淺談火力發電廠的節水措施

趙君

摘 要：火力發電廠是用水大戶，采用合理的冷卻方式是建設節水型電廠，節約用水，降低耗水指標，減少污水污染，保護環境，使有限的水資源發揮更大的經濟效益，是我國北方富煤缺水地區發展電力工業的必然選擇和發展趨勢。

關鍵詞：火力發電；節水措施；重要性

人類生存的空間——地球，約有四分之三的面積覆蓋著水。地球上各種水體中，海洋水占地球水儲量的96.5%，但它卻不能直接飲用，不易用之于生產和生活。分布在陸地上的河流、湖泊、冰川和地下水等水體占地球水儲量的3.5%，它們才是生產和生活用水的主要來源。但實際可利用的淡水資源占全球淡水總儲量的0.3%，占全球總儲水量的十萬分之七。

我國是一個缺水的國家，尤其是在華北、東北及西北等煤炭資源豐富的地區，水資源嚴重短缺，再加上環境污染，導致水質日益惡化。火力發電廠作為用水大戶，需要大量水資源。當在缺水地區選定火力發電廠時，許多發電廠的選擇原則往往被迫限定為“以水定電”。根據可獲取水量的多少來決定發電廠的建設規模，因此水資源問題已成為制約這些缺水地區電力發展的“瓶頸”。同時火力發電廠又是排水大戶，大量污廢水外排不利于水環境的保護和可持續發展。由此看來，如何節能減排成為電力設計行業面臨的一項嚴峻課題。

1 火力發電廠的節水措施

節約用水和減少外排廢水是電廠水務管理的核心。進行火電廠的污廢水治理，提高水的重復利用率，減少新鮮水用水量，實現節約用水，已成為火電廠生存和發展的關鍵。供水設計中可采取的節水措施有以下方式：

（1）電廠輔機冷卻系統采用熱交換器閉式循環系統。

（2）生產廢水（淡水——含鹽量較少、與原水含鹽量變化不大的廢水，如制氫站冷卻水、油罐區冷卻水及鍋爐排污水、熱力設備和管道正常、事故工況的疏放水等）經工業廢水處理間處理后可回用于循環冷卻水系統的補充水。

（3）生產廢水（中高濃度——含鹽量較高的冷卻水系統排污水、各類中和后的化學廢水）經收集后可供輸煤系統用水、干灰加濕及灰場噴灑等。

（4）循環水系統排污水供脫硫系統補充水及輸煤系統用水等。

（5）生活污水經生物氧化處理后可用于廠區綠化。進一步深度處理后也可用于循環冷卻水系統的補充水。

（6）輸煤棧橋沖洗水經煤水處理間處理后重復利用或用于煤場噴灑、除塵用水。

（7）采用氣力除灰、干式輸送、干灰貯存系統。除渣系統用水采用循環供水系統或采用干除渣系統。

（8）暖通空調系統采用循環供水系統。

（9）在嚴重缺水地區，經技術經濟比較后由濕冷循環冷卻系統改為干式冷卻系統。

2 開發應用節水新技術及其效果

2.1 廢水回收利用

廢水回收利用即全廠污廢水在滿足環保要求排放標準的處理系統基礎上僅增設少量的回用設備和處理工藝，將污廢水資源化，再次回用，在減少新鮮水耗量的同時實現零排放。

濕式循環冷卻系統是電廠用水、耗水最大的環節，回收利用冷卻塔排污水、處理回收其它工業廢水及生活污水作為冷卻塔循環水的補充水已取得了明顯的節水效果，也是電廠耗水定額下降的主要原因。

我們這里要引用“梯級供水”的概念，即當上一級排水水質能滿足要求時，經簡單處理后，可作為下一級的供水水源，一般電廠主要設三級供水系統。

（1）第一級供水為全場清水供水系統，水源為經凈化站處理后的原水。供水對象主要為：鍋爐補給水處理系統所需的生水、生活用水、制氫站冷卻用水、油罐區工業用水、除灰空壓機冷卻水、灰庫氣化風機房冷卻水、暖通空調用水、沖洗汽車及地面沖洗用水等。

