淺議火力發電廠節水技術的優化

劉國中（安徽淮南田家庵發電廠,安徽 淮南 232007）

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淺議火力發電廠節水技術的優化

劉國中
（安徽淮南田家庵發電廠,安徽 淮南 232007）

摘 要：隨著我國經濟發展水平的不斷提高，工業生產技術在不斷優化與提高，工業用水也隨之增加，尤其是火力、冶金、造紙、化工等領域水資源利用率最高，在生產的同時，因為節水意識淡薄，常出現水資源浪費，造成水資源短缺，影響正常生產生活。為此，本文對火力發電廠節水技術進行分析，提出一些優化建議，旨在為發電廠節水提供一些借鑒。

關鍵詞：火力發電廠；節水技術；優化；工業生產

水資源是人類賴以生存的重要資源，但水資源污染、水資源短缺會對人們的生產與生活中造成威脅，加強對節水技術的研究與應用變得非常迫切，世界范圍內的節水、節能、減排已經成為大趨勢。我國可利用水資源為3.89萬億m3，在世界排名第4位，即使水資源總量多，但人均水資源非常少，世界排名118位，屬貧水國家。而火力發電廠是維持社會正常用電的重要工廠，生產不斷深入，用水量巨大，加強節水技術應用與優化至關重要。

1 火力發電廠用水原則與節水方向

1.1 基本原則

火力發電廠各項生產需要利用很多資源，其中，水資源是應用最多的，并且生產中需要借助非常多的配水管道與排水系統。我國在《火力發電廠節水原則》中對火力發電廠節水做出了明確指示，要求發電廠需嚴格遵循這一原則生產。基本原則如下：

結合水資源條件、自然環境、地質條件等合理選擇火力發電廠廠址，對用水指標進行合理優化與控制；要在確保發電廠生產穩定、安全的前提下使用節水技術；不斷使用先進的節水復用技術，增強廢水回收利用率，減少水資源浪費，提高生產效率；在設計、生產、規劃的全過程中加強不同部門的聯系與溝通[1]。

1.2 火力發電廠節水走向

水資源節約有兩層意思，一層是減少水資源浪費，減少水資源消耗；一種是保持用水質量，優化用水系統。只有依靠先進的節水技術與工藝才能實現水資源的循環利用，實現水資源再生，減少水資源浪費。在我國火力發電廠中，循環供水系統應用最多，這一系統應用業成為節水重點。系統構成為：有40%～70%的冷卻系統補給量，10%～30%的水力輸灰，5%～9%的鍋爐補給水量，還有一小部分生活用水。在圍繞著這一系統開展節水時，減少水資源排放量與使用量是滿足發電用水需求的關鍵[2]。要對各個系統進行合理安排，確保各個系統水質都能達到用水標準，加強對廢水、廢渣的集中處理，降低處理成本。

2 火力發電廠節水技術現狀

火力發電廠在意識到節水重要性以后，開始廣泛使用各種節水技術，不同的節水技術都是優勢與缺陷并存的。下面將詳細介紹這些節水技術，探討其優勢與不足。

2.1 冷卻技術

空冷技術節水效果較為顯著，有海勒式間接空冷、表面式空冷以及直接空冷幾種。使用空冷機組系統，循環是密閉的，能夠減少水資源的流失與浪費，實現水資源的隨時補給，與普通發電廠濕冷機組存在較大差異[3]。該系統使用的散熱器為管片式的，而普通濕冷機組則使用直接冷凝汽輪，與干式冷卻原理一致。據相關調查顯示，混合式凝汽器空冷系統使用率為30.5%，間接空冷系統為20.4%，直接空冷系統為38.5%。

優點：與濕冷和干冷機組相比，冷卻水系統節水率達89.8%以上，能使整個發電廠節水至80%以上，將外泄損失減少，并且循環水的損失率非常低。此外，空冷機組占地面積小，能夠以架空方式掛在高架平臺上，維護成本低，操作簡單，沒有噪聲，不會產生污染。

缺點：使用空冷機組需要投入大量成本，安裝、使用總成本為干、濕機冷機組的3倍左右。并且機組運行中將產生非常多的熱能，耗熱比重高，在夏、冬兩季對空氣溫度有較大影響，夏季冷卻效果不明顯，機組負荷運行將出現故障。冬季要實施防凍措施，才能減少凍損[4]。

2.2 敞開式循環冷卻水系統

可以通過多種水處理方法將濃縮倍率提升，應用到的技術有物理法、生物化學法、軟化技術等，但是運行成本高，只有水質達標才能將碳酸鹽硬度與鹽度降低，因為北方水質略差，碳酸鹽硬度與鹽含量非常高，要對循環水進行軟化處理，在北方這一技術應用較為普遍。

