某火力發電廠的節水設計

蘇咸偉 鄧永勝

（國核電力規劃設計研究院北京100095）

0 引言

電廠節水是一項牽涉到各個環節的工作，合理的設計、采用高效低耗的節水技術和設備，加強電廠的運行管理，各方面都是相輔相成的，缺一不可，要以經濟合理和保護水環境為目的，凡是可以重復利用的水要多次使用，做到各種水質的水都能“水盡其用”，提高污水的回用率，從而減少用水量和排水量，提高經濟效益和社會效益。

1 國內外電廠耗水現狀

目前，國內外火力發電廠的耗水情況見表1：

表1 空冷發電單位發電量耗水量情況表單位：m3/(s·GW)

從表中可以看到我國目前火力發電廠采用空冷機組的耗水指標與南非空冷機組的耗水指標相比高出較多，這是因為南非在十分缺水的狀況下采用了深度節水措施，主要體現在脫硫系統、除灰系統及輔機循環水系統的選擇。

2 國內某工程的水務管理及節水措施實例

2.1 工程概況

本工程為2×350MW國產超臨界抽凝空冷供熱機組，廠址位于新疆維吾爾自治區庫爾勒市附近，處歐亞大陸深處，天山南麓中段。生產水源采用地區供水工程的地表水，生活水源接自城市自來水管網。

2.2 全廠水量平衡

全廠用水采用分質使用，梯度供給，一水多用的原則。脫硫設備用水、汽機房雜用水、輔助車間設備用水、生活用水等采用配水廠供水；鍋爐補充水采用除鹽水；各類沖洗用水，灰場、煤場的噴灑防塵用水，干灰加濕攪拌用水，脫硫工藝用水等采用回收的工業廢水。

根據全廠水量平衡，2×350MW空冷機組夏季生產用水量為237m3/h，折合設計耗水指標為0.094 m3/s·GW，全年用水量為166.8×104m3/a。

2.3 本工程節水措施分析

2.3.1 主機采用間接空冷機組

2 ×350MW超臨界機組采用空冷系統，大大降低電廠耗水指標，同濕冷機組比較可節水約750m3/h。

2.3.2 輔機冷卻系統

輔機冷卻水系統采用帶蒸發冷卻器的閉式循環水系統，采用擴大單元制供水。冷卻后的水由水泵升壓后送至主廠房供輔機冷卻，升溫后返回蒸發冷卻器冷卻，再循環使用。環境氣溫較低時，將蒸發冷卻器停運，主廠房內閉式循環水進入主機間接空冷系統進行冷卻。與常規機械通風濕冷塔相比，在冷季節可避免風吹損失約2m3/h，避免蒸發損失約47 m3/h。本工程地處新疆地區，冬季低溫季節持續時間按5個月考慮，折合到全年來說，節省用水約20 m3/h。

2.3.3 煙氣余熱利用系統

采用余熱利用濕法脫硫系統，吸收塔入口處加裝低溫省煤器，煙氣溫度降低，濕法脫硫系統用水量節約30m3/h。

2.3.4 除灰系統

除灰系統的設備冷卻均采用水冷卻，冷卻水可以全部回收，無水量消耗。除渣系統采用鋼帶輸渣機及加濕攪拌機，汽車運輸。除渣主要耗水為渣的加濕攪拌。除灰在廠區內采用氣力集中干除灰系統，無需耗水。干灰用汽車送到干灰場前需進行攪拌加濕，加濕水量為22m3/h。

2.3.5 空調系統

主廠房各空調系統均采用風冷直接蒸發式空調機組，取消了空調冷凍水系統的冷卻水系統及其補水，減少了用水量。主廠房及輸煤系統采用110/70℃熱水采暖，相對與蒸汽采暖系統避免了由于采暖蒸汽凝結水品質差難以回收利用造成的浪費及蒸汽采暖跑冒滴漏造成的損失。

2.3.6 污、廢水回收利用

化學水處理系統過濾器反沖洗排水；凝結水精處理系統排水；除塵器地面沖洗排水；主廠房及輔助車間地面沖洗排水；經酸堿中和處理后的化學車間排水、鍋爐酸洗廢液排水、空氣預熱器沖洗排水等均回收至工業廢水處理站，經處理后回用于灰渣系統和脫硫工藝用水。可節約用水約30m3/h。

生活污水主要處理工藝流程為：生活污水→生活污水排水管→格柵井→生活污水調節池→提升泵→初沉池→曝氣生物濾池→反沖洗水池→接觸消毒池→提升泵→廠區道路沖洗、綠化用水。可節約用水約5m3/h。

含煤廢水主要是輸煤系統沖洗水以及煤場雨水，均為間斷性排放。含煤廢水處理工藝流程為：含煤廢水排水管(溝)→含煤廢水調節池→管道混合器→反應池→斜管沉淀池→重力式無閥濾池→回用水池→接廠區回用水管網。含煤廢水經處理合格后回用于輸煤系統水力清掃及噴霧抑塵用水，可節約用水約14m3/h。

2.3.7 節水量統計

以上措施未進行全面的技術經濟比較，僅從技術方案上考慮了其可行性。通過以上節水措施，粗略估算2×350MW機組電廠可節約用水約100 m3/h，按年運行小時數5500小時考慮，全年節約用水約55萬m3，根據該工程所在地區地表水價格2.83元/m3，全年節省水費約156萬元。目前工業用水價格呈上漲趨勢，尤其是本工程地處新疆地區，屬于水資源相對缺乏的地區，水價上漲潛力更為顯著。而隨著用水價格的上漲，采用節水措施的必要性更加緊迫。

3 結束語

火力發電廠節水措施多種多樣，涉及到電廠的各個系統，需要統籌考慮、合理選型。應針對具體工程的用水情況進行水務流程分析，繪制合理水務流程圖，節省不必要的蒸發損失，提高水的梯重復利用率。本文提到的電廠實例結合工程的實際情況，在設計中貫徹節水原則，綜合采取各類有效的節水措施，從目前的國標規范要求和廢水回收率看，耗水指標已經達到了國內較為先進的水平，筆者認為，本文的節水措施和方案可作為國內其他電廠借鑒。

【參考文獻】

[1]火力發電廠水工設計規范，DL/T5339-2006．

[2]大中型火力發電廠設計規范，GB50660-2011．

[3]同浩強，火力發電廠的節水方法探討，價值工程，2013，20：109-110．