火電廠水務管理與零排放的研究

　　摘要：文章結合電廠實際，提出了新的設計思路，對水資源的合理利用做出詳細分析，實現火力發電廠節水及零排放目標。
　　關鍵詞：火力發電廠；水務管理；零排放；濁污分流；梯級分配
　　
　　一、概述
　　
　　隨著工農業的迅速發展，近年來因水資源的日益緊缺，使得水資源成為制約電廠建設的重要因素，雖然在部分地區水資源的矛盾不太突出，但是因存在水資源的不合理利用，造成了水資源的浪費。所以無論從經濟效益還是從社會效益出發，每一個工程都應該從設計階段開始對水資源的合理利用作出詳細的論證，結合各用水點對水量水質的不同需要，對全廠的水量進行科學的分配和控制，達到既滿足生產生活需要，又節水節能節省投資的目的。
　　
　　二、水務管理的目的
　　
　　電廠水務管理的目的在于：在滿足生產需要的前提下，按照各工藝系統用水量及對水質的要求，結合水源條件，合理選擇供水系統；根據各排水點的水量水質和環保要求，合理確定各排水系統及廢水處理方案；通過行之有效的技術措施，對電廠各車間各設備用排水量進行平衡及重復利用，達到合理用水、節約用水、降低耗水量、合理利用水資源的目的。
　　
　　三、水務管理分析實例
　　
　　以下以某2X600MW機組火力發電廠的水務管理為例，介紹水務管理與零排放的設計思路。
　　（一）對全廠用水狀況進行分析
　　1、用水分類。間接冷卻水：用于主機、輔機冷卻器，如凝汽器、主機冷油器、發電機空氣冷卻器、氫氣冷卻器等；直接冷卻水：如軸承冷卻水、鍋爐排污冷卻水等；除灰、渣用水：用于爐底密封、爐渣熄火、沖排灰渣、干灰調濕、輸送風機和氣化風機冷卻等；化學處理用水：鍋爐補給水；生活、消防用水；廠區雜用水、機房雜用水、輸煤系統沖洗用水、煤場噴灑用水、灰場噴灑用水等。
　　2、用水量、用水水質特點及用水損失。凝汽器：夏季最大冷卻用水量為117150m3/h，冬季冷卻用水量為80520m3/h。維持系統穩定，保持一定的品質。其消耗在冷卻塔蒸發、風吹和循環水排污中體現。冷卻塔：蒸發損失1710m3/h，風吹損失117m3/h，排污損失282m3/h，合計損失總量2109m3/h。輔機冷卻水量，主要供主廠房各冷卻器冷卻水，閉式循環。水質指標同循環水。其用水全部回收。部分不能直接回收到循環水系統的工業水：例如燃油泵房油泵冷卻水、鍋爐和汽機房雜項用水、爐底密封水、撈渣機密封水、渣漿泵軸封水等。化學水處理用水：用水量約為130m3/h，包括凝結水處理共產生廢水46m3/h，其中30m3/h的反滲透濃水經循環水旁流弱酸處理系統后補入循環水系統，其中廢水送入工業廢水處理系統，處理后用于干灰調濕系統、煤廠噴灑、灰場噴灑等。循環水排污水：282m3/h。灰庫調濕用水：平均用水量40m3/h。最大45m3/h。輸煤棧橋沖洗及煤場噴灑用水：最大用水量60m3/h，處理后自循環。平均消耗水量30m3/h。生活消防用水：平均用水量20m3/h。消防用水平時不用，不計入水量消耗。
　　（二）用水、排水的科學分配
　　根據本工程的水源條件以及上述各用水點、用水量、不同的水質要求和排水點、排水量的情況，通過對水量的平衡計算和水務規劃，找到適合電廠特點的節水與零排放技術方案。
　　1、常規電廠的設計思路。如循環水排污再利用、廢水處理水供除灰等采用分級利用的方式可以得到的補充水量計算如表1。
　　
　　從表1中可以看出，總消耗補充水量為2366m3/h。用水基本采用分級使用的方法：補充水→循環水→排污→廢水處理→噴灑等隨物料消耗。但是由于循環水濃縮倍率的影響，廢水經過常規工業廢水處理站處理，還有少部分達標廢水，無法回收到循環水系統，白白浪費。若要回收利用，必須再經過除鹽處理系統。
　　2、零排放設計方案。從表1看出，達不到零排放的根本原因在于，循環水排污水在經過普通的工業廢水處理站處理后，低級用戶使用不完。因此，我們想到了利用循環水排污供給脫硫系統用水；懸浮物超標水與高含鹽廢水分排方式，使得工業廢水中不摻高含鹽水，保證了工業廢水中鹽分不超標，這樣工業廢水經過簡單處理后可以補進循環水。高含鹽廢水讓最低級用戶使用。
