浅谈火力发电厂的节水措施

赵君

摘 要：火力发电厂是用水大户，采用合理的冷却方式是建设节水型电厂，节约用水，降低耗水指标，减少污水污染，保护环境，使有限的水资源发挥更大的经济效益，是我国北方富煤缺水地区发展电力工业的必然选择和发展趋势。

关键词：火力发电；节水措施；重要性

人类生存的空间——地球，约有四分之三的面积覆盖着水。地球上各种水体中，海洋水占地球水储量的96.5%，但它却不能直接饮用，不易用之于生产和生活。分布在陆地上的河流、湖泊、冰川和地下水等水体占地球水储量的3.5%，它们才是生产和生活用水的主要来源。但实际可利用的淡水资源占全球淡水总储量的0.3%，占全球总储水量的十万分之七。

我国是一个缺水的国家，尤其是在华北、东北及西北等煤炭资源丰富的地区，水资源严重短缺，再加上环境污染，导致水质日益恶化。火力发电厂作为用水大户，需要大量水资源。当在缺水地区选定火力发电厂时，许多发电厂的选择原则往往被迫限定为“以水定电”。根据可获取水量的多少来决定发电厂的建设规模，因此水资源问题已成为制约这些缺水地区电力发展的“瓶颈”。同时火力发电厂又是排水大户，大量污废水外排不利于水环境的保护和可持续发展。由此看来，如何节能减排成为电力设计行业面临的一项严峻课题。

1 火力发电厂的节水措施

节约用水和减少外排废水是电厂水务管理的核心。进行火电厂的污废水治理，提高水的重复利用率，减少新鲜水用水量，实现节约用水，已成为火电厂生存和发展的关键。供水设计中可采取的节水措施有以下方式：

（1）电厂辅机冷却系统采用热交换器闭式循环系统。

（2）生产废水（淡水——含盐量较少、与原水含盐量变化不大的废水，如制氢站冷却水、油罐区冷却水及锅炉排污水、热力设备和管道正常、事故工况的疏放水等）经工业废水处理间处理后可回用于循环冷却水系统的补充水。

（3）生产废水（中高浓度——含盐量较高的冷卻水系统排污水、各类中和后的化学废水）经收集后可供输煤系统用水、干灰加湿及灰场喷洒等。

（4）循环水系统排污水供脱硫系统补充水及输煤系统用水等。

（5）生活污水经生物氧化处理后可用于厂区绿化。进一步深度处理后也可用于循环冷却水系统的补充水。

（6）输煤栈桥冲洗水经煤水处理间处理后重复利用或用于煤场喷洒、除尘用水。

（7）采用气力除灰、干式输送、干灰贮存系统。除渣系统用水采用循环供水系统或采用干除渣系统。

（8）暖通空调系统采用循环供水系统。

（9）在严重缺水地区，经技术经济比较后由湿冷循环冷却系统改为干式冷却系统。

2 开发应用节水新技术及其效果

2.1 废水回收利用

废水回收利用即全厂污废水在满足环保要求排放标准的处理系统基础上仅增设少量的回用设备和处理工艺，将污废水资源化，再次回用，在减少新鲜水耗量的同时实现零排放。

湿式循环冷却系统是电厂用水、耗水最大的环节，回收利用冷却塔排污水、处理回收其它工业废水及生活污水作为冷却塔循环水的补充水已取得了明显的节水效果，也是电厂耗水定额下降的主要原因。

我们这里要引用“梯级供水”的概念，即当上一级排水水质能满足要求时，经简单处理后，可作为下一级的供水水源，一般电厂主要设三级供水系统。

（1）第一级供水为全场清水供水系统，水源为经净化站处理后的原水。供水对象主要为：锅炉补给水处理系统所需的生水、生活用水、制氢站冷却用水、油罐区工业用水、除灰空压机冷却水、灰库气化风机房冷却水、暖通空调用水、冲洗汽车及地面冲洗用水等。

