火電廠節水措施淺析

李長寬，劉 娟，王智群

(1．中國化學工業桂林工程有限公司沈陽分公司，遼寧 沈陽 110003;2．遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006;3．大慶油田工程建設有限公司油建公司，黑龍江 大慶 163000)

節能減排是當前的一個重要課題，我國節水形勢更為緊迫，電力行業在國民經濟中所占的比重也逐年增加，根據中國電力勘察設計協會近幾年的統計數據，我國電力企業在用水量控制方面比較粗放，一些電廠項目的設計沒有從節能減排需要出發，產品的取水量遠高于用水定額［1］。火電廠作為電力行業的代表，其生產用水量相對較多，要保證產品質量，很大程度上需要更多的水資源消耗來保證正常運行，因此在節水方面具有很大的潛力［2］。

1 火電廠節能評價標準

火電廠節能評價標準依據國家行業標準及現場規程和實踐經驗，針對節能指標和節能管理工作進行逐項評價［3］，分配原則如圖1所示。

a． 水耗占發電成本的3% ～4%，取其權重為7.7%。

b． 煤炭約占發電成本的70%，因此，與煤耗有關的指標權重為80.5%。由于供電煤耗的計算中包含了油耗和廠用電，將這兩方面的指標也列在煤耗中。

圖1 火電廠節能評價指標權重分配圖

c． 節能管理工作內容和能源計量的相關指標，分別取其權重為3.3%、5.8%。

d． 材料消耗指標中的磨煤鋼耗、補氫率、酸堿耗為發電固定成本的一部分，占用火電廠大量維護費用，為加強這方面管理，取其權重為2.7%。

按相互影響的層面劃分，火電廠節能評價指標體系如表1所示，節能評價指標共46個，其中水耗及相關指標為5個。節水指標是火電廠節能體系中重要的組成部分，面對當前火電廠生產模式，只有深刻了解節能評價指標，才能更準確掌握節水措施。火電廠通過對影響水耗指標的主要因素進行分析，確定反映火電廠水耗狀況的指標。

表1 火電廠節能評價指標體

2 火電廠節水措施

2.1 提高復用水率

根據發電廠各工藝系統對水量、水質和水溫的要求及用水全過程，對全廠用水、排水進行統一平衡和調度，提出優化用水方案，實現一水多用，提高重復用水率，降低全廠耗水指標，提出水量平衡方案。降低復用水的技術措施如下。

a． 水力除灰用水可采用經處理合格后的廢水或循環冷卻水系統的排污水。采用水力除灰且貯灰場內的水可回收時，灰水宜重復利用。

b． 鍋爐沖渣水宜根據除渣和除灰系統情況回收利用。干灰場噴淋防塵用水可采用經處理合格后的廢水或循環冷卻水系統的排污水。

c． 輸煤系統 (輸煤棧橋、卸煤溝、轉運站、混煤倉及主廠房輸煤皮帶層等)的沖洗水，經相應工藝處理合格后循環使用。輸煤系統沖洗水的補充水宜采用循環冷卻水的排污水或廢水處理站處理合格后的排水。

d． 工業冷卻水宜回收利用。工業冷卻水排水經核算，滿足其它工藝用水要求時，可作為其它系統的補充水。

e． 熱力系統的疏水、鍋爐排污水應根據具體情況，經降溫后可用作鍋爐補給水處理的原水或熱網、循環冷卻水等系統的補充水。

f． 鍋爐化學清洗過程中的沖洗水可送往水力除灰系統重復利用，當作為渣水系統的補充水時，應符合渣水補充水的要求。

g． 生活污水經處理達到回用標準后，宜用于綠化、噴灑或雜用水系統，當其水質達到其它系統的用水標準時，也可作為相應工藝系統的用水。

2.2 控制化學自用水率［4］

化學自用水率指化學制水車間消耗的水量占化學制水車間取用水量的百分比。新鮮水經過沉淀過濾、陰陽離子交換床和反滲透裝置制成除鹽水或軟化水，作為補充水進入生產系統。水處理的基本原則如下。

a． 地表水預處理宜采用沉淀、澄清或過濾。懸浮物含量較少時，可采用接觸混凝、過濾或膜處理。

b． 當地表水懸浮性固體和泥砂含量超過所選用澄清器的進水要求時，應在供水系統中設置降低泥砂含量的預沉淀設施。

c． 對于再生水及礦井排水等回收水源應根據水質特點采用生化處理、殺菌、過濾、石灰凝聚澄清、超 (微)濾處理等工藝。對于水處理容量較大，碳酸鹽硬度高的再生水宜采用石灰凝聚澄清處理，石灰藥劑宜采用消石灰粉。

d． 當水源非活性硅含量較高時，應考慮硅對蒸汽品質的影響，可采用接觸混凝、沉淀、澄清、過濾及超 (微)濾等方法去除。

e． 原水有機物含量較高時，可采用氯化、混凝、澄清、過濾等方法處理。上述處理仍不能滿足下一級設備進水水質要求時，可同時采用活性炭、吸附樹脂、生化處理或其它方法去除有機物。

