在化工厂中，除了产品本身之外，“水”其实被大量使用。其中最基础的，就是工业用水。
乍一看，工业用水似乎只是“用于冷却或清洗的水”，但实际上，它会派生为消防用水、冷却水、饮用水、生产用水、蒸汽等多种用途，支撑着整个装置和工厂的运行。
即便是从事化工相关工作的人员，也未必系统地理解：
工业用水最终被送往哪里，又是以什么形式被使用的。
本文将按用途整理化工厂中工业用水的使用方式，面向初学者，通俗地介绍公用工程（Utilities）的整体结构。
近年来，“水的回收与再利用”越来越受到关注。这不仅是工厂相关人员需要了解的内容，也与周边社区居民息息相关。
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工业用水的派生用途
下面是本文的核心内容总结。
工业用水（Industrial Water）的派生
从河流等水源引入的工业用水，会被用于多种用途。
下图（文中所示流程）已省略了许多中间过程，这里仅关注最终的使用形式。
消防用水
工业用水最重要的用途之一，就是消防用水。
在装置运行过程中一旦发生火灾，必须立即使用大量水进行灭火。如果等到紧急情况发生后才去寻找水源，是绝对不允许的。
即使想从城市自来水系统取水，供水量也远远不够。因此，化工厂通常会设置消防水池，提前储存大量水，并将其连接到可随时运行的消防泵，确保发生事故时能够立即启动。
在消防设备相关规范中（如水喷雾灭火系统、泡沫灭火系统），也明确要求消防泵必须能够自动启动。
冷却水
工业用水大量用于冷却用途。
水非常适合作为冷却介质，原因包括：
- 水是液体，传热性能优于气体
- 水可以在管道中流动，比固体更容易获得较大的热容量
- 在日本等地区，水资源相对容易大量获取
- 水温接近环境温度，适合换热
因此，实际生产中几乎不会使用气体或固体进行冷却。
冷却水使用河水还是海水，取决于工厂所在地。用水量越大的装置，越容易依赖海水，这也是许多化工厂建在沿海地区的原因之一。
如果直接使用工业用水进行一次性冷却（即直流、排放式使用），耗水量会非常大，显然不够经济。
因此，当前更常见的做法是使用冷却塔循环水系统。
如今，换热器通常使用循环冷却水；但在一些老旧装置中，仍然可能直接使用工业用水。条件允许的话，应尽早改为循环水系统。
不过，对于离心泵的密封水等用途，仍然经常直接使用工业用水。
此外，冷冻机冷水（Chilled Water）和盐水（Brine），本质上也都是由工业用水派生而来。
饮用水
工业用水也会被用于饮用水。
要将工业用水转化为可饮用的水，需要设置专门的水处理工艺。
工厂内部使用的饮用水（生活用水），在某些地区确实是由工业用水处理而来；当然，也有直接接入市政自来水的情况。
个人而言，我并不太愿意饮用由公司自行处理的水。事实上，很多在工厂工作的人也持相同看法。不过，当把这件事告诉工厂外的人时，往往会让他们感到意外。
生产用水
工业用水还用于生产用水。
当水直接参与生产设备或工艺过程时，通常会对水质提出一定要求。
在制药、半导体等行业中，这种要求极为严格；而在其他行业中，也同样存在最低标准。
因此，需要配置相应的水处理设备。
不过无论如何，这些水的源头仍然是工业用水。
蒸汽（Steam）
工业用水也被用于蒸汽系统，即加热侧用途。
原始的工业用水（如河水）水质较差，而锅炉用水通常需要达到纯水级别的清洁度。因此，从工业用水制备锅炉给水，需要经过多道处理工序。
蒸汽所使用的水，其起点同样是工业用水。
此外，由蒸汽与工业用水混合形成的热水系统，本质上也属于工业用水的派生形式。
最后总结
- 工业用水是化工厂最基础的公用工程之一
- 它会派生为消防用水、冷却水、饮用水、生产用水和蒸汽
- 在冷却用途上，实现循环水系统是重要的节水手段
- 水的使用量与回收利用，在未来将变得更加重要
理解工业用水的整体使用方式，直接关系到安全、节能以及环境保护。
在进行设备改善或优化运行条件之前，首先掌握整体结构是非常重要的一步。
如果你在化工装置的设计、维护或运行方面有任何疑问，欢迎在评论区留言交流。
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