工业用水测定方法及案例分析

工矿企业用水量的测定，目前要求系统应用的是水平衡测试方法。对于事业单位、宾馆、院校、居民生活和公共设施的用水，同样可采用企业水平衡测试方法进行。

（一）水平衡测试的概念、意义、原则

1.水平衡测试的概念

企业水平衡是以企业为考察对象的水量平衡，即该企业各用水系统的输入水量之和等于输出水量之和。分析研究企业和企业内各用水系统存在的水量平衡关系。无论是企业整体或是企业内某一用水单元，均可视作一用水系统，其各水量之间满足式（3-8）、式（3-9）、式（3-10）水量平衡关系和图3-1水量平衡图。

输入表达式：

输出表达式：

输入输出平衡方程式：

式中 Vcy——系统中循环用水量；

Vf——系统中新水量；

Vs——系统中串联用水量；

Vt——系统中总用水量；

Vco——系统中耗水量；

Vd——系统中排水量；

Vl——系统中漏溢水量。

图3-1　用水系统水量平衡图示

2.水平衡测试的意义

通过对各种水量的测试、计算和平衡分析，可得到：

（1）摸清企业和企业内各用水环节现状、用水效率及定量关系。

（2）找出用水量大、效率低及有损失水量的环节，为用水合理化分析，明确节水重点和潜力，改善用水管理，制定节水技改方案和合理用水计划提供依据。

（3）建立企业用水技术档案，其内容包括：各种水源（自来水、地下水、地表水及其他水源）的水量，水质、水温参数；供水管网图；排水管网图；水表配备系统图；供水、用水、排水状况；企业生产技术档案，包括人员、设备、产品、规模、产量、产值等。并健全企业水计量制度，培养熟悉企业用水情况的管理人员。

（4）为制定企业用水、产值、产量、供水、排水等定额积累技术资料。

（5）为区域水资源系统的优化分析，用水规划和计划的制定、污废水综合防治和水源保护提供科学依据。

3.水平衡测试的原则

（1）企业水平衡测试工作应按照国家标准进行，即GB/T12452—90《企业水平衡与测试通则》，GB/T7119—93《评价企业合理用水技术通则》。

（2）为保证测试数据准确可靠，对各种取水水源均须按照《中华人民共和国计量法》、国家经济贸易委员会和国家计量局颁布的《企业能源计量器具配备、管理通则》（试行）的规定安装计量仪表；企业、车间用水水量计量率应达到100%，设备用水水量计量率应达到或不低于90%（计量率系指用计量仪表测得的水量占总水量的百分数）；所用计量仪表，应经计量部门校验，不得超期使用，水表的精确度不得低于±2.5%。

（3）企业水平衡按日用水量计算，以统计报表为依据，单位为m3/d。

测试设备用水量时，间歇性生产以生产批量为统计单位，连续性生产以小时为单位。无论统计计算或实测计算，都应考虑到生产、季节等影响因素，选取有代表性的时段。测定次数可根据企业生产特点自定，但一般不少于三次，并取三次的平均值作为计算结果。

（4）数据的测试、计算、汇总，采取自下而上进行，所取用的数据都要有依据。数据的整理应根据测试所用仪表的精度，按有效数字计算规定进行确定。

（5）型式、用途、工况相同的设备，可以选用有代表性的一台进行测试，其余类推。但用水量大的重点设备必须逐台测试。

（二）水平衡测试的内容

企业水平衡测试工作的内容主要包括三大项：一是测试开始前的情况调查，图、表准备及仪表安装；二是测试水量、水质；三是报告的编写。为说明问题，以下有关图、表内容选用了某造纸厂的水平衡测试结果。

1.测试前的工作内容

（1）首先查清全厂各用水部门（生产车间、生产服务设施）、用水工艺、各用水设备的基本情况。

（2）查清本企业水源情况（包括自来水、地下水、地表水等）。具体内容是：新水量、水质情况、水源井的取水层深度、动静水位、变化趋势以及主要用途等。本企业若有自备水井，也必须如实报告取水量，不得隐匿不报或少报。

