浅议火力发电厂节水技术的优化

刘国中（安徽淮南田家庵发电厂,安徽 淮南 232007）



浅议火力发电厂节水技术的优化

刘国中
（安徽淮南田家庵发电厂,安徽 淮南 232007）

摘 要：随着我国经济发展水平的不断提高，工业生产技术在不断优化与提高，工业用水也随之增加，尤其是火力、冶金、造纸、化工等领域水资源利用率最高，在生产的同时，因为节水意识淡薄，常出现水资源浪费，造成水资源短缺，影响正常生产生活。为此，本文对火力发电厂节水技术进行分析，提出一些优化建议，旨在为发电厂节水提供一些借鉴。

关键词：火力发电厂；节水技术；优化；工业生产

水资源是人类赖以生存的重要资源，但水资源污染、水资源短缺会对人们的生产与生活中造成威胁，加强对节水技术的研究与应用变得非常迫切，世界范围内的节水、节能、减排已经成为大趋势。我国可利用水资源为3.89万亿m3，在世界排名第4位，即使水资源总量多，但人均水资源非常少，世界排名118位，属贫水国家。而火力发电厂是维持社会正常用电的重要工厂，生产不断深入，用水量巨大，加强节水技术应用与优化至关重要。

1 火力发电厂用水原则与节水方向

1.1 基本原则

火力发电厂各项生产需要利用很多资源，其中，水资源是应用最多的，并且生产中需要借助非常多的配水管道与排水系统。我国在《火力发电厂节水原则》中对火力发电厂节水做出了明确指示，要求发电厂需严格遵循这一原则生产。基本原则如下：

结合水资源条件、自然环境、地质条件等合理选择火力发电厂厂址，对用水指标进行合理优化与控制；要在确保发电厂生产稳定、安全的前提下使用节水技术；不断使用先进的节水复用技术，增强废水回收利用率，减少水资源浪费，提高生产效率；在设计、生产、规划的全过程中加强不同部门的联系与沟通[1]。

1.2 火力发电厂节水走向

水资源节约有两层意思，一层是减少水资源浪费，减少水资源消耗；一种是保持用水质量，优化用水系统。只有依靠先进的节水技术与工艺才能实现水资源的循环利用，实现水资源再生，减少水资源浪费。在我国火力发电厂中，循环供水系统应用最多，这一系统应用业成为节水重点。系统构成为：有40%～70%的冷却系统补给量，10%～30%的水力输灰，5%～9%的锅炉补给水量，还有一小部分生活用水。在围绕着这一系统开展节水时，减少水资源排放量与使用量是满足发电用水需求的关键[2]。要对各个系统进行合理安排，确保各个系统水质都能达到用水标准，加强对废水、废渣的集中处理，降低处理成本。

2 火力发电厂节水技术现状

火力发电厂在意识到节水重要性以后，开始广泛使用各种节水技术，不同的节水技术都是优势与缺陷并存的。下面将详细介绍这些节水技术，探讨其优势与不足。

2.1 冷却技术

空冷技术节水效果较为显著，有海勒式间接空冷、表面式空冷以及直接空冷几种。使用空冷机组系统，循环是密闭的，能够减少水资源的流失与浪费，实现水资源的随时补给，与普通发电厂湿冷机组存在较大差异[3]。该系统使用的散热器为管片式的，而普通湿冷机组则使用直接冷凝汽轮，与干式冷却原理一致。据相关调查显示，混合式凝汽器空冷系统使用率为30.5%，间接空冷系统为20.4%，直接空冷系统为38.5%。

优点：与湿冷和干冷机组相比，冷却水系统节水率达89.8%以上，能使整个发电厂节水至80%以上，将外泄损失减少，并且循环水的损失率非常低。此外，空冷机组占地面积小，能够以架空方式挂在高架平台上，维护成本低，操作简单，没有噪声，不会产生污染。

缺点：使用空冷机组需要投入大量成本，安装、使用总成本为干、湿机冷机组的3倍左右。并且机组运行中将产生非常多的热能，耗热比重高，在夏、冬两季对空气温度有较大影响，夏季冷却效果不明显，机组负荷运行将出现故障。冬季要实施防冻措施，才能减少冻损[4]。

2.2 敞开式循环冷却水系统

可以通过多种水处理方法将浓缩倍率提升，应用到的技术有物理法、生物化学法、软化技术等，但是运行成本高，只有水质达标才能将碳酸盐硬度与盐度降低，因为北方水质略差，碳酸盐硬度与盐含量非常高，要对循环水进行软化处理，在北方这一技术应用较为普遍。

