山西省工业重点行业节水潜力分析
（一）冶金行业
根据2000年统计结果，冶金行业生铁、钢及钢材、氧化率单位产品取水量分别为6.6m3/t、9.1m3/t、6.2m3/t、21.8m3/t，和国内、国际用水指标相比差距较大，节水潜力明显，详见表10-28。
据用水统计资料，全省规模以上工业黑色金属冶炼及压延业与有色金属矿冶炼及压延业工业总产值与工业总取水量在整个规模以上工业冶金行业中均占较大比重，而且这两个行业大多分布在缺水比较严重的太原、大同、临汾、长治和阳泉等重点城市，因此应作为冶金行业的节水重点。主要节水措施如下：
表10-28 冶金行业主要产品取水指标与国际先进指标对比表
1.间接冷却水循环利用
据统计，2000年冶金行业间接冷却水取水量为9872.5万m3，占冶金行业取水量的50.0%，取水比重较大。一般包括焦化、烧结、炼钢、炼铁、轧钢等系统间接冷却水循环复用，按设备分，通常包括炉体用间接冷却水及设备用间接冷却水。这种水由于水质基本没有受到污染，仅仅温度有所升高而已，故比较便于循环复用或串联复用。据调查分析，我省冶金行业间接冷却水循环利用措施节水潜力占各种措施的50.1%。
2.原水预处理、污水处理回用
水的预处理是指对原水水质进行化学或物理处理，以满足工艺及设备对水质的要求，主要是指回收洗涤、直接冷却水用于冲灰、洗煤、熄焦等。如临汾钢铁公司是我省黑色金属冶炼及压延加工行业除太钢外的第二大企业，该企业主要用水工序包括：焦化、烧结、炼铁、轧钢、炼钢。该企业改善水质共规划了4项措施，节水潜力为1500m3/d。污水处理回用是近几年在缓解环境污染，压缩取水量的基础上兴起的，一般包括采矿、磁选、铸铁、排渣等废水的回收利用，虽然各种水质相差悬殊处理难度大，但存在很大的节水潜力。据调查分析，冶金行业水质稳定、污水处理回用措施节水潜力占各类节水措施的26.3%。
3.改革工艺和设备
改革工艺和设备是在间接冷却水循环利用及水质稳定、污水处理回用基础上发展起来的进一步挖掘节水潜力的重要措施。这项措施需根据企业生产用水要求，进行用水工艺和设备的改进，因此节水难度较大，但节水潜力比较明显。据调查分析，改革工艺及设备节水潜力占各类节水措施的12.3%。目前，冶金行业改革工艺和设备主要措施为：转炉烟罩汽化冷却、高炉鼓风机工艺改革及加热炉、高炉汽化冷却。
（二）电力行业
火电厂用水主要有汽轮机冷凝器的冷却水、冲灰水、化学水、工业水和生活用水几大类。太原一、二电厂和大同平旺电厂等热电厂，由于供热的原因，汽轮机冷凝器的冷却水用水少一些。当然锅炉补充水因是否向外供汽及供热回用水量不同差异较大，一般凝汽式火电厂则大致相同（指用水指标）。工业水和生活水受多种因素影响变化比较大。
采用湿冷方式的大型火电厂的用水水平一般为1m3/（s·GW）[相当于3.6kg/（k W·h）的水平]，节水水平较先进的火电厂可达0.6～0.7m3/（s·GW），若采用空冷机组，可低至0.16m3/（s·GW）。
2000年全省规模以上工业电力行业总取水量为40151.8万m3，占全省规模以上工业总取水量的1/3以上，火电总装机容量1353万k W，平均百万千瓦火电装机取水量为1.79m3/s（按实际发电小时计算，即相当于每千度电取水量6.43m3），若按达到国外目前1m3/（s·GW）的取水水平计算，则可在目前基础上节水17662.64万m3，占目前总取水量的44.0%，也就是说，若保持现在的取水量，可使火电装机容量增加1.79倍，即可发展到2415.61万k W。如果将目前的所有机组更换或改造成为空冷机组，即取水量达到0.3m3/（s·GW）的高水平，可节出高达33405.33万m3的新水量，占目前总取水量的83.20%。由此可见，山西省电力行业目前的节水潜力还是大有可挖的。
火电行业用水由4部分组成，即锅炉用水、间接冷却用水、冲灰用水和生活用水，其中锅炉用水和间接冷却用水是主要部分。
根据用水统计资料，2000年电力行业用水情况详见表10-29。