（3）整理绘制或复核全厂给水排水管网图，如图与实际情况有出入，应及时如实改正。绘制管网图应符合给水排水图例规定，并绘制水测试点网络图。

（4）按规定配置仪表，凡每日用水量达10m3 以上的用水系统应装表计量。车间的用水计量率达到100%。只有计量仪器达到上述要求时，方可进行测试。

2.测试阶段的工作内容

测试工业企业用水量时，常按照企业生产的用水工艺流程或供水管线、车间或主要用水设备等生产用水特点，划分企业水平衡测试的各类子系统。如按供水系统或车间可作如下划分：

（1）测试水源供水量。主要测试水源日供水量，以及根据需要测试水质、水温等参数。

（2）测试供水干支管线漏溢水量。漏溢水量的测定，可以在生产动态或停产静态条件下，通过各级水表测试数值的平衡分析确定。如在生产动态条件下，将各用水系统的用水量之和（二级水表读数之和）与全厂总用水量（一级水表读数之和）相比较，若后者大于前者，其差值为漏溢水量；如在静态条件下，各生产用水系统都停止用水，而一级水表仍在走动，则一级水表的读数，即为漏溢水量。

（3）测试车间用水量。

1）设备或工序水量的测试：应根据设备或工序的生产周期及该周期内用水量的变化情况，选择生产比较稳定、用水有代表性的时间作为测试设备或工序用水量的时间。

2）填写设备水平衡测试表：其形式见表3-10。车间附属生产用水（如职工饮用、卫生等）称为附属工序填入设备或工序名称栏。锅炉系统填入此表时，应在循环用水量下属栏目中改为锅炉蒸汽冷凝水回用量（亦可直接填入工艺水回用量栏内，在备注中注明）。同样，锅炉冷凝水回用率可填入工艺水回用率栏内。

表3-10　某车间设备或工序水平衡测试表

① 723.0m3/d为抄纸机循环复用水量。

3）填写车间水平衡测试表：主要内容见表3-11。该表应根据设备或工序水量测试和车间附属生产用水量的测试结果汇总填制，并进行车间用水平衡分析。

表3-11　某车间水平衡测试表

注 1.输入水量中工艺水回用量内有1505.7m3/d为外车间白水回用。
2.抄纸机栏排水量139.4m3/d是从白水回收池外排。

4）绘制车间水平衡图：车间用水平衡图是反映各设备生产

流程用水关系，用框图的形式表示，能确定各用水设备各类水量

及车间各类水量的大小，如图3-2所示。

图3-2　车间水平衡框图（单位：m3/d）

注Vd1+Vd2=19.5

5）企业水平衡测试：企业水平衡测试必须以各车间水平衡

测试为基础汇总，并填写企业水平衡测试表，如表3-12；绘制全厂水平衡方块图，如图3-3、图3-4所示。

表3-12　全厂水平衡测试汇总表

续表

注 1.动力车间含10t 沸腾炉。
2.本表中1～5车间取新水量含蒸球供汽量180.6m3/d，及苛化车间取新水量58.5m3/d。
3.动力车间用于生产的新水量为319.7m3/d，则全厂生产用新水量为7999.9m3/d，实际生产总用水量为30989.2m3/d，生产用新水量=8679.5-180.6（重复计算）-499.0（非生产性生产蒸汽用新水量）=7999.9m3/d。

图3-3　全厂水平衡方块图（单位：m3/d）

图3-4　全厂水平衡关系图（单位：m3/d）

（动力车间与沸腾炉共产汽用新水量变动为462.5m3/d，其中180.6m3/d用于1、2、4、5车间蒸球，已计入新水量中）

3.编写企业水平衡测试报告

企业水平衡测试报告书主要由如下几部分内容组成：

（1）水平衡测试计算数据。

（2）企业基本概况。

（3）企业用水水源情况。

（4）本企业历年用水情况。

（5）全厂各类用水情况分析。

（6）全厂给排水管网布置图。

（7）全厂计量测试点网络图。

（8）全厂水平衡图。

（9）全厂用水情况统计。

（10）车间水平衡测定表及水平衡图。

（11）车间单台设备水平衡测定表及水平衡图。

（12）测试方法统计表。

（13）水测试原始记录。

（14）用水合理化分析及今后应采用的措施。

（三）企业水平衡测试的工作步骤

1.准备阶段

（1）组织准备。建立厂、车间测试领导小组及测试小组。组建厂、车间领导小组时，应有厂、车间的主要技术负责人参加并担任领导，以便协调各方面的工作；组建实测队伍时，应采取“领导、技术人员、工人”三结合的原则，尽量吸收熟悉生产过程和了解较长时间内厂区供水排水管线情况的同志参加，并保持测试队伍的稳定。

