電解鋁廠殘極冷卻水系統(tǒng)細(xì)則一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體要求殘極冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足電解鋁生產(chǎn)對(duì)殘極冷卻的工藝需求，同時(shí)符合GB29741-2025《鋁電解安全生產(chǎn)規(guī)范》和GB50850-2013《鋁電解廠工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)殘極從電解槽取出后的快速降溫，將殘極溫度從900℃以上降至200℃以下，同時(shí)確保循環(huán)水利用率不低于95%，單位產(chǎn)品新水消耗量控制在2m3/t·Al以內(nèi)。設(shè)計(jì)需考慮電解車間高溫、多粉塵、強(qiáng)腐蝕的環(huán)境特點(diǎn)，采用模塊化架構(gòu)，分為原水處理模塊、循環(huán)冷卻模塊、廢水處理模塊及智能控制模塊，各模塊應(yīng)具備獨(dú)立運(yùn)行及聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)能力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力應(yīng)滿足最不利點(diǎn)供水壓力≥0.4MPa，循環(huán)水流量根據(jù)殘極產(chǎn)量動(dòng)態(tài)調(diào)整，單條生產(chǎn)線設(shè)計(jì)流量宜為500-800m3/h。管道及設(shè)備布置需遵循“人流與物流分離”原則，與電解槽、殘極轉(zhuǎn)運(yùn)軌道的安全距離不小于3m，且設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)志（符合GB2894規(guī)定）。此外，系統(tǒng)應(yīng)具備應(yīng)對(duì)突發(fā)停電、設(shè)備故障的應(yīng)急供水能力，應(yīng)急儲(chǔ)水量需滿足30分鐘滿負(fù)荷運(yùn)行需求。二、水質(zhì)處理工藝標(biāo)準(zhǔn)（一）進(jìn)水水質(zhì)控制原水需經(jīng)過(guò)預(yù)處理達(dá)到以下指標(biāo)：懸浮物≤5mg/L，氟化物≤1.0mg/L，pH值7.0-8.5，硬度（以CaCO?計(jì)）≤100mg/L。預(yù)處理工藝采用“混凝沉淀+過(guò)濾+活性炭吸附”組合流程：混凝沉淀：投加聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑，投加量20-30mg/L，攪拌速度150-200r/min，反應(yīng)時(shí)間15-20分鐘，去除水中膠體及懸浮顆粒；過(guò)濾：采用石英砂-無(wú)煙煤雙層濾料過(guò)濾器，濾速8-10m/h，反沖洗周期24小時(shí)，確保出水懸浮物≤2mg/L；活性炭吸附：選用柱狀活性炭，填充高度1.5-2.0m，空床接觸時(shí)間15分鐘，去除有機(jī)物及殘留氟化物。（二）循環(huán)水水質(zhì)維護(hù)循環(huán)冷卻水在運(yùn)行過(guò)程中需控制以下參數(shù)：濃縮倍數(shù)3.0-4.0，通過(guò)補(bǔ)水和排污調(diào)節(jié)；腐蝕速率：碳鋼≤0.075mm/a，不銹鋼≤0.005mm/a；微生物總數(shù)≤1×10?CFU/mL，定期投加非氧化性殺菌劑（如異噻唑啉酮），投加濃度50-100mg/L，每周1-2次；每月檢測(cè)一次水質(zhì)全分析，包括pH、電導(dǎo)率、硬度、堿度、氯離子等指標(biāo)，超標(biāo)時(shí)啟動(dòng)旁濾處理（旁濾水量為循環(huán)水量的5%-8%）。（三）廢水處理與回用系統(tǒng)排水經(jīng)處理后回用至循環(huán)水系統(tǒng)，處理工藝采用“氣浮+中和+過(guò)濾”：氣浮處理：采用溶氣氣浮機(jī)，釋放器壓力0.3-0.4MPa，去除水中乳化油及懸浮顆粒，油類去除率≥90%；中和調(diào)節(jié)：投加NaOH溶液將pH值調(diào)至7.5-8.0，同時(shí)投加CaCl?去除氟化物，反應(yīng)生成CaF?沉淀（反應(yīng)時(shí)間30分鐘）；深度過(guò)濾：采用精密過(guò)濾器（濾芯孔徑5μm），確?；赜盟畱腋∥铩?mg/L，氟化物≤0.5mg/L。