火電廠水務(wù)管理與零排放的研究

　　摘要：文章結(jié)合電廠實(shí)際，提出了新的設(shè)計(jì)思路，對(duì)水資源的合理利用做出詳細(xì)分析，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠節(jié)水及零排放目標(biāo)。
　　關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；水務(wù)管理；零排放；濁污分流；梯級(jí)分配
　　
　　一、概述
　　
　　隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，近年來(lái)因水資源的日益緊缺，使得水資源成為制約電廠建設(shè)的重要因素，雖然在部分地區(qū)水資源的矛盾不太突出，但是因存在水資源的不合理利用，造成了水資源的浪費(fèi)。所以無(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益還是從社會(huì)效益出發(fā)，每一個(gè)工程都應(yīng)該從設(shè)計(jì)階段開始對(duì)水資源的合理利用作出詳細(xì)的論證，結(jié)合各用水點(diǎn)對(duì)水量水質(zhì)的不同需要，對(duì)全廠的水量進(jìn)行科學(xué)的分配和控制，達(dá)到既滿足生產(chǎn)生活需要，又節(jié)水節(jié)能節(jié)省投資的目的。
　　
　　二、水務(wù)管理的目的
　　
　　電廠水務(wù)管理的目的在于：在滿足生產(chǎn)需要的前提下，按照各工藝系統(tǒng)用水量及對(duì)水質(zhì)的要求，結(jié)合水源條件，合理選擇供水系統(tǒng)；根據(jù)各排水點(diǎn)的水量水質(zhì)和環(huán)保要求，合理確定各排水系統(tǒng)及廢水處理方案；通過(guò)行之有效的技術(shù)措施，對(duì)電廠各車間各設(shè)備用排水量進(jìn)行平衡及重復(fù)利用，達(dá)到合理用水、節(jié)約用水、降低耗水量、合理利用水資源的目的。
　　
　　三、水務(wù)管理分析實(shí)例
　　
　　以下以某2X600MW機(jī)組火力發(fā)電廠的水務(wù)管理為例，介紹水務(wù)管理與零排放的設(shè)計(jì)思路。
　　（一）對(duì)全廠用水狀況進(jìn)行分析
　　1、用水分類。間接冷卻水：用于主機(jī)、輔機(jī)冷卻器，如凝汽器、主機(jī)冷油器、發(fā)電機(jī)空氣冷卻器、氫氣冷卻器等；直接冷卻水：如軸承冷卻水、鍋爐排污冷卻水等；除灰、渣用水：用于爐底密封、爐渣熄火、沖排灰渣、干灰調(diào)濕、輸送風(fēng)機(jī)和氣化風(fēng)機(jī)冷卻等；化學(xué)處理用水：鍋爐補(bǔ)給水；生活、消防用水；廠區(qū)雜用水、機(jī)房雜用水、輸煤系統(tǒng)沖洗用水、煤場(chǎng)噴灑用水、灰場(chǎng)噴灑用水等。
　　2、用水量、用水水質(zhì)特點(diǎn)及用水損失。凝汽器：夏季最大冷卻用水量為117150m3/h，冬季冷卻用水量為80520m3/h。維持系統(tǒng)穩(wěn)定，保持一定的品質(zhì)。其消耗在冷卻塔蒸發(fā)、風(fēng)吹和循環(huán)水排污中體現(xiàn)。冷卻塔：蒸發(fā)損失1710m3/h，風(fēng)吹損失117m3/h，排污損失282m3/h，合計(jì)損失總量2109m3/h。輔機(jī)冷卻水量，主要供主廠房各冷卻器冷卻水，閉式循環(huán)。水質(zhì)指標(biāo)同循環(huán)水。其用水全部回收。部分不能直接回收到循環(huán)水系統(tǒng)的工業(yè)水：例如燃油泵房油泵冷卻水、鍋爐和汽機(jī)房雜項(xiàng)用水、爐底密封水、撈渣機(jī)密封水、渣漿泵軸封水等?；瘜W(xué)水處理用水：用水量約為130m3/h，包括凝結(jié)水處理共產(chǎn)生廢水46m3/h，其中30m3/h的反滲透濃水經(jīng)循環(huán)水旁流弱酸處理系統(tǒng)后補(bǔ)入循環(huán)水系統(tǒng)，其中廢水送入工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，處理后用于干灰調(diào)濕系統(tǒng)、煤廠噴灑、灰場(chǎng)噴灑等。循環(huán)水排污水：282m3/h。灰?guī)煺{(diào)濕用水：平均用水量40m3/h。最大45m3/h。輸煤棧橋沖洗及煤場(chǎng)噴灑用水：最大用水量60m3/h，處理后自循環(huán)。平均消耗水量30m3/h。生活消防用水：平均用水量20m3/h。消防用水平時(shí)不用，不計(jì)入水量消耗。
　　（二）用水、排水的科學(xué)分配
　　根據(jù)本工程的水源條件以及上述各用水點(diǎn)、用水量、不同的水質(zhì)要求和排水點(diǎn)、排水量的情況，通過(guò)對(duì)水量的平衡計(jì)算和水務(wù)規(guī)劃，找到適合電廠特點(diǎn)的節(jié)水與零排放技術(shù)方案。
　　1、常規(guī)電廠的設(shè)計(jì)思路。如循環(huán)水排污再利用、廢水處理水供除灰等采用分級(jí)利用的方式可以得到的補(bǔ)充水量計(jì)算如表1。