（2）第二級供水系統主要為主廠房區域輔機冷卻水系統。供水對象為主廠房輔機冷卻水、鍋爐排污冷卻水。采用第一級供水系統中的制氫站冷卻用水、油罐區工業用水、除灰空壓機冷卻水、灰庫氣化風機房冷卻水、暖通空調用水、沖洗汽車及地面的排水，通過工業廢水（淡水）下水道收集，經工業廢水處理間處理（混凝、沉淀和油水分離）后作為輔機冷卻水系統的補充水，不足部分由第一級供水系統直接供給。

（3）第三級供水為廠區中高濃度廢水回用系統和廠區綠化系統。供給對象為輸煤系統沖沖洗除塵噴灑用水、干灰加濕用水以及干灰場噴灑用水。通過中高濃度中水管道收集第二級供水的輔機循環系統的排污水和化學廢水，循環水系統排污水及化學廢水含鹽量較高，一部分可直接進入煤水處理系統，經處理后供輸煤系統用水，其余水量可通過中水系統用于干灰加濕及干灰場噴灑。廠區綠化系統水源為處理后的生活污水。

2.2 采用空冷技術

空冷是指火電廠直接采用環境空氣來冷凝汽輪機排氣的冷卻系統，采用空冷技術的機組稱為空冷機組。空冷機組與常規濕冷機組相比，空冷機組節水效果顯著。常規濕冷機組其自然通風冷卻塔的循環水損失占電廠生產用水量的80%左右，而空冷機組則沒有循環水損失即節省了濕冷機組冷卻塔的蒸發、風吹及排污損失。一般來講，同容量空冷機組耗水量約為濕冷機組耗水量的四分之一。

2.3 采用干式除灰及干式除渣系統

采用干式除灰、除渣系統可以完全不用水，且產生的粉煤灰和爐渣均可回收利用。

2.4 應用節水新技術效果

2.4.1 廢水回收利用可實現電廠廢水零排放。

2.4.2 采用空冷技術及干式除灰、除渣系統等節水新技術效果

以某電廠2×600MW機組為例，詳見下表。

從上表中可以看出，相同規模機組采用不同的冷卻技術和除灰系統年用水總量相差很大。因此在新建電廠時，采用空冷機組和干式除灰、除渣系統可以大量有效的節水，為今后電廠建設的方向。

3 節水工作存在的主要問題

盡管目前新建單機容量300MW及以上的電廠從設計、施工及運行管理等環節均考慮了節水問題，并取得了良好的節水效果。但從整個電力行業來說，仍存在不少問題。

3.1 水務管理不夠重視。

一般電廠在投產運行以后對節水、污廢水處理裝置是否能正常運行、以及其處理效果等方面的管理要求低。相當一部分電廠長期沒有開展水平衡測試，少數電廠用水無定額，用量不計數。部分電廠跑、冒、滴、漏、溢現象依然嚴重，特別是對溢流水的浪費沒有引起足夠的重視。總的來講，電廠水務管理粗放，節水機構不健全，監督考核不嚴等問題仍然存在。

3.2 主要耗水指標達不到設計要求和測試值。

耗水指標達不達標原因很多，包括設計、安裝調試、運行管理等諸多因素。一般而言，電廠循環水濃縮倍率達不到設計水平，污廢水回收率低，重復利用次數少是主要原因。

3.3 節水技術水平落后，節水治污資金不足。

節水治污需要大量的資金投入，往往由于資金不足，采用的節水治污設備陳舊、處理效率低，可靠性差。

4 結束語

火力發電廠用水量大，系統復雜，節水工作必須系統的、堅持開源節流的方針，及時采用新技術、新工藝、新設備對原有系統進行技術改造，推廣節水器具，采用一水多用，廢水回收，循環利用等工藝，強化運行調整，就能大幅度的減少生產和生活用水量，緩解水資源短缺造成的壓力。加強各級計量及設施管理，重視水平衡測試工作和水務管理，這是節水工作的有效措施。做好火電廠的節水工作，不僅能減少水資源的開采，還可以減少企業的能耗損失，減少污廢水排放對環境的污染，使企業實現可持續發展。

參考文獻

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