优点：使用敞开式循环冷却水系统能够将浓缩倍率提高，提升节水效果。并且使用化学处理技术能将系统维护成本降低；使用物理处理法既环保又方便，能同时除垢、杀菌以及缓蚀。配合使用电磁法、超声波法、等离子法能够使节水效果更加显著[5]。

缺点：在完成浓缩内率的提升以后，因为盐酸含量的增加将会在容器内生成结垢。由此，使用这一技术要控制好浓缩倍率，化学技术应用过多，会造成水状态不稳，技术系统相对复杂，大量的酸碱中和会造成环境污染。

3 火力发电厂节水技术优化策略

3.1 用水流程的优化

在对水流程进行优化过程中要始终坚持节约、环保、提升生产效率的原则，按照优化原则，层层考虑用水顺序，进而满足生产需要，具体见下图1所示。优化用水流程后，要针对每个月实际用水量或者用水损失对系统进行优化，做好循环冷却水系统与除灰系统的应用。

3.2 循环冷却水系统优化

冷却系统的应用关键在于节水方式，可以采用多种节水技术相结合的方式，比如，将太阳能技术与空冷技术结合起来应用，受季节影响，满负荷运行会导致故障；并且冬季会使管道收缩冻结引发跳闸故障。而使用太阳能技术则能对温度进行调节，缓解温度过低或者过高问题，也可以直接使用太阳能蒸汽冷却系统代替空冷技术，但因技术复杂，还需进一步研究、试验。使用敞开式冷却方式会造成内部腐蚀或者结垢，为此，协调循环冷却水处理系统与优化技术显得尤为必要，确保系统处于最

优运行状态。使用化学药剂能够使内部结垢出现变形，结垢被微晶吸取，减少表面附着力，结垢被抑制，但因环保意识增强，这一方法逐渐减少，而使用物理水处理法替代化学药品处理则有更广阔的前景。随着技术进步与发展，高频磁处理、超声处理以及高压静电处理简单方便、节能环保、成本低廉，发展潜力巨大。

3.3 除灰系统的优化

需要除灰干式输送的电厂，需要寻找一个可靠的灰量排放量大的企业合作，进而更好的完成除灰、输灰，节省成本。干式除灰湿式输送是一种最新除灰技术，适合在中小型机组上使用，比如，应用水膜除尘器能够使除灰率达到80%以上，灰水比最高能达到1:25以上，但耗电量大，需要利用大量水资源，不宜大范围推广应用。而气力输灰系统则能节省水资源，只需使用电除尘器便能完成输灰，再使用干灰散装机器将干灰输送到飞灰罐内，实现再生利用[6]。使用自然风作为吸引力是干式除渣的重要优势，借助风力使灰进入到锅炉内能与渣混合到一起，冷却以后将渣输出，使火力发电厂水资源得以节省，在发电厂或者渤海弯发电站中应用效果良好。

4 结束语

总之，火力发电厂系统庞大且复杂，任何一个生产系统都会浪费大量水资源，用水量无法精准估计。为此，只有在各个环节做好用水、排水控制，及时掌握用水情况，增强对节水技术的优化与研究，加强废水回收率，提升节水意识，才能实现火力发电厂的可持续发展。

参考文献：

[1]高贵仁.加强发电厂的节约用水做好水资源的合理利用[C].//全国火电200MW级机组技术协作会第二十三届年会论文集,2011:358-360.

[2]杨晶博,白旭光,耿欣等.雨水利用在生活垃圾焚烧发电厂中的应用设想[C].//《中国给水排水》杂志社第十一届年会暨水处理热点技术高峰论坛论文集,2014:306-311.

[3]李建玺,闫建伟,李忠杰等.TRL-004B水质稳定剂在发电厂节水工程中的应用[J].热力发电,2011,33(01):65-67.

[4]何忠强,江志才,大唐七台河发电有限责任公司 黑龙江七台河154600潘炜等.浅谈大唐七台河发电有限责任公司节水工作的经验[C].//电厂化学2011学术年会暨中国电厂化学网2007高峰论坛论文集.2011:170-176.

[5]李靖锋.亚临界直接空冷机组火力发电厂节水技术探讨[J].山东工业技术,2015(14):164.

[6]叶治安,袁国全,许臻等.慢速脱碳水处理工艺在火电厂节水中的应用[J].热力发电,2011,40(07):78-80.

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