（2）技术准备。组织学习上级有关文件及实测方法，熟悉各种水量的分类、计算方法、表格填写、报告编写等内容，并制定出水平衡测试方案。

（3）物质准备。包括计量仪器仪表检验、安装，印刷各类报表，绘制各类图件。

2.实测阶段

实施测试方案（按已定测试方案，由测试人员测试取得第一手数据）。

3.数据汇总阶段

对测试数据采取自设备、车间、全厂或按划分的用水环节，自下到上汇总，并与全厂总控制测定量对照，检查分析各类数据的可靠性及精度。

4.总结分析阶段

主要是进行用水合理性、节水途径和技改措施的分析，并制定切实可行和合理用水节约用水规划。同时应对用水管水工作成绩突出的进行表扬奖励，对浪费水及节约用水不积极的进行批评，直至惩罚。

5.汇报检收阶段(www.xing528.com)

（1）验收程序。

1）审查《企业水平衡测试报告书》及有关资料。

2）听取企业分管节水工作的有关领导和技术负责人关于企业水平衡测试及企业用水情况的报告。

3）现场检查水源、主要用水车间、工序、设备的用水情况和节水措施项目的完成效果，并抽测有关数据。

4）召开座谈会，了解考察水平衡开展情况。

5）验收检查组向企业领导汇报检查结果，并提出意见与要求。

（2）验收检查细则和要求。

1）形成领导重视、群众关心节水工作的风气：

①检查企业分管节水工作的领导和主要技术人员，是否组织及利用各种形式动员开展工业水平衡测试工作；是否经常督促、检查工作进度；是否组织了用水合理化分析和确定安排节水措施项目。

②是否抽出专人，成立专业测试组，经过一定培训，配合车间搞测试。

③是否向员工公布了测试结果，找出差距，提出措施，进一步开展节水工作。

④员工是否了解节水的意义，主要耗水车间、设备的操作人员是否了解本车间及设备的耗水量，和应采取的节水措施等。

2）计量仪表安装安全，保持完好，运转无误：

①检查进厂水源的装表计量情况，应达到100%。

②检查用水车间和部门的装表情况，表计控制水量应占总水量的95%以上，仪表完好率应在90%以上。

③检查主要耗水设备装表计量情况，按全厂主要耗水设备数计算，装表率应达到90%以上。

④生活区应装表计量，生产生活用水分开。取消生活用水“包费制”及补贴。

3）测出各种水量数据，做到企业各项用水底数清楚：

①检查企业是否搞了普查，是否摸清了全厂水源、用水部门及用水设备等情况，如：掌握水源情况及取水量，装表情况及其他有关技术资料；

掌握全厂用水车间、用水工艺，主要用水设备的数量、装表情况等，并列出明细表；

掌握全厂供、用、排水管道分布、走向等情况，并绘出全厂水系管网图。

②检查各用水车间，各用水设备的水量测定，应做到：

在正常情况下，结合车间工艺，测出每台耗水设备的各种水量；

填好每台设备的水量调查表；

将每个车间各种不同用途的水量分门别类汇制成果；

按工艺流程顺序，绘制出车间水平衡图。

③检查是否进行了分析、汇总、绘制全厂水平衡图，并达到如下要求：

在车间水平衡基础上，计算出全厂各类用水量及所占比重和冷却水、工艺水、锅炉用水等的重复循环利用率；

将全厂各类用水情况汇制成表；

绘制出全厂水平衡方块图。

④是否测了管网漏失损失，是否堵塞了跑、冒、滴、漏，漏失率不得高于5%。

4）分析对此，找出差距，明确节水潜力所在：

①是否弄清了近年来的取新水量、用水量及部位，用水量的历年变化情况，并绘图说明。

②是否与国内外用水合理化水平较高的同行业进行了考核指标间的对比，找出了存在的用水差距及原因。

③通过用水合理性分析，是否找出了耗水高的原因及节水潜力所在，并写出了文字材料和列出分析说明图表。

5）节水措施落得实，见效快：

①检查是否做到了边测试、边整改。列出措施项目的完成情况，进度及节水效果。

②近一二年内可实现的节水项目，应做出计划，包括项目名称、内容、节水效果、计划完成时间、技术资料、资金、材料来源及落实情况。

③对近一二年内落实不了的节水技改项目，应列出中长期规划，并做出实施后的用水合理性评估。

④预测本企业中长期取水量、用水量、万元产值及单位产品取新水量，冷却水、工艺水等工业用水的重复利用率水平。

6）管理制度健全完善，执行制度严格认真：

①检查是否已定时、定人查抄计量表，建立用水台账制度。

②是否配备了专（兼）职人员管理计划用水和节约用水工作，并建立起厂、车间、班组三级节水管理网。

③是否在水平衡测试的基础上，制定和修正了各用水环节的耗水定额，并按定额考核，实行节奖超罚。

④是否参照有关规定，结合企业情况，制定出了计划用水和节约用水的具体管理办法和规定。

6.整改阶段

落实整改措施、技术、资金、责任及时间等。

（四）测试方法

1.水量

（1）一般用水设备。每台用水设备需要测定的参数有新水量、重复利用水量、耗水量、排水量四个参数，有漏水量的也应测定。测定时应选在生产正常情况下，连续观测三次，取其平均值。

