國能電力技術(shù)工程有限公司 王帥濤

中國境內(nèi)火電廠正面臨水資源緊缺，生產(chǎn)成本上升，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水量較大，且無法外排，更不能廠內(nèi)自主消納的緊迫境況，做好優(yōu)化水管網(wǎng)、有效節(jié)水工作就顯得尤為重要。《取水定額 第一部分：火力發(fā)電》（GB/T 18916.1-2012）標(biāo)準(zhǔn)注明：循環(huán)開式冷卻機組，300MW及以上火力發(fā)電機組單位發(fā)電取水量2.75m3/MW·h，600MW 及以上火力發(fā)電機組單位發(fā)電取水量為2.40m3/MW·h；空氣直接及間接冷卻機組，300MW及以上火力發(fā)電機組單位發(fā)電量取水量0.63m3/MW·h，600MW 及以上火力發(fā)電機組單位發(fā)電量取水量為0.53m3/MW·h，一定數(shù)量的火力發(fā)電廠可能會存在超標(biāo)，且由于所處地理位置及環(huán)境因素，水資源較為短缺，用水價格逐年升高，電廠不得不尋找可行性較強的節(jié)水、優(yōu)化方案，來緩解廠內(nèi)的壓力，從而減小生產(chǎn)生活成本。

1 節(jié)水的原則

火力發(fā)電廠節(jié)水工作最為重要的是：依附科學(xué)、分質(zhì)回收、分質(zhì)處理、分質(zhì)利用、梯級利用等的方針，否則不僅不會給電廠減小壓力，而且會帶來更大更多的棘手問題。

2 節(jié)水的前提

定期計量全廠各個流量計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)應(yīng)全面且準(zhǔn)確。只有在確保計量的數(shù)據(jù)全面準(zhǔn)確的前提下，分配各水量和水質(zhì)對應(yīng)的下級系統(tǒng)用戶，上級系統(tǒng)給水能被下級系統(tǒng)全部吸收消耗。

火力發(fā)電廠各種水管網(wǎng)的每個關(guān)鍵位置（節(jié)點、關(guān)口）都應(yīng)安裝水流量計，流量計安裝的位置包括但不限于以下點位：全廠取水各總管處，廠內(nèi)各類型水池補水管處，預(yù)處理系統(tǒng)各設(shè)備進(jìn)水和產(chǎn)水管，生活水泵出口母管及主要生產(chǎn)生活單位進(jìn)水管，同時應(yīng)在關(guān)鍵地井設(shè)置流量計，便于查漏。消防水系統(tǒng)的穩(wěn)壓小泵及大泵出口管，全廠消防水管網(wǎng)主要管路，工業(yè)水泵出口母管流量和各支路（冷卻用戶可不計），循環(huán)水至脫硫用水系統(tǒng)管路，循環(huán)水各補水管路，循環(huán)水各排水管路，化學(xué)制水系統(tǒng)生水取水管路，化學(xué)各制水設(shè)備進(jìn)水、產(chǎn)水、反洗、再生管路，脫硫用水系統(tǒng)各補水管路，脫硫廢水至用戶管，灰?guī)?、渣庫、灰場用水管。以上位置，?yīng)根據(jù)位置及水質(zhì)安裝不同測量原理的流量計，避免因加裝不合適流量計造成數(shù)據(jù)偏離實際，也增大成本，流量計所測數(shù)據(jù)都應(yīng)上傳至電廠運行DCS，應(yīng)有累積量。為保證流量計測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，依據(jù)規(guī)定，應(yīng)在一定時間內(nèi)校驗全廠所有流量計，此工作宜委托至屬地計量院，每年一次。

3 節(jié)水的依據(jù)

《能量平衡導(dǎo)則 第五部分：水平衡試驗》（DL/T606.5-2009）中明確要求：全廠各用水系統(tǒng)不平衡率σ（即總給水量和各分支水量之和的誤差）必須滿足一級水系統(tǒng)不平衡率應(yīng)小于等于±5%，二級水系統(tǒng)不平衡率應(yīng)小于等于±4%，三級水不平衡率應(yīng)小于等于±3%[1]。定期計量各流量計流量，對比上下級用水系統(tǒng)計算不平衡率有沒有超出電力標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，超出規(guī)定的，立即查找問題，有沒有存在計量不完整，私接亂用或水管泄漏的可能，找到問題并及時處理，以防造成更大的損失。

統(tǒng)計各用水系統(tǒng)各設(shè)備、裝置用水量，并且和其出廠設(shè)計值及同批次設(shè)備比對，尋找偏離的緣由，采取相應(yīng)對的改造手段，以降低成本。將鍋爐補給水系統(tǒng)各設(shè)備的產(chǎn)水率，與出廠額定值對比有無達(dá)標(biāo)，如果偏離額定值較多，應(yīng)邀請行業(yè)專家分析此問題，并提出解決方案，以降低能耗、藥耗、水耗。