f． 當采用常規預處理系統不易保證反滲透進水水質要求或處理系統過于復雜、龐大時，可選擇超 (微)濾處理作為反滲透的預處理系統。

g． 水源中碳酸鹽硬度或硅酸鹽含量較高、原水受到污染需綜合治理以改善水質時，可采用石灰、弱酸離子交換或其它藥劑聯合處理。

2.3 降低灰水比［4］

采用水力除灰系統的電廠 (海水除外)，灰水比是指輸送每噸重量的灰渣所耗用水的重量。電廠應在除灰系統管路上設置測量點，并有專門的測量器具，每季度測量一次。基本要求如下。

a． 火電廠除灰渣和煙氣凈化方式的選擇，應把節約用水作為一個重要因素進行考慮，根據燃料及其灰渣特性、灰渣量、灰渣綜合利用條件、廠外輸灰渣距離、交通運輸條件、環保及節能要求等，綜合技術經濟比較后確定。

b． 嚴重缺水地區和條件合適的火電廠宜采用干式除塵、干式除灰渣及干貯灰場。當要求煙氣脫硫時，上述地區的火電廠應考慮采用有利于節水的脫硫技術。

c． 采用水力除灰系統的火電廠 (海水除外)，灰漿的濃度應采用高濃度 (水灰比不超過2.5～3)或中濃度 (水灰比不超過5～6)，不宜采用低濃度進行水力除灰。

d． 當采用干式除塵及廠外采用高濃度或中濃度水力輸灰系統時，廠內宜采用干灰集中后加水制成灰漿的水力除灰系統。

e． 鍋爐排渣裝置宜采用節水型設備。排渣設備取出的干渣和制粉系統排出的石子煤可采用帶式輸送機集中至高位渣斗后裝車外運。當爐底渣和石子煤在廠內采用水力集中時，宜采用壓力管道輸送至脫水倉，經脫水后用汽車外運。

f． 火電廠在生產運行中應加強對除塵、除灰渣用水量的管理。灰渣水力輸送的水灰比應按設計要求嚴格控制。

2.4 提高循環水濃縮倍率［5］

循環水濃縮倍率是指采用濕式冷卻水塔的電廠，其循環冷卻水與補充水的含鹽濃度之比。在循環冷卻水系統中，循環水通過冷卻水塔時水分不斷蒸發，蒸發掉的水中不含鹽分，所以循環水中的溶解鹽類不斷濃縮，其含鹽量也逐漸增大，為了將循環水含鹽量控制在一定水平，需要排放一部分循環水，同時補充一部分新水，循環水與新水的含鹽量之比即為濃縮倍率。濃縮倍率越大，節水程度越高［6］。影響濃縮倍率的因素主要為冷卻水塔的合理選擇、工藝管道配置、旁濾裝置、保有水量和補充水的水源及水質等。

2.5 降低鍋爐補水率［7］

鍋爐補水率指向鍋爐及其熱力循環系統補充的除鹽水量占鍋爐實際蒸發量的百分比。鍋爐補水率應控制在鍋爐蒸發量的2%以下，但有少數電廠全年平均補水率達5%，個別電廠高達8%以上。降低鍋爐補水率的技術措施如下。

a． 加強對汽水品質的監督，合理確定鍋爐定期排污率和連續排污率。

b． 單元式機組宜采用滑參數啟動方式。

c． 適時檢查系統管道閥門，提高汽水系統嚴密性。

d． 盡量減少非生產用汽量、用水量及廠用蒸汽量。

3 結束語

我國火電廠是主要用水、排水大戶，且耗水指標與國內外先進水平有一定差距，在水資源日漸匱乏及環保法規日趨嚴格的形勢下，提出了提高復用水率、控制化學自用水率、降低灰水比、提高循環水濃縮倍率、降低鍋爐補水率等多項節水措施，應結合國情做好火電廠的節水工作，減少廢水排放對環境的污染，實現企業可持續發展。

［1］ 中國電力企業聯合會．火電行業節水現狀、經驗及存在問題［J］．資源節約與環保，2005，21(5):23－24．

［2］ DL/T 5339—2006，火電廠水工設計規范 ［S］．

［3］ 宋 雷，高新民．火力發電廠節水途徑探討［J］．電站系統工程，2006，22(2):20－22．

［4］ DL/T 783—2001，火電廠節水導則 ［S］．

［5］ 趙翠仙，張勝寒，許勇毅．淺析火力發電廠循環冷卻水的高濃縮倍率［J］．工業安全與環保，2005，31(12):9－11．

［6］ 房金祥．提高熱電廠循環水濃縮倍率的措施 ［J］．能源技術，2006，27(2):85－88．

［7］ 陳進生．火電廠節水技術探討 ［J］．工業水處理，2003，23(1):73－75．