　　
　　從表1中可以看出，總消耗補(bǔ)充水量為2366m3/h。用水基本采用分級(jí)使用的方法：補(bǔ)充水→循環(huán)水→排污→廢水處理→噴灑等隨物料消耗。但是由于循環(huán)水濃縮倍率的影響，廢水經(jīng)過(guò)常規(guī)工業(yè)廢水處理站處理，還有少部分達(dá)標(biāo)廢水，無(wú)法回收到循環(huán)水系統(tǒng)，白白浪費(fèi)。若要回收利用，必須再經(jīng)過(guò)除鹽處理系統(tǒng)。
　　2、零排放設(shè)計(jì)方案。從表1看出，達(dá)不到零排放的根本原因在于，循環(huán)水排污水在經(jīng)過(guò)普通的工業(yè)廢水處理站處理后，低級(jí)用戶使用不完。因此，我們想到了利用循環(huán)水排污供給脫硫系統(tǒng)用水；懸浮物超標(biāo)水與高含鹽廢水分排方式，使得工業(yè)廢水中不摻高含鹽水，保證了工業(yè)廢水中鹽分不超標(biāo)，這樣工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后可以補(bǔ)進(jìn)循環(huán)水。高含鹽廢水讓最低級(jí)用戶使用。
　　通過(guò)濁污分流、結(jié)合多級(jí)用水分配，本次設(shè)計(jì)方案工業(yè)廢水處理站有121m3/h左右廢水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的物理處理后，有86 m3/h，回收到循環(huán)水，另外35m3/h隨污泥消耗掉；高含鹽廢水經(jīng)過(guò)調(diào)PH值和脫穩(wěn)加阻垢劑處理后供低級(jí)用戶消耗。因此總補(bǔ)給水量減少到2258m3/h。與常規(guī)設(shè)計(jì)相比補(bǔ)充水耗水量減少了108t/h，節(jié)水4.6%左右。同時(shí)電廠沒(méi)有廢水外排，大大減少了排污費(fèi)。
　?。ㄈ┝闩欧偶夹g(shù)方案的節(jié)水效果
　　2X600MW機(jī)組最大補(bǔ)充水量：2258m3/h（0.63m3/s），折合千兆瓦耗水量0.525m3/s，比21世紀(jì)示范電廠每千萬(wàn)兆瓦耗水量0.83m3/s，節(jié)約24.6%。節(jié)水效果較為顯著。
　?。ㄋ模┝闩欧旁O(shè)計(jì)方案的工程措施
　　電廠實(shí)施零排放技術(shù)，建設(shè)的設(shè)施包括：生活污水處理設(shè)施、煤泥廢水處理設(shè)施、工業(yè)廢水處理、循環(huán)水旁流處理系統(tǒng)、污水復(fù)用水系統(tǒng)、WMM型水務(wù)管理系統(tǒng)等。
　　生活污水處理：生活污水采用生物處理工藝系統(tǒng)，其出水水質(zhì)優(yōu)于《建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50336-2002）中對(duì)綠化用水水質(zhì)的規(guī)定。煤泥廢水處理：在煤場(chǎng)附近設(shè)2套煤泥處理設(shè)施，以對(duì)因沖洗棧橋產(chǎn)生的含煤泥廢水進(jìn)行處理，總處理量為30m3/h。處理后的水除煤泥本身所帶走的水量外，其余水繼續(xù)供棧橋的沖洗，重復(fù)利用。工業(yè)廢水處理：將工業(yè)廢水集中在一起，統(tǒng)一進(jìn)行處理，其廢水包括：鍋爐房雜用水、汽機(jī)房雜用水、處理后生活水。處理合格后進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。循環(huán)水旁流處理：循環(huán)旁流處理總量為100t/h，回收供除灰用水。污水復(fù)用系統(tǒng)：收集高含鹽量廢水，經(jīng)過(guò)PH調(diào)節(jié)和加阻垢劑、穩(wěn)定劑處理后，通過(guò)復(fù)用水泵打到低級(jí)用戶使用。水務(wù)管理系統(tǒng)：經(jīng)過(guò)計(jì)算電廠2X600MW機(jī)組最大耗水量與最小耗水量之差為533t/h，因此沒(méi)有有效的控制手段，即使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案再完善亦無(wú)法達(dá)到節(jié)水效果。而水務(wù)管理系統(tǒng)解決了這個(gè)問(wèn)題。WMM型水務(wù)管理系統(tǒng)主要由水量、水位測(cè)控采集系統(tǒng)、氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)、中央測(cè)控系統(tǒng)組成。其主要功能包括：電廠用水、排水的集中監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)；全廠耗水量和廢水排放量的在線動(dòng)態(tài)顯示；根據(jù)電廠“全年用水動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型”對(duì)電廠補(bǔ)給水量實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)控，確保電廠按照最佳用水模式運(yùn)行，在保證電廠滿發(fā)的前