　　通過濁污分流、結合多級用水分配，本次設計方案工業廢水處理站有121m3/h左右廢水經過簡單的物理處理后，有86 m3/h，回收到循環水，另外35m3/h隨污泥消耗掉；高含鹽廢水經過調PH值和脫穩加阻垢劑處理后供低級用戶消耗。因此總補給水量減少到2258m3/h。與常規設計相比補充水耗水量減少了108t/h，節水4.6%左右。同時電廠沒有廢水外排，大大減少了排污費。
　　（三）零排放技術方案的節水效果
　　2X600MW機組最大補充水量：2258m3/h（0.63m3/s），折合千兆瓦耗水量0.525m3/s，比21世紀示范電廠每千萬兆瓦耗水量0.83m3/s，節約24.6%。節水效果較為顯著。
　　（四）零排放設計方案的工程措施
　　電廠實施零排放技術，建設的設施包括：生活污水處理設施、煤泥廢水處理設施、工業廢水處理、循環水旁流處理系統、污水復用水系統、WMM型水務管理系統等。
　　生活污水處理：生活污水采用生物處理工藝系統，其出水水質優于《建筑中水設計規范》（GB50336-2002）中對綠化用水水質的規定。煤泥廢水處理：在煤場附近設2套煤泥處理設施，以對因沖洗棧橋產生的含煤泥廢水進行處理，總處理量為30m3/h。處理后的水除煤泥本身所帶走的水量外，其余水繼續供棧橋的沖洗，重復利用。工業廢水處理：將工業廢水集中在一起，統一進行處理，其廢水包括：鍋爐房雜用水、汽機房雜用水、處理后生活水。處理合格后進入循環水系統。循環水旁流處理：循環旁流處理總量為100t/h，回收供除灰用水。污水復用系統：收集高含鹽量廢水，經過PH調節和加阻垢劑、穩定劑處理后，通過復用水泵打到低級用戶使用。水務管理系統：經過計算電廠2X600MW機組最大耗水量與最小耗水量之差為533t/h，因此沒有有效的控制手段，即使設計的系統方案再完善亦無法達到節水效果。而水務管理系統解決了這個問題。WMM型水務管理系統主要由水量、水位測控采集系統、氣象參數測量系統、中央測控系統組成。其主要功能包括：電廠用水、排水的集中監測、統計；全廠耗水量和廢水排放量的在線動態顯示；根據電廠“全年用水動態數學模型”對電廠補給水量實現動態調控，確保電廠按照最佳用水模式運行，在保證電廠滿發的前提下，使水耗降到最低。
　　
　　
　　四、經驗總結
　　
　　（一）鍋爐排污水回收
　　鍋爐排污水水質與循環水相比無論是含鹽量、懸浮物等指標都很小，因此從設計上拋棄傳統的地溝水進行冷卻，再排地溝的方式，而是用循環水并采用管道供給冷卻，再用泵將混合水回收到循環水泵房前池的方式。這樣既節約用水，又改善循環水水質。
　　（二）循環水旁流處理
　　循環水旁流處理采用旁路澄清過濾-弱酸處理加穩定劑處理系統，降低了循環水堿度和懸浮物含量，提高了循環水的濃縮倍率，減少排污量。濃縮倍率達到5.56。
　　（三）濁污分流
　　濁指懸浮物超標水，污指高含鹽水，二者不混合，分別供給相應的用戶使用。如果高含鹽廢水不直接消耗而與濁水混合，提高了廢水處理站的規模并且使大量廢水無法回用。濁污分流的思路通過低級用戶對高含鹽廢水的消耗，解決了零排放技術中投資過大的問題。
　　（四）水的梯級使用與分配
　　零排放設計方案體現了用水的梯級使用與分配，本工程水的梯級使用如下：補充水→部分輔機冷卻水→循環水→鍋爐補給水→鍋爐補給水廢水→物料消耗和蒸發；循環水→排放濁水→工業廢水處理→循環水。
　　（五）其它常規的節水設計特點
　　1、盡量回收冷卻水。所有輔機冷卻器的冷卻水采用閉式冷卻系統，水源取自循環水；主廠房內、外各轉動機械軸承冷卻水等工業水考慮大部分回收，小部分外排，減少工業廢水處理量。
　　2、安裝冷卻塔除水器。冷卻塔裝設除水效率高的“B0a-42/145型”，收水效率可達99%，比不裝除水器節水67～80％。
　　3、全廠排水系統按分流制設計，即雨水系統，生活污水系統，工業廢水系統。減少了以往常規設計排水系統為合流制系統而引起的廢水處理量較大的弊病，簡化了廢水處理設施及其規模，降低了工程投資。其中生活污水系統，工業廢水系統設置相應的處理裝置
　　
　　參考文獻：
　　1、金鑫.中國水務管理百科全書.
　　2、張廣剛.徐州電廠水務管理現狀與設想[J].電力環