4 節(jié)水的措施

以16個電廠水平衡測試結(jié)果來分析，火力發(fā)電廠各水系統(tǒng)一般分為：原水取水系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、生活用水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、工業(yè)用水系統(tǒng)、鍋爐補給水系統(tǒng)、開式水系統(tǒng)、閉式水系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng)、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)、脫硫用水系統(tǒng)、脫硝用水系統(tǒng)、輸煤用水系統(tǒng)、輸灰用水系統(tǒng)及灰場用水。

4.1 預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)處理電廠的各類取水，達(dá)到一定指標(biāo)后，供向全廠各用水系統(tǒng)（生活及消防水系統(tǒng)除外），處理過程中會產(chǎn)生一定量的污泥，應(yīng)經(jīng)過脫泥機處理，泥水分離，泥送到灰場掩埋，泥水送回預(yù)處理系統(tǒng)再處理，或送至工業(yè)廢水處理、脫硫用水系統(tǒng)回收利用，避免排污。

4.2 生活用水系統(tǒng)

生活用水系統(tǒng)管網(wǎng)遍布全廠各個角落，生活水泵時刻處于運行狀態(tài)，深埋地下，導(dǎo)致了生活水系統(tǒng)存在漏點，也較難被發(fā)現(xiàn)，從而造成較大的水資源浪費，增加了生產(chǎn)成本?！冻鞘芯用裆钣盟繕?biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50331-2002）中詳細(xì)規(guī)定了全國各地城市居民生活用水量，電廠可定期計量生活水泵出口母管的流量，用以計算全廠人均用水量，與國標(biāo)比較，根據(jù)水平衡試驗經(jīng)驗，若大于國標(biāo)4倍以上，應(yīng)核查全廠生活水管網(wǎng)。根據(jù)廠內(nèi)人員生活規(guī)律，可多次查看凌晨0-5時及9-17時電廠生活水泵出口母管的流量，兩個時間段數(shù)據(jù)比對，是否有較大差別，且0-5時泵口母管流量降至0m3/h，則生活水無漏點，可能存或私接亂用現(xiàn)象；若泵口流量有較少降低，也可說明存在私接亂用現(xiàn)象。存在漏點或私接亂用現(xiàn)象，應(yīng)先全廠排查私接亂用情況，可分區(qū)域停供生活水，根據(jù)停供區(qū)域缺水情況，確定存在漏點的區(qū)域，或設(shè)備缺水情況，再縮小生活水停供區(qū)域，確定存在問題的管路。廠內(nèi)人員生活中，將產(chǎn)生一定量的污水，需經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理后，與雨水混合儲存，夏季可用作為全廠綠化用水，水量過大無法全部消耗時，應(yīng)送至工業(yè)廢水處理系統(tǒng)處理回用，避免產(chǎn)生一定量的排污，也可減小全廠原水取水量。

4.3 消防水系統(tǒng)

消防水系統(tǒng)在未發(fā)生火災(zāi)的情況下，是不存在水量損失的。根據(jù)國家法律規(guī)定，消防用水不能移作他用，否則觸犯國家法律法規(guī)。16個電廠，6個電廠消防水穩(wěn)壓泵存在頻繁啟?，F(xiàn)象。如消防水穩(wěn)壓泵存在啟停情況，應(yīng)測量穩(wěn)壓泵起泵狀態(tài)下，泵出口有無流量，如有流量，說明消防水系統(tǒng)存在移作他用或泄露的可能，應(yīng)在夜里0-5時觀測啟泵規(guī)律及泵口流量，與白班對比有無變化，如無啟停現(xiàn)象，說明白班工作中存在私接亂用消防水現(xiàn)象，如對比無變化，則懷疑消防水管網(wǎng)存在漏點或私接亂用現(xiàn)象，應(yīng)先全廠排查私接亂用情況，可分區(qū)域停供消防水，根據(jù)停供區(qū)域消防穩(wěn)壓泵啟停情況，確定存在問題的區(qū)域，及設(shè)備缺水情況，再縮小消防水停工區(qū)域，確定存在問題的管路。

4.4 工業(yè)用水系統(tǒng)

工業(yè)用水系統(tǒng)一般為廠內(nèi)各主要用水系統(tǒng)及油庫供水，油庫會產(chǎn)生含油廢水，含油廢水經(jīng)過含油廢水處理設(shè)備處理后，16個電廠中多數(shù)電廠含油廢水極少，處理設(shè)備長期處于停運狀態(tài)，如存在漏點可分別將各支管停水，確定漏水支管，進(jìn)而縮小查漏范圍。