三、管道布置與安裝規(guī)范（一）管道選型與敷設(shè)材質(zhì)選擇：循環(huán)水主管道采用Q235B碳鋼無(wú)縫鋼管，內(nèi)壁做環(huán)氧樹(shù)脂防腐處理（厚度≥0.3mm）；支管及靠近殘極區(qū)域的管道采用304不銹鋼管（壁厚≥2.5mm），防止高溫腐蝕；閥門(mén)選用蝶閥或球閥，材質(zhì)為球墨鑄鐵（DN≥300）或不銹鋼（DN＜300），密封面采用丁腈橡膠。敷設(shè)要求：管道坡度0.002-0.005，低點(diǎn)設(shè)置排水閥，高點(diǎn)設(shè)置排氣閥；架空管道支架間距：碳鋼管道≤6m，不銹鋼管道≤4m，支架采用“Z”型鋼結(jié)構(gòu)，與管道之間加防腐墊；地溝敷設(shè)時(shí)需設(shè)置混凝土墊層（厚度≥100mm），管道周圍填充細(xì)砂，地溝寬度≥800mm，設(shè)置排水溝及集水坑。（二）管道連接與防護(hù)直徑≥200mm的管道采用焊接連接，焊接坡口角度60°-70°，焊后進(jìn)行水壓試驗(yàn)（試驗(yàn)壓力1.5倍工作壓力，保壓30分鐘無(wú)泄漏）；直徑＜200mm的管道采用法蘭連接，墊片選用耐油橡膠墊（溫度≤120℃）或金屬纏繞墊（溫度＞120℃）；管道外壁涂刷防銹漆兩道（干膜厚度≥80μm），再涂藍(lán)色面漆（循環(huán)水系統(tǒng)標(biāo)識(shí)色），并標(biāo)注流向箭頭及管徑。四、設(shè)備選型技術(shù)參數(shù)（一）核心設(shè)備選型循環(huán)水泵：選用臥式離心泵，流量500-800m3/h，揚(yáng)程50-60m，效率≥85%，電機(jī)功率110-160kW，采用機(jī)械密封，軸承溫度報(bào)警值≤80℃；備用泵數(shù)量按“一用一備”配置，自動(dòng)切換時(shí)間＜10秒。冷卻塔：采用逆流式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，冷卻水量與循環(huán)水量匹配，進(jìn)出水溫差8-10℃，風(fēng)機(jī)電機(jī)功率30-45kW，填料選用PVC斜波片，淋水密度10-15m3/(m2·h)。板式換熱器：材質(zhì)為316L不銹鋼，換熱面積200-300m2，設(shè)計(jì)壓力1.0MPa，板片間距4-6mm，壓降≤0.05MPa，用于殘極冷卻后的循環(huán)水降溫。（二）輔助設(shè)備配置水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pH、電導(dǎo)率、溶解氧、濁度，數(shù)據(jù)每5分鐘上傳至控制系統(tǒng)，超標(biāo)時(shí)自動(dòng)報(bào)警；加藥裝置：包括PAC、殺菌劑、阻垢劑加藥系統(tǒng)，采用計(jì)量泵投加，精度±2%，具備自動(dòng)/手動(dòng)切換功能；過(guò)濾器：自清洗過(guò)濾器（濾網(wǎng)孔徑80μm）安裝于循環(huán)水回水管路，差壓達(dá)到0.1MPa時(shí)自動(dòng)反洗，反洗時(shí)間30-60秒。五、運(yùn)行維護(hù)管理規(guī)程（一）日常巡檢與記錄每小時(shí)巡檢：檢查水泵出口壓力（0.4-0.5MPa）、電機(jī)電流及溫度（≤75℃）、冷卻塔水位及風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；每日檢測(cè)：循環(huán)水pH值（7.0-9.0）、濁度（≤5NTU）、進(jìn)出口水溫差；每周維護(hù)：清洗過(guò)濾器濾芯，檢查管道連接處有無(wú)泄漏，補(bǔ)充潤(rùn)滑油（電機(jī)軸承潤(rùn)滑油位在1/2-2/3之間）。（二）定期檢修計(jì)劃月度檢修：校準(zhǔn)在線監(jiān)測(cè)儀表，檢查閥門(mén)開(kāi)關(guān)靈活性，清理冷卻塔填料表面積塵；季度檢修：拆檢水泵機(jī)械密封，測(cè)量葉輪磨損量（允許偏差≤2mm），檢查換熱器板片結(jié)垢情況并進(jìn)行化學(xué)清洗（采用10%檸檬酸溶液，溫度50-60℃，循環(huán)清洗2-3小時(shí)）；年度大修：更換老化管道（使用年限≥8年），對(duì)碳鋼管道進(jìn)行內(nèi)壁防腐處理，校驗(yàn)安全閥及壓力表（符合TSG51規(guī)定）。（三）故障應(yīng)急處理水泵跳閘：立即啟動(dòng)備用泵，檢查跳閘原因（過(guò)載、短路或機(jī)械故障），若為機(jī)械故障，關(guān)閉進(jìn)出口閥門(mén)，拆卸泵體進(jìn)行檢修；管道泄漏：若泄漏量較小，采用帶壓堵漏技術(shù)臨時(shí)處理；若泄漏嚴(yán)重，立即停泵并隔離故障段，排空管道后進(jìn)行焊接修復(fù)；水質(zhì)超標(biāo)：當(dāng)氟化物＞1.5mg/L時(shí)，增加CaCl?投加量；懸浮物＞10mg/L時(shí)，啟用旁濾系統(tǒng)并縮短反沖洗周期。