某燃气电厂水平衡测试及节水建议

文_殷杰 江苏华电吴江热电有限公司

我国是一个水资源严重匮乏的国家，人均水资源占有量仅约2500m3，为世界人均占有量的1/4。火力发电厂是用水、排水大户，火电用水占工业用水总量的40%，从经济运行和可持续发展出发，加强火力发电厂用水技术管理、节约用水、减少废水排放具有重要而深远的意义。

某燃气电厂一期建设2 套GE 公司9E（PG9171E）型燃气-蒸汽联合循环热电联产机组，总装机容量为2×186MW，装机方案采用“一拖一”分轴型式，由（9E）型重型单缸设计的燃气轮机、双压无补燃、悬吊卧式、正压运行、自然循环锅炉，锅炉采用室外布置。燃气轮机及其辅助系统采用GE 公司设备；蒸汽轮机及其辅助系统采用南京汽轮机厂设备；余热锅炉包括锅炉本体、烟道、烟囱等，采用哈尔滨703 所设备。水系统由循环水、化学水处理、生活水和消防水等系统组成。生产用水及消防用水的取水水源主要为运河水；生活用水为市政自来水。

1 燃气电厂水平衡测试

1.1 试验目的

通过水平衡试验，对该燃气电厂各种取、用、排、耗水量进行测量，分析全厂水量分配、消耗及排放之间的平衡关系，查清电厂用水现况，正确地评价电厂的用水水平，为电厂制定出合理的单位发电量取水量、耗水量等定额指标和有效的用水规划以及切实可行的节水技术措施提供依据。提出下一步节水措施，实现节水降耗的目的。

1.2 试验标准及方法

水平衡测试依据GB/T 12452-2008 《企业水平衡测试通则》、DL/T 606.5-2009《火力发电厂能量平衡导则 第5 部分：水平衡试验》、DL/T 783-2001《火力发电厂节水导则》、GB/T 18916.1-2012《取水定额 第1 部分：火力发电》、GB/T 50102-2014《工业循环水冷却设计规范》、DL/T1052-2016《电力节能技术监督导则》测试必须在机组的常规运行工况下进行，且机组的发电负荷应占全厂总装机容量的80%左右。

现场运行表计和水表应经过校验，管径不大于250mm 精度为2.5 级，管径大于250mm 精度为1.5 级；有计量表计的三级用水系统要定时检查记录。当采用辅助方法测量时，要选取负荷稳定的用水工况进行测量，平行测量次数不少于3 次，最终取其平均值。

1.3 试验内容

按照燃气电厂的实际情况进行全厂水平衡测试体系划分，确定测试对象和范围。根据现场勘察结果，将全厂用水系统划分为七个子系统并对实际取水、用水、排水等情况进行统计，见表1、表2。

表1 某燃气电厂全厂各类用水情况分析

表2 某燃气电厂全厂各类用水情况分析

2 结果评价及各系统用水分析

测试期间，2 台机组平均发电负荷为306MW，约占燃气电厂全厂总装机容量的85%，满足试验负荷要求。燃气电厂全厂平均单位发电量取水量1.53m3/(MW·h)，优于GB/T18916.1-2012的要求；复用水率96.61%，符合标准DL/T1052-2016 的要求。全厂循环水率94.50%，损失水率70.55%，排放水率26.72%，废水回用率8.59%。

2.1 原水预处理系统

燃气电厂原水预处理系统新鲜取水量为445.7m3/h，排放水量为25.5m3/h，其中包括向外供水19.0m3/h，系统出水主要作为机力塔补水、锅炉补给水处理系统补水和消防水系统补水，新鲜水补水量为445.7m3/h，占总取水量的99.74%。原水预处理系统不平衡率为1.06%，符合DL/T 606.5-2009 不大于4%的规定值，表明系统严密性较好。

2.2 锅炉补给水处理系统

锅炉补给水处理系统来水为原水预处理系统出水，其平均流量为169.4m3/h，其排放水量为41.7m3/h，除盐水系统制水率为70.3%，自用水率为29.7%。系统不平衡率为3.30%，符合DL/T 606.5-2009 的不大于4%的规定值，表明锅炉补给水处理系统严密性较好。

2.3 热力系统

热力系统来水为锅炉补给水处理系统出水，其平均流量为119.1m3/h，系统消耗水量为11.9m3/h，向外供汽为107.2m3/h，新鲜水补水量为0.0m3/h，锅炉补水率为2.10%。

2.4 生活及消防水系统

燃气电厂生活水来源为市政自来水，消防水来源为原水预处理系统出水。其中，生活水流量为1.1m3/h，消防水补水流量为1.5m3/h。生活及消防水系统消耗水量为1.6m3/h，排放水量为1.0m3/h，新鲜水补水量为1.1m3/h，占总取水量的0.26%。

2.5 闭式水系统

闭式水系统补水流量为0.8m3/h，闭式水循环流量为1167.2m3/h，猫爪、EH 油回油和凝泵轴冷却水流量为26.0m3/h，取样架冷却水流量为57.7m3/h，燃机冷油器冷却水流量为236.1m3/h，火检和透平腿支撑冷却水流量为122.9m3/h，燃机空冷器冷却水流量为730.5m3/h，高压给水泵冷却水流量为20.1m3/h。系统不平衡率为2.23%，符合DL/T606.5-2009 的不大于4%的规定值，表明闭式水系统严密性较好。

2.6 开式水系统

开式水系统水源为循环水，开式水换热后全部返回机力塔水池，整个系统无消耗无外排。

2.7 循环水系统

循环水系统补水为原水预处理系统出水，补水流量为260.8m3/h，蒸发损失水量为192.0m3/h，风吹损失水量为16.0m3/h，排污损失水量为49.1m3/h，循环水浓缩倍率为2.5 左右，不符合浓缩倍率不小于5.0 的要求，导致循环水排污量较大。

3 节水管理建议

3.1 建立经济可靠的废水处理设施

对燃气电厂全厂废水合理回用，建议对过滤器冲洗水、超滤反渗透反洗水等回收利用对于回用成本过高的废水，根据环保相关政策要求，实现达标排放。

3.2 提升循环水浓缩倍率

燃气电厂循环冷却水浓缩倍率约为3.5，按照DL/T1052-2016《电力节能技术监督导则》的要求，采用地表水作为循环水系统补充水时，循环水的浓缩倍率应不小于5.0。当循环水浓缩倍率提升至5.0 时，循环水系统的补水量为240.0m3/h，排污水量为20.3m3/h，可以减少新鲜水取水量20.8m3/h。

4 结语

某燃气电厂通过本次全厂水平衡试验，掌握了电厂用水现状和各水系统用水量之间的定量关系。确定该燃气电厂节水的关键在于提高废水综合利用率并降低循环水的排水量，可通过提高循环水的浓缩倍率来实现，实施节水措施和节水工程后，可大大获得节水收益。