表10-29 2000年电力行业分类用水情况统计表
在锅炉用水方面，发电锅炉的补水占到全省锅炉补水量的45%，是山西省锅炉用水的主要部分，也是锅炉节水的主要内容。
2000年的全省电力行业锅炉所用原水量为9628万m3，锅炉蒸汽冷凝水的回用率为58.75%。对于电力行业来说，由于锅炉系统很少有分散供汽情况，冷凝水回收相对比较容易，应达到80%，节水潜力为4712万m3/a。
间接冷却系统在火电行业中是用水大户，以2000年的实际运行状况分析，全年间接冷却水用水量是53.54亿m3，占全行业总用水量57.43亿m3的93.23%。就补充水量而言，全年间接冷却补水量为23743万m3，是全行业总补充水量40153万m3的59.13%。
过去山西省共有6台机组为贯流冷却方式，经过多年的改造，目前只有娘子关电厂的2台10万k W机组为贯流冷却（串联），这是造成全省电力行业取水量和单耗很大的主要原因。2000年娘子关电厂取水量10602.86万m3，占全省规模以上电力行业总取水量40151.8万m3的26.4%，导致该行业万元产值取水量高达702.3m3，而扣除娘子关电厂后，该行业万元产值取水量只有533.4m3。
据初步估算，若能将目前的贯流冷却机组全部改造成为空冷机组，则在现有发电规模条件下，全年可节水10413.64万m3，占全省2000年电力行业总取水量的25.94%，目前，国家有关部门已明确要求，新上机组必须全部采用空冷机组，原有机组也必须分期分批改造为空冷机组。根据大同二电厂、太原二电厂的实践，采用空冷机组比采用水冷机组节水效果可达70%～80%。(https://www.daowen.com)
全省电力行业全年冲灰水用水量为16442万m3，若各电厂灰水比均达到1∶3的水平，全年可少用水13359万m3，占冲灰水总用水量的81.3%。今后新建火电厂的出灰，应采用干法除灰。
根据《全国节水规划纲要》及《山西省用水定额》，以百万千瓦装机流量作为电力工业用水、节水控制指标，确定各水平年的节水指标。新建发电机组基本上采用空冷方式，规模小于30万k W机组，百万千瓦装机流量节水目标为0.30m3/（s·GW），生产规模大于30万k W机组，百万千瓦装机流量节水目标为0.18m3/（s·GW）。
娘子关电厂、神头电厂现有贯流冷却机组，要在2010年前全部改造完成。对其他湿冷发电机组要通过以大代小、淘汰退役、改造为空冷方式等措施在2005～2020年期间全部进行节水改造。
根据上述节水指标确定原则，全省电力工业百万千瓦装机流量将由现状年的1.79 m3/（s·GW）降为2010年的0.78m3/（s·GW）。
（三）煤炭焦化行业
全省规模以上煤炭行业2000年工业总产值为2129397.0万元，占全省规模以上工业总产值的21.66%，工业取水量为16513.9万m3，占全省规模以上工业总取水量的15.82%，万元产值取水量为77.6m3，吨煤取水量为0.66m3，复用率为53.4%。山西省吨煤用水指标明显低于国标规定的吨煤吨水的定额要求，这在一定程度上反映了节水的成效，但仍存在一定的节水潜力。
间接冷却水在煤炭行业中虽然比重较小，若能充分利用间接冷却排放水，对企业缓解供需矛盾也有一定的促进作用。如将间接冷却水复用于洗选工艺，可减少洗煤清水补充量；将间接冷却水复用于澡堂用于职工洗澡，既节能又节水；将间接冷却水复用于锅炉车间冲灰除尘及井下防尘，也可节约大量清水。
煤炭行业废水主要包括：炼焦业含酚废水、洗选厂煤泥及直接排放的矿坑水，这些废水向周围环境任意排放，不仅浪费了水资源，对水环境也造成严重污染，而且直接危害着人们的身体健康。因此，处理回收利用废水，对节能、节水及治理污染，潜力均较大。