優點：使用敞開式循環冷卻水系統能夠將濃縮倍率提高，提升節水效果。并且使用化學處理技術能將系統維護成本降低；使用物理處理法既環保又方便，能同時除垢、殺菌以及緩蝕。配合使用電磁法、超聲波法、等離子法能夠使節水效果更加顯著[5]。

缺點：在完成濃縮內率的提升以后，因為鹽酸含量的增加將會在容器內生成結垢。由此，使用這一技術要控制好濃縮倍率，化學技術應用過多，會造成水狀態不穩，技術系統相對復雜，大量的酸堿中和會造成環境污染。

3 火力發電廠節水技術優化策略

3.1 用水流程的優化

在對水流程進行優化過程中要始終堅持節約、環保、提升生產效率的原則，按照優化原則，層層考慮用水順序，進而滿足生產需要，具體見下圖1所示。優化用水流程后，要針對每個月實際用水量或者用水損失對系統進行優化，做好循環冷卻水系統與除灰系統的應用。

3.2 循環冷卻水系統優化

冷卻系統的應用關鍵在于節水方式，可以采用多種節水技術相結合的方式，比如，將太陽能技術與空冷技術結合起來應用，受季節影響，滿負荷運行會導致故障；并且冬季會使管道收縮凍結引發跳閘故障。而使用太陽能技術則能對溫度進行調節，緩解溫度過低或者過高問題，也可以直接使用太陽能蒸汽冷卻系統代替空冷技術，但因技術復雜，還需進一步研究、試驗。使用敞開式冷卻方式會造成內部腐蝕或者結垢，為此，協調循環冷卻水處理系統與優化技術顯得尤為必要，確保系統處于最

優運行狀態。使用化學藥劑能夠使內部結垢出現變形，結垢被微晶吸取，減少表面附著力，結垢被抑制，但因環保意識增強，這一方法逐漸減少，而使用物理水處理法替代化學藥品處理則有更廣闊的前景。隨著技術進步與發展，高頻磁處理、超聲處理以及高壓靜電處理簡單方便、節能環保、成本低廉，發展潛力巨大。

3.3 除灰系統的優化

需要除灰干式輸送的電廠，需要尋找一個可靠的灰量排放量大的企業合作，進而更好的完成除灰、輸灰，節省成本。干式除灰濕式輸送是一種最新除灰技術，適合在中小型機組上使用，比如，應用水膜除塵器能夠使除灰率達到80%以上，灰水比最高能達到1:25以上，但耗電量大，需要利用大量水資源，不宜大范圍推廣應用。而氣力輸灰系統則能節省水資源，只需使用電除塵器便能完成輸灰，再使用干灰散裝機器將干灰輸送到飛灰罐內，實現再生利用[6]。使用自然風作為吸引力是干式除渣的重要優勢，借助風力使灰進入到鍋爐內能與渣混合到一起，冷卻以后將渣輸出，使火力發電廠水資源得以節省，在發電廠或者渤海彎發電站中應用效果良好。

4 結束語

總之，火力發電廠系統龐大且復雜，任何一個生產系統都會浪費大量水資源，用水量無法精準估計。為此，只有在各個環節做好用水、排水控制，及時掌握用水情況，增強對節水技術的優化與研究，加強廢水回收率，提升節水意識，才能實現火力發電廠的可持續發展。

參考文獻：

[1]高貴仁.加強發電廠的節約用水做好水資源的合理利用[C].//全國火電200MW級機組技術協作會第二十三屆年會論文集,2011:358-360.

[2]楊晶博,白旭光,耿欣等.雨水利用在生活垃圾焚燒發電廠中的應用設想[C].//《中國給水排水》雜志社第十一屆年會暨水處理熱點技術高峰論壇論文集,2014:306-311.

[3]李建璽,閆建偉,李忠杰等.TRL-004B水質穩定劑在發電廠節水工程中的應用[J].熱力發電,2011,33(01):65-67.

[4]何忠強,江志才,大唐七臺河發電有限責任公司 黑龍江七臺河154600潘煒等.淺談大唐七臺河發電有限責任公司節水工作的經驗[C].//電廠化學2011學術年會暨中國電廠化學網2007高峰論壇論文集.2011:170-176.

[5]李靖鋒.亞臨界直接空冷機組火力發電廠節水技術探討[J].山東工業技術,2015(14):164.

[6]葉治安,袁國全,許臻等.慢速脫碳水處理工藝在火電廠節水中的應用[J].熱力發電,2011,40(07):78-80.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.132