利用水量,m3;Q为年产品总量。

(3)万元增加值新水量。万元增加值新水量指每一万元工业增加值需要的新水量,是一个综合性的考核指标,它从宏观上评价大范围(如城市、区域)的工业用水水平。计算公式为

式中:Vwf为万元工业增加值新水量,m3/万元;Vyf为年生产用新水量总和,m3;Z为年工业增加值,万元。

矿业、盐业等部门用水特殊,计算城市工业万元增加值新水量时,对这些部门应做专门分析。

(4)万元增加值用水量。万元增加值用水量指每一万元工业增加值需要的用水量,计算公式为

式中:Vwt为万元工业增加值用水量,m3/万元;Vyf为年生产用新水量总和,m3;Vr为年重复利用水量,m3;Z为年工业增加值,万元。

矿业、盐业等部门用水特殊,计算城市工业万元增加值用水量时,同样对这些部门应做专门分析。

(5)企业内职工人均生活日新水量。在企业内,每个职工在生产中每天用于生活的新水量,计算公式为

式中:Vlf为职工人均生活日新水量,m3/(人·d);Vylf为企业全年用于生活的新水量,m3;n为企业生产职工总人数,人;d为企业全年工作日,d。

4.排水指标

(1)排水率。在一定的计量时间(如年、日)内,总外排废水量与新水量之比称为排水率,计算公式为

式中:rd为排水率,%;Vd为总外排水量,m3;Vf为生产过程中所取用的新水量,m3

企业的排水率高,说明水的回收量少,重复利用率低,应补充的新水量大。因此,企业应该尽量减小排水率。

(2)废水达标率。在一定的计量时间(如年、日)内,达到排放水质标准的外排废水量与总外排废水量之比称为废水达标率,可按式(3.28)计算:

式中:rs为废水达标率,%;Vs为达到排放标准的外排水量,m3;Vd为总外排水量,m3

废水达标率是考核企业废水处理的一个主要指标。为了防止企业对环境的污染,各企业都必须严格按照国家规定的各种工业废水排放标准进行废水处理,力求全部外排废水都达到国家允许的排放标准。

上述几个指标,从不同角度考核了企业水的利用情况。这些指标不仅可对企业整体用水情况进行全面考核,而且同样适用于企业内部,如车间、班、组等用、排水考核。

【例3.1】 某染料厂用水考核指标计算。

(1)基本情况。某染料厂现有职工660人,年生产4大类32个品种的染料1200t,全厂年工业增加值为1.17亿元。近期在该市节水办的统一组织下进行了“企业用水水平测试”,其测试的主要成果见表3.5,试进行企业用水考核指标的计算。

表3.5 全厂各类用水汇总表 单位:m3/d

(2)各种水量的计算。

由表3.5得到:

全厂总用水量  Vt=3222.1(m3/d)

全厂总新水量 Vf=2113.1(m3/d)

间接冷却水用量 Vct=1905.58(m3/d)

间接冷却水新用量 Vcf=1037.58(m3/d)

间接冷却水循环量 Vcr=820(m3/d)

工艺水用水量 Vpt=20.5+466.25=486.75(m3/d)

工艺水新水量 Vpf=20.5+225.25=245.75(m3/d)

工艺水回用量 Vpr=241(m3/d)

全厂总复用水量 Vr=Vcr+Vpr=820+289=1109(m3/d)

企业生活用水量  Vlt=667.47+14+40.2=721.67(m3/d)

企业生活新水量 Vlf=667.47+14+40.2=721.67(m3/d)

企业锅炉用水量 Vbt=108.1(m3/d)

企业锅炉新水量 Vbf=108.1(m3/d)

企业生产用水量 Vyt=Vct+Vbt+Vpt=1905.58+108.1+486.75=2500.43(m3/d)

企业生产新水量 Vyf=Vcf+Vbf+Vpf=1037.58+108.1+245.75=1391.43(m3/d)

企业总耗水量 Vco=147.3(m3/d)

全厂总排放量  Vd=1965.8(m3/d)

(3)利用水量关系检验各种水量计算结果:

Vt=Vr+Vf=1109+2113.1=3222.1(m3/d)

Vt=Vct+Vpt+Vbt+Vlt=1905.58+486.75+108.1+721.67=3222.1(m3/d)

Vt=Vyt+Vlt=2500.43+721.67=3222.1(m3/d)

Vf=Vcf+Vpf+Vbf+Vlf=1037.58+245.75+108.1+721.67=2113.1(m3/d)

Vf=Vd+Vco=1965.8+147.3=2113.1(m3/d)

Vf=Vyf+Vlf=1391.43+721.67=2113.1(m3/d)

上述计算结果表明,各种水量计算结果无误。

(4)考核指标计算。

1)重复利用率:

2)冷却水循环率:

3)工艺水回用率:

4)排水率:

5)企业内职工人均生活日新水量:

式中:全厂职工总人数n=660人,因企业生活日新水量为721.61m3,故取d=1,即按一日计便可。

6)单位产品新水量:

式中:全年产量Q=1200t计,全年工作日按360d计。

7)万元工业增加值新水量:

式中:企业年增加值按Z=1.14亿元计。