小型火力發電廠節水技術

張悅

（中國聯合工程公司，浙江 杭州 310022）

進入21世紀以來，我國國民經濟迅猛發展，對能源的需求量與日俱增，由此帶來電力行業的快速擴張。占全國總發電量80%以上的火力發電機組也得到了快速發展。在民營經濟相對較為發達的一些地區，沿海、沿江經濟帶，小型的火力發電機組更成為一些中小規模產業開發區的必要配套設施，以及一些企業自備發電的首選。然而，這些小型火力發電廠在節水節能，污染物排放等方面往往投入不夠，在取得良好經濟效益的同時，忽略了環境效益。

近年來，隨著國家節能減排戰略的加緊實施，以及可持續發展的迫切要求，尤其是在我國水資源日益緊張的形勢下，小型火電廠如不采取適當有效的節水措施，不但不利于同環境的和諧發展，而且還會增加企業的經營成本。因此，節約用水、減少排放勢在必行。

小型火力發電廠節水技術研究的目的是：

認真研究火電廠各生產系統用水、排水的要求和特點，分析影響節水的各種因素，合理循環、處理、重復使用水源，按照各用水系統對水質的需要，分級用水，減少電廠的用水量和排水量。

1 小型火力發電廠用水量

1.1 冷卻水

小型火電廠的冷卻形勢主要包括間接冷卻和直接冷卻兩種。

間接冷卻是指通過熱交換器換熱，冷卻水基本上不受傳熱介質污染，如凝汽器冷卻等。直接冷卻是指冷卻水和散熱介質直接接觸冷卻，如泵軸承冷卻等。冷卻水的水質要求無雜質、無腐蝕、不易結垢。正常情況下，冷卻用水需要循環使用。小型火力發電廠大多采用帶機械通風冷卻塔的循環系統。普遍采用向冷卻塔水池內投加殺菌劑及緩蝕阻垢劑來控制水質，也有采用部分旁濾來提高水質的做法。

1.2 化學處理水補充水

化學水處理系統是為火力發電廠的汽水系統提供軟化水的獨立系統。通過陰陽離子交換法或膜分離法來去除常規生產用水中存在的一些離子，將水軟化、脫鹽，供給中、高壓鍋爐使用。化水處理的用水需由常規水來供給，用水量一般在小型火電廠的總用水量中占有相當大的比重。根據處理工藝的不同，系統排放的廢水量有所不同，但是總量較大，且有酸堿性，常規方法不易處理，不宜回用。

1.3 脫硫工藝用水

為了適應節能減排的要求，目前各火電廠都配有煙氣脫硫系統。因此而產生了一部分用水量。這部分水主要用于煙氣的冷卻，是不可回收的消耗性用水。

1.4 除灰渣及燃料系統沖洗用水

這部分水用于除灰加濕攪拌，以及輸煤建筑物內的地面沖洗等，對水質要求不高，不可回收利用。

1.5 鍋爐排污冷卻用水

在小型火電廠運行過程中產生的鍋爐定期排污水溫度較高（100°C），不能直接回用，而直接排放又會產生熱污染，因此必須摻入一定比例的冷水，進行降溫冷卻后再考慮回收利用。

1.6 生活、消防用水

生活用水一般直接取自市政自來水。消防用水可以取自自備水源，也可以直接取自市政自來水。

1.7 其他雜用水

包括廠區雜用水，機房雜用水等未預見水量。這類用水對水質無特殊要求。綜上所述，在小型火力發電廠的運行過程中，能夠回收利用的水量主要有冷卻后的鍋爐排污水，以及冷卻塔的排污水。

2 小型火力發電廠的節水設計

根據各電廠的實際情況，依其水量、水質情況，采用合理的流程，一水多用、重復利用，減少排污量，在提高經濟效益的同時提高環境效益，有著重要意義。 目前的火力發電廠設計都把節約用水作為一項重要的技術原則，為施工和生產過程中做好節水工作創造良好的條件。

小型火力發電廠根據自身情況，有的直接采用市政自來水作為水源；有的采取河道取水，簡單處理的方法來降低生產成本。但是由于規模小，投資少，各電廠都不可能建設專門的污、廢水處理設施。目前大多采取排放至市政污水處理設施的方法。由于小型火電廠的種種局限性，很難做到大型電廠的就地再處理再利用，因此也就很難做到零排放，只能根據現有的工藝流程盡量做到重復利用，減少排放。

小型火力發電廠節水措施主要有：

2.1 鍋爐排污水

鍋爐運行過程中產生的排污水，水量不大，但溫度較高，不能直接利用。摻入一定比例的新鮮水后，可將水溫控制在30~40°C。這部分水可以泵送至循環冷卻塔，作為冷卻塔的補水，用以補充風吹、蒸發，以及排污造成的水量損失。這種做法在達到冷卻工藝要求的效果的同時，可以減少部分新鮮水的用量。

2.2 冷卻塔排污水

電廠的循環冷卻塔在運行過程中，必須排放少部分水量來保證冷卻水的水質。這部分排污水的水質情況基本良好，可以作為回用水源，供給對水質要求不高的其他工藝使用。一般可以用作脫硫工藝用水、除灰渣攪拌用水及燃料系統沖洗用水。這部分用水量都是消耗性用水，不產生或只產生少量排污。這種做法在提高生產用水的重復使用率的同時，還可以適當的減少排污。

附圖1小型火力發電廠水量平衡圖

2.3 提高冷卻塔的循環濃縮倍率

冷卻塔的循環濃縮倍率決定了排污量的多少。在保證水質的前提下，適當的提高濃縮倍率，可以相應的減少排污量。這種做法在很多大中型電廠中都有應用。但是由于小型火電廠的冷卻水量本身較小，采用這種方法意義不大。建議優先考慮將排污水重復利用。

小型火力發電廠水量平衡設計見附圖1。

由此可見，小型火力發電廠的節水設計主要體現在以下幾個方面：首先，必須兼顧水系統的設計和整個電廠生產系統的設計，整個系統必須成為一個有機的總體，布局合理、經濟可靠、操作方便。其次，充分利用水源，最大程度地進行回收，重復使用。另外，應盡量采用先進的運行管理方法，提高管理水平，來提高電廠節水工作的效率。在當今我國經濟高速發展的大背景下，小型的火力發電廠有其存在的意義。還將在今后一定時期內為國民經濟的發展發揮其重要作用。然而，節能減排，可持續發展也是社會發展的必然趨勢。如何在實現經濟利益最大化的同時，同步實現環境效益最大化，將成為一個值得我們不斷思考的主題。

[1]張文斌，曹永振，朱軍等.電力工程水務設計手冊.中國電力出版社.

[2]嚴煦世，范瑾初等.給水工程（ 第四版）.中國建筑工業出版社.

[3]張衛東，張令符等.火力發電廠節水導則.中國電力出版社.