矿坑水是煤炭行业的一种特殊水源，如果能够净化利用，潜力较大。目前，全省煤炭行业每年仍有大部分的矿坑水未被使用。其实矿坑排水中主要是以悬浮状态、胶体状态和溶解状态等3种方式存在的固体煤黑污染物，处理过程比较简单，一般采用絮凝沉淀、滤池过滤、中和调节的方法就可达到工业用水要求，所以从处理回用的角度上讲，5100万m3矿坑排水可视为节水潜力。这方面有许多成功的例子，如汾西矿务局高阳煤矿，矿井涌水除采掘生产中洒水灭尘复用外，还向高阳河排放500m3/d，矿坑水利用率仅为28.6%。针对这种情况，该矿建造了沉淀、净化复用工程，净化后的水源可供办公楼、住宅楼、医院、浴室等卫生用水，年可节水15万m3。晋中市义棠煤矿，由于采煤排水影响，地下水位逐年下降，缺水局面日趋严重，致使职工生活每人每日取水量仅为30L。因此，该矿年回收利用坑下水3.0万m3，通过净化软化后专供锅炉产汽用水，以节约新鲜水供职工生活使用，不仅缓解了职工用水的紧张状况，而且减轻了对环境的污染。
（四）化工行业
化工行业2000年工业总产值为1474624.0万元，占全省工业总产值的15.0%；工业总取水量14280.0万m3，占全省工业总取水量的13.7%，万元产值取水量96.8m3，复用率为89.5%。
山西省化工行业产品多达几万种，主要产品包括硫酸、氯碱、纯碱、氮肥、染料、涂料、洗涤剂、肥皂等。2000年产量分别为硫酸48.32万t，氯碱（烧碱）16.16万t，纯碱2.31万t，氮肥137.55万t，磷肥18.82万t，洗涤剂18.92万t，肥皂10.1万t。
根据调查的2000年主要产品用水指标，与国内先进用水指标进行比较，其年节水潜力达4710.6万m3，具体计算结果详见表10-30。
表10-30 化工行业主要产品用水指标与1995年国内平均指标比较表
化工行业按其产品的经济用途及生产工艺性质主要可划分为7个子行业，其中基本化学原料行业、化学肥料行业及化学药品行业取水占有较大比重，存在较大的节水潜力。
1.基本化学原料行业
该行业大多数企业具有单台设备或车间的循环复用系统，同时还存在设备与设备、车间与车间之间的多级串联或串联套用等多种复用形式，为节约用水、减轻环境污染、缓解供需矛盾起了积极作用。然而，现有的循环系统的实际降温幅度难以适应各生产工艺的特殊要求，尤其是大循环系统更难适应随着生产负荷的变化而引起的循环水量的变化。因此，应发展设备简单、循环系统较小、容易控制、便于适应生产工艺对温度及水质要求的小型循环系统。
2.化学肥料行业
山西省大多氮肥企业，间接冷却水复用率均在80%以上，但是由于缺乏凉水塔而多用回收水池、凉水池等简易装置并未能进行水质稳定处理，造成冷却设备进出口温差较小，冷却水利用功效低，而且设备腐蚀、结垢，降低了换热能力，生长菌藻，管道堵塞，循环受阻。因此，建立凉水塔等循环冷却设施，进行水质稳定处理势在必行，也是挖潜节水的基本出路。
增大浓缩倍数可以大大提高间接冷却水循环率。目前国外间接冷却循环系统浓缩倍数高达17～23，有的国家甚至实现“零排污”运行。提高浓缩倍数就能降低循环系统的排水量，浓缩倍数愈高，排水量就愈小，但必须做好防腐、缓垢和防止微生物滋生的有效措施，水质稳定技术要求较高。湖南洞庭化肥厂浓缩倍数已达到5.0，而山西省该行业间接冷却循环系统浓缩倍数仅达到2.0左右。因此，采取有效措施提高浓缩倍数，节水效果将十分可观。
对于工艺用水，氮肥企业工艺用水包括：造气车间洗气塔、焦油洗涤塔洗涤用水及下灰缸冲灰用水等；碳化车间回收清洗塔、脱硫塔、除尘塔洗涤用水及饱和热水塔直接冷却水等。这些工艺水在生产中大都被排放掉，不仅浪费了水资源，而且对环境造成严重污染。因此回收利用工艺排水，将能缓解供水压力，又能减轻对环境的污染，其经济效益、环境效益和社会效益都是十分明显的。
3.化学药品行业
山西省化学药品行业大都是20世纪70年代初投产运行的企业，因而用水工艺及设备均比较落后，取水量也相应较大。比如，运城市制药厂生产大输液及针剂主要使用蒸馏水，而该厂采用的塔式蒸馏器用水工艺及设备十分落后，生产1t蒸馏水需要15t新鲜水，即用水指标为1∶15，而国外生产蒸馏水指标为1∶3.5，国内先进指标也达到1∶5，因此若能以现代化的多效蒸馏器代替塔式蒸馏器，在现有取水量的基础上，将可节约2/3的新鲜水。