六、安全規(guī)范與防護(hù)措施（一）人員操作安全操作人員需經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備性能及應(yīng)急處理流程，特種作業(yè)人員（如焊工、電工）必須持證上崗；進(jìn)入作業(yè)區(qū)域必須佩戴安全帽、防護(hù)眼鏡、耐酸堿手套，接觸循環(huán)水時(shí)穿防化服；檢修作業(yè)前辦理“作業(yè)許可票”，執(zhí)行“掛牌上鎖”程序，受限空間作業(yè)需配備強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備及氣體檢測(cè)儀（氧含量≥19.5%）。（二）設(shè)備安全防護(hù)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備（如水泵、風(fēng)機(jī)）設(shè)置防護(hù)罩，防護(hù)罩網(wǎng)孔尺寸≤5mm，與設(shè)備間距≥150mm；電氣設(shè)備采用防爆型（如在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，符合GB50058規(guī)定），接地電阻≤4Ω；系統(tǒng)設(shè)置緊急停車按鈕，安裝位置在操作平臺(tái)及巡檢通道，按鈕高度1.2-1.5m，標(biāo)識(shí)清晰。（三）環(huán)保排放要求廢水排放需滿足《鋁工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25465-2010），其中氟化物≤2.0mg/L，懸浮物≤30mg/L，pH值6-9；污泥處理采用板框壓濾機(jī)脫水，泥餅含水率≤60%，交由有資質(zhì)單位處置；定期對(duì)系統(tǒng)噪聲進(jìn)行監(jiān)測(cè)，廠界噪聲符合GB12348規(guī)定（晝間≤65dB，夜間≤55dB）。七、智能控制與優(yōu)化系統(tǒng)采用“PLC+SCADA”二級(jí)控制架構(gòu)：現(xiàn)場(chǎng)控制層：通過(guò)PLC（選用西門(mén)子S7-1500系列）實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵、閥門(mén)、加藥裝置的邏輯控制，采集壓力、流量、溫度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；監(jiān)控管理層：采用組態(tài)軟件（如WinCC）搭建監(jiān)控界面，顯示系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)及報(bào)警信息，支持歷史數(shù)據(jù)查詢（存儲(chǔ)周期≥1年）和趨勢(shì)分析。控制策略包括：動(dòng)態(tài)水量平衡：根據(jù)殘極產(chǎn)量（通過(guò)稱重傳感器采集）自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵頻率，實(shí)現(xiàn)流量與負(fù)荷匹配；水質(zhì)閉環(huán)控制：當(dāng)pH值或濁度超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)調(diào)整酸堿投加量或啟動(dòng)過(guò)濾器反洗；能耗優(yōu)化：通過(guò)分析歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，優(yōu)化水泵、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行組合，使單位產(chǎn)水能耗降低5%-8%。此外，系統(tǒng)應(yīng)具備與電解車間DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信功能，采用ModbusTCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集中管理與協(xié)同控制。八、系統(tǒng)驗(yàn)收與評(píng)估（一）驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)性能測(cè)試：連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)，系統(tǒng)出水溫度≤40℃，殘極冷卻效率≥90%，循環(huán)水利用率≥95%；水質(zhì)檢測(cè)：連續(xù)3天取樣分析，各項(xiàng)指標(biāo)需符合設(shè)計(jì)要求，且波動(dòng)范圍