某火力发电厂的节水设计

苏咸伟 邓永胜

（国核电力规划设计研究院北京100095）

0 引言

电厂节水是一项牵涉到各个环节的工作，合理的设计、采用高效低耗的节水技术和设备，加强电厂的运行管理，各方面都是相辅相成的，缺一不可，要以经济合理和保护水环境为目的，凡是可以重复利用的水要多次使用，做到各种水质的水都能“水尽其用”，提高污水的回用率，从而减少用水量和排水量，提高经济效益和社会效益。

1 国内外电厂耗水现状

目前，国内外火力发电厂的耗水情况见表1：

表1 空冷发电单位发电量耗水量情况表单位：m3/(s·GW)

从表中可以看到我国目前火力发电厂采用空冷机组的耗水指标与南非空冷机组的耗水指标相比高出较多，这是因为南非在十分缺水的状况下采用了深度节水措施，主要体现在脱硫系统、除灰系统及辅机循环水系统的选择。

2 国内某工程的水务管理及节水措施实例

2.1 工程概况

本工程为2×350MW国产超临界抽凝空冷供热机组，厂址位于新疆维吾尔自治区库尔勒市附近，处欧亚大陆深处，天山南麓中段。生产水源采用地区供水工程的地表水，生活水源接自城市自来水管网。

2.2 全厂水量平衡

全厂用水采用分质使用，梯度供给，一水多用的原则。脱硫设备用水、汽机房杂用水、辅助车间设备用水、生活用水等采用配水厂供水；锅炉补充水采用除盐水；各类冲洗用水，灰场、煤场的喷洒防尘用水，干灰加湿搅拌用水，脱硫工艺用水等采用回收的工业废水。

根据全厂水量平衡，2×350MW空冷机组夏季生产用水量为237m3/h，折合设计耗水指标为0.094 m3/s·GW，全年用水量为166.8×104m3/a。

2.3 本工程节水措施分析

2.3.1 主机采用间接空冷机组

2 ×350MW超临界机组采用空冷系统，大大降低电厂耗水指标，同湿冷机组比较可节水约750m3/h。

2.3.2 辅机冷却系统

辅机冷却水系统采用带蒸发冷却器的闭式循环水系统，采用扩大单元制供水。冷却后的水由水泵升压后送至主厂房供辅机冷却，升温后返回蒸发冷却器冷却，再循环使用。环境气温较低时，将蒸发冷却器停运，主厂房内闭式循环水进入主机间接空冷系统进行冷却。与常规机械通风湿冷塔相比，在冷季节可避免风吹损失约2m3/h，避免蒸发损失约47 m3/h。本工程地处新疆地区，冬季低温季节持续时间按5个月考虑，折合到全年来说，节省用水约20 m3/h。

2.3.3 烟气余热利用系统

采用余热利用湿法脱硫系统，吸收塔入口处加装低温省煤器，烟气温度降低，湿法脱硫系统用水量节约30m3/h。

2.3.4 除灰系统

除灰系统的设备冷却均采用水冷却，冷却水可以全部回收，无水量消耗。除渣系统采用钢带输渣机及加湿搅拌机，汽车运输。除渣主要耗水为渣的加湿搅拌。除灰在厂区内采用气力集中干除灰系统，无需耗水。干灰用汽车送到干灰场前需进行搅拌加湿，加湿水量为22m3/h。

2.3.5 空调系统

主厂房各空调系统均采用风冷直接蒸发式空调机组，取消了空调冷冻水系统的冷却水系统及其补水，减少了用水量。主厂房及输煤系统采用110/70℃热水采暖，相对与蒸汽采暖系统避免了由于采暖蒸汽凝结水品质差难以回收利用造成的浪费及蒸汽采暖跑冒滴漏造成的损失。

2.3.6 污、废水回收利用

化学水处理系统过滤器反冲洗排水；凝结水精处理系统排水；除尘器地面冲洗排水；主厂房及辅助车间地面冲洗排水；经酸碱中和处理后的化学车间排水、锅炉酸洗废液排水、空气预热器冲洗排水等均回收至工业废水处理站，经处理后回用于灰渣系统和脱硫工艺用水。可节约用水约30m3/h。

生活污水主要处理工艺流程为：生活污水→生活污水排水管→格栅井→生活污水调节池→提升泵→初沉池→曝气生物滤池→反冲洗水池→接触消毒池→提升泵→厂区道路冲洗、绿化用水。可节约用水约5m3/h。

含煤废水主要是输煤系统冲洗水以及煤场雨水，均为间断性排放。含煤废水处理工艺流程为：含煤废水排水管(沟)→含煤废水调节池→管道混合器→反应池→斜管沉淀池→重力式无阀滤池→回用水池→接厂区回用水管网。含煤废水经处理合格后回用于输煤系统水力清扫及喷雾抑尘用水，可节约用水约14m3/h。

2.3.7 节水量统计

以上措施未进行全面的技术经济比较，仅从技术方案上考虑了其可行性。通过以上节水措施，粗略估算2×350MW机组电厂可节约用水约100 m3/h，按年运行小时数5500小时考虑，全年节约用水约55万m3，根据该工程所在地区地表水价格2.83元/m3，全年节省水费约156万元。目前工业用水价格呈上涨趋势，尤其是本工程地处新疆地区，属于水资源相对缺乏的地区，水价上涨潜力更为显著。而随着用水价格的上涨，采用节水措施的必要性更加紧迫。

3 结束语

火力发电厂节水措施多种多样，涉及到电厂的各个系统，需要统筹考虑、合理选型。应针对具体工程的用水情况进行水务流程分析，绘制合理水务流程图，节省不必要的蒸发损失，提高水的梯重复利用率。本文提到的电厂实例结合工程的实际情况，在设计中贯彻节水原则，综合采取各类有效的节水措施，从目前的国标规范要求和废水回收率看，耗水指标已经达到了国内较为先进的水平，笔者认为，本文的节水措施和方案可作为国内其他电厂借鉴。

【参考文献】

[1]火力发电厂水工设计规范，DL/T5339-2006．

[2]大中型火力发电厂设计规范，GB50660-2011．

[3]同浩强，火力发电厂的节水方法探讨，价值工程，2013，20：109-110．