全廠各系統(tǒng)產(chǎn)生的大部分廢水收集于廢水處理系統(tǒng)，包括但不限于處理后的生活污水、鍋爐補給水系統(tǒng)產(chǎn)生的高低含鹽廢水、精處理反洗和沖洗水、機組汽機側(cè)的少量雜用的排水、以及閉式水箱的溢流水等。全部集中回收，將造成水質(zhì)較好的水被污染，直接增加了處理的物耗和能耗，增加生產(chǎn)成本。16個火力發(fā)電廠中12個電廠有此類問題存在。依據(jù)梯級用水、分質(zhì)利用的原理，精處理系統(tǒng)反沖洗的水、汽機側(cè)雜用排水、閉式水箱的溢流水等，電導(dǎo)較低、水質(zhì)較好，可單獨回收至化學(xué)超濾水箱或反滲透水箱，降低鍋爐補給水系統(tǒng)的物耗，一定程度加長了各制水設(shè)備反洗和再生時間?；瘜W(xué)制水系統(tǒng)高含鹽廢水應(yīng)處理部分離子后，送往脫硫用水系統(tǒng)，低含鹽廢水應(yīng)進(jìn)行濁度、懸浮物等處理，送至綠化或化學(xué)生水箱回收再利用。

4.5 循環(huán)水系統(tǒng)

循環(huán)水系統(tǒng)，是廠內(nèi)大部分設(shè)備的冷卻用水系統(tǒng)，由于日常的蒸發(fā)和風(fēng)吹損失，導(dǎo)致循環(huán)水濃縮倍率升高，輸水管道存在一定的結(jié)垢風(fēng)險，同時冷卻效果降低，影響電廠安全穩(wěn)定運行。則需補充低電導(dǎo)水，同時增加排污，使?jié)饪s倍率維持在一個較為合理和科學(xué)的數(shù)值。開展循環(huán)水動態(tài)模擬試驗是非常必要的，可根據(jù)補水水質(zhì)及循環(huán)冷卻塔的設(shè)計參數(shù)，計算合理的濃縮倍率、補水量、排污水量，避免因補水量過多提高生產(chǎn)成本，加大排污，增加廠內(nèi)污水處理壓力，同時增加了外排的風(fēng)險。循環(huán)水排水有一定含鹽量，同時存在微生物，回用需按照分質(zhì)處理、分值利用的原則。小型機力通風(fēng)塔排水量較少，可供脫硫工藝水系統(tǒng)用水。涼水塔的蒸發(fā)和風(fēng)吹損失很大，排水量也很大，不處理可以直接用于脫硫用水系統(tǒng)或輸灰用水系統(tǒng)，但還是無法全部消耗，電廠應(yīng)該進(jìn)行改造，建立廢水零排放系統(tǒng)，處理循環(huán)水排水以及場內(nèi)其他無法處理的廢水，處理后的水可以回用到鍋爐補給水系統(tǒng)和工業(yè)用水系統(tǒng)供。

循環(huán)水風(fēng)吹蒸發(fā)損失占全廠取水量較大比重，統(tǒng)計16個電廠中4家濕冷機組，循環(huán)冷卻塔補水量如下：

表1 四個電廠總?cè)∷考把h(huán)水補水量

由上表可知，涼水塔的蒸發(fā)風(fēng)吹和排水損失占全廠總?cè)∷康?0%以上，可適當(dāng)降低涼水塔的蒸發(fā)和風(fēng)吹損失，全廠總?cè)∷繉⒂幸欢ń档?。可在涼水塔頂部加裝收水器，適當(dāng)降低回水溫度等措施，都會降低涼水塔的蒸發(fā)和風(fēng)吹損失，從而降低全廠總?cè)∷?，也大大降低了廠內(nèi)污水處理壓力。全廠單位發(fā)電取水量將得到一定降低，對于電廠評選省市縣各級節(jié)水型企業(yè)，有較大助益。

4.6 鍋爐補給水系統(tǒng)

鍋爐補給水系統(tǒng)，在制機組生產(chǎn)所需純水的過程中，會產(chǎn)生一定量的低含鹽廢水（懸浮物和濁度較大），高含鹽廢水（離子濃度較高），低含鹽廢水可送至預(yù)處理裝置或工業(yè)廢水處理系統(tǒng)處理。高含鹽廢水經(jīng)酸堿中和池處理，可以送至廢水零排放進(jìn)行處理，或直接送至脫硫用水系統(tǒng)利用，若無預(yù)處理及廢水零排放系統(tǒng)，混合送至工業(yè)廢水處理系統(tǒng)處理，處理后送至脫硫用水系統(tǒng)，低含鹽廢水也可用作綠化水，節(jié)省原水取水量，且避免外排。