观测时应选择恰当的方法，如水表法、容积法、设备铭牌定额法等。各种水量的观测简介如下：

1）新水量：用水表计量时，以水表读数为准。没有水表计量时，可以安装临时水表，特殊情况无法安装水表时，亦可采用容器法或其他方法进行观测。

2）重复利用水量：有水表计量的重复利用水系统，以水表读数为准。无法安装水表的，可以用水泵在额定流量和开泵时间进行计算，即重复利用水量等于水泵额定流量与实际开关时间之积。

3）耗水量：一般设备耗水量可按如下公式计算：

式中 Vco——耗水量，m3；

Vf——生产设备用新水量，m3；

Vd——排水量，m3。

冷却水循环系统耗水量的计量。它是循环水系统的吹散水量、蒸发损失量之和。由于吹散水量、蒸发损失量不易观测，可用下式计算。

吹散损失量计算公式：

式中 Vss——吹散损失水量，m3；

Vct——冷却水循环量，m3；

K——吹散损失系数。

对于K 值可按冷却构筑物类型不同选用如下值：

喷水池

K=1.5%～3.5%

开放喷水式冷却塔

K=1.5%～2.0%

机械通风式冷却塔

K=0.2%～0.5%

风筒式冷却塔

K=0.5%～1.0%

蒸发损失水量计算公式为

式中 Vts——蒸发损失水量，m3；

Vct——冷却水循环量，m3；

ΔT——冷却水进出口水温差，℃；

S——蒸发损失系数，可按表3-13选取。

消耗水量的计算公式为

式中参数意义同上。

表3-13　蒸发损失系数S（%）

产品带走水量可计入消耗水量。其计算可根据生产工艺要求进行。如酿酒厂生产带走的全部水量均属消耗水量，其他行业在产品蒸煮过程中减少的水量亦属消耗水量，可按工艺设计要求或用水平衡关系计算。

厂区绿化、冲洗马路、基建等用水，也可计入消耗水量中。

4）排水量：用水单元排水可以采用容器法或安装临时水表等方法测定。对封闭式用水单元，可以忽略耗水量，排水量就用取水量确定。

车间排水量为车间内各用水单元排出车间的水量之和，全厂排水量为排出厂的水量之和。统计时应注意厂内各车间若有串联、重复循环等一水多次应用的，如一车间排水被其他车间再利用，则一车间排水量不变，被其他车间再利用的量不能统计到全厂排水量中。对排水量的观测，一般亦可采用浮标法、量水堰法等，有条件的也可用污水流量计测定。

5）管道及设备漏水量的测定：有条件的用水单位可选择几个公休日，关闭全部用水阀门，若总水表继续走动，其读数可以近似为厂区的总漏水量。

无停产条件的单位，若一级水表读数与二级水表读数的计量相差大于一级水表计量的2%时，可以近似认为其大于部分即为该厂区的漏水量。但这种方法仅适用于一级与二级计量水表的配备率均达100%时。

6）蒸汽冷凝水回用量的测定：蒸汽冷凝水回用量可视具体条件，选用仪器法、容器法等测定。

7）锅炉用水量的测定：锅炉用水主要是测定锅炉清污用水和水处理用水量。可用水表、仪器法等测定。

8）生活用水量的测定：查清厂内用水部门的用水情况，如办公室、食堂、浴室、厕所、绿化及车间内生活用水等。有条件的应安装水表，或用容器量测，但需逐项准确测定，有重复用水情况的，也应测定统计。

（2）间歇性用水设备。测试间歇性用水设备时，将所测得值，折算成单位时间用水量再乘以一天的用水时间，得每日用水量。

（3）季节性用水设备。季节性用水设备如空调设备、取暖锅炉等，应在用水季节内分别测定。在计算全年日最高取水量时，应计入该部分水量；在统计年取水量时，应根据实际全年取水量（包括这部分用水）统计。

2.水质

工业生产过程中，无论把水作为生产产品的原料，还是作为生产资料或辅助生产资料，各行业、不同产品、不同生产工业条件，都对用水水质提出了相应的要求。因此，对取水及有关环节的用水水质状况进行测定分析，是非常必要的。在工业水平衡测试时，观测主要用水点及排水点的水质。

3.水温

应测定循环用水进出口及对水温有要求的串联用水的控制点的水温。