（2）第二级供水系统主要为主厂房区域辅机冷却水系统。供水对象为主厂房辅机冷却水、锅炉排污冷却水。采用第一级供水系统中的制氢站冷却用水、油罐区工业用水、除灰空压机冷却水、灰库气化风机房冷却水、暖通空调用水、冲洗汽车及地面的排水，通过工业废水（淡水）下水道收集，经工业废水处理间处理（混凝、沉淀和油水分离）后作为辅机冷却水系统的补充水，不足部分由第一级供水系统直接供给。

（3）第三级供水为厂区中高浓度废水回用系统和厂区绿化系统。供给对象为输煤系统冲冲洗除尘喷洒用水、干灰加湿用水以及干灰场喷洒用水。通过中高浓度中水管道收集第二级供水的辅机循环系统的排污水和化学废水，循环水系统排污水及化学废水含盐量较高，一部分可直接进入煤水处理系统，经处理后供输煤系统用水，其余水量可通过中水系统用于干灰加湿及干灰场喷洒。厂区绿化系统水源为处理后的生活污水。

2.2 采用空冷技术

空冷是指火电厂直接采用环境空气来冷凝汽轮机排气的冷却系统，采用空冷技术的机组称为空冷机组。空冷机组与常规湿冷机组相比，空冷机组节水效果显著。常规湿冷机组其自然通风冷却塔的循环水损失占电厂生产用水量的80%左右，而空冷机组则没有循环水损失即节省了湿冷机组冷却塔的蒸发、风吹及排污损失。一般来讲，同容量空冷机组耗水量约为湿冷机组耗水量的四分之一。

2.3 采用干式除灰及干式除渣系统

采用干式除灰、除渣系统可以完全不用水，且产生的粉煤灰和炉渣均可回收利用。

2.4 应用节水新技术效果

2.4.1 废水回收利用可实现电厂废水零排放。

2.4.2 采用空冷技术及干式除灰、除渣系统等节水新技术效果

以某电厂2×600MW机组为例，详见下表。

从上表中可以看出，相同规模机组采用不同的冷却技术和除灰系统年用水总量相差很大。因此在新建电厂时，采用空冷机组和干式除灰、除渣系统可以大量有效的节水，为今后电厂建设的方向。

3 节水工作存在的主要问题

尽管目前新建单机容量300MW及以上的电厂从设计、施工及运行管理等环节均考虑了节水问题，并取得了良好的节水效果。但从整个电力行业来说，仍存在不少问题。

3.1 水务管理不够重视。

一般电厂在投产运行以后对节水、污废水处理装置是否能正常运行、以及其处理效果等方面的管理要求低。相当一部分电厂长期没有开展水平衡测试，少数电厂用水无定额，用量不计数。部分电厂跑、冒、滴、漏、溢现象依然严重，特别是对溢流水的浪费没有引起足够的重视。总的来讲，电厂水务管理粗放，节水机构不健全，监督考核不严等问题仍然存在。

3.2 主要耗水指标达不到设计要求和测试值。

耗水指标达不达标原因很多，包括设计、安装调试、运行管理等诸多因素。一般而言，电厂循环水浓缩倍率达不到设计水平，污废水回收率低，重复利用次数少是主要原因。

3.3 节水技术水平落后，节水治污资金不足。

节水治污需要大量的资金投入，往往由于资金不足，采用的节水治污设备陈旧、处理效率低，可靠性差。

4 结束语

火力发电厂用水量大，系统复杂，节水工作必须系统的、坚持开源节流的方针，及时采用新技术、新工艺、新设备对原有系统进行技术改造，推广节水器具，采用一水多用，废水回收，循环利用等工艺，强化运行调整，就能大幅度的减少生产和生活用水量，缓解水资源短缺造成的压力。加强各级计量及设施管理，重视水平衡测试工作和水务管理，这是节水工作的有效措施。做好火电厂的节水工作，不仅能减少水资源的开采，还可以减少企业的能耗损失，减少污废水排放对环境的污染，使企业实现可持续发展。

参考文献

[1]西北电力设计院.电力工程水务设计手册[M].中国电力出版社，2005.

[2]何世德，等.火力发电厂节水技术进展[J].四川电力技术，2008.

[3]杨文静，等.火力发电厂节水措施[J].内蒙古水利，2010，2.