4.7 脫硝用水系統(tǒng)

因脫硝用水系統(tǒng)設(shè)備和結(jié)構(gòu)因素，補水一般為純水，連同尿素溶解稀釋或水解后噴入爐膛，不會產(chǎn)生污水。

4.8 脫硫用水系統(tǒng)

本系統(tǒng)為全廠用水系統(tǒng)的末端，可以接收一定量循環(huán)水系統(tǒng)的排污、工業(yè)廢水處理后的水等各種廢水。脫硫用水系統(tǒng)可消納的廢水水量有限，空冷機組的脫硫系統(tǒng)可以全部消納廠內(nèi)污廢水，開式循環(huán)冷卻機組，排水量過大，廠內(nèi)不能全部消納，如無法排污，急需建立廢水零排放系統(tǒng)，處理全廠各種污廢水，再回收利用，降低排放壓力，同時降低全廠總?cè)∷俊?/p>

4.9 輸煤用水系統(tǒng)

本系統(tǒng)用水主要為輸煤棧橋、皮帶、區(qū)域地面的沖洗以及煤場噴淋，沖洗水經(jīng)過地溝及管道收集到煤水處理間的收集池待處理，處理后的廢水應(yīng)在輸煤用水系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用，避免造其他水系統(tǒng)污染。16個電廠中四川電廠將處理后的含煤廢水用于循環(huán)水的補水，含煤廢水濁度和懸浮物等指標(biāo)較大，經(jīng)過處理后，雜質(zhì)依然很多，多數(shù)呈黑色，勢必污染循環(huán)水，使循環(huán)水管路堵塞結(jié)垢等的風(fēng)，各設(shè)備冷卻效果變差，嚴(yán)重時會影響機組安全運行。注意廢水收集池液位，定期補充新鮮水，工業(yè)水和處理后的工業(yè)廢水可作為補水，注意補水的氯離子，避免腐蝕輸煤用水系統(tǒng)的管道及地面。

4.10 輸灰用水系統(tǒng)

本系統(tǒng)用水實際為電廠灰渣庫拌濕，灰場抑塵。脫硫廢水可作為補水，循環(huán)水的排水、處理后對的工業(yè)廢水、鍋爐補給水系統(tǒng)的高含鹽廢水等因為可作為補水，考慮到冬季會渣庫拌濕及灰廠灑水結(jié)冰情況，電廠的灰渣庫及灰場也可以全部消耗廠內(nèi)的脫硫廢水。16個電廠，平均脫硫廢水為7.5m3/h。其中某新疆電廠濕法脫硫漿液中Cl-1超高，為保證Cl-1維持在一個安全的水平，排出的脫硫廢水較多，夏季可完全消納脫硫產(chǎn)生的廢水，冬季脫硫產(chǎn)生的廢水為27.25m3/h，灰?guī)彀铦裼玫墓I(yè)水為33.06m3/h，渣庫拌濕用的機力通風(fēng)塔來水8.65m3/h，共41.71m3/h。由此可見，如全廠灰渣庫拌濕用水全部改用為脫硫廢水，可以解決脫硫系統(tǒng)冬季產(chǎn)生的廢水無法處理的問題，直接降低了電廠生產(chǎn)成本。

5 其他節(jié)水措施

除此之外，常規(guī)的監(jiān)督工作也應(yīng)同時進(jìn)行，即開展冬夏季兩個工況的全廠水平衡試驗。水平衡試驗是針對全廠與水有關(guān)系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施，開展的一項計量排查評價優(yōu)化工作。如廠內(nèi)存在以下情況：新建火力發(fā)電機組投入運行一年內(nèi)；主要用水系統(tǒng)及設(shè)備將要或已經(jīng)進(jìn)行了較大的改擴建，運行方式發(fā)生了變化；單位發(fā)電量耗水量超過其他相同裝機容量、運行工況相近機組平均水平，或偏離設(shè)計值較大；在實施節(jié)水優(yōu)化或廢水零排放工程改造之前[2]；距上次開展水平衡試驗已3-5年時間。需開展一次全廠水平衡試驗，全面測量全廠各取、用、排、耗，了解電廠各系統(tǒng)各設(shè)備現(xiàn)實用水水平。

通過以上方法，定期開展全廠水平衡試驗，查找廠內(nèi)節(jié)水潛力，優(yōu)化用水管網(wǎng)，提出節(jié)水措施，可一定程度降低電廠原水取水量，降低單位發(fā)電量取水量、耗水量，提高全廠復(fù)用水率，并緩解電廠因無法排污造成的廢水無法消納的壓力，使廠內(nèi)水務(wù)工作更加標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)。在廠內(nèi)水管網(wǎng)存在問題時，可較快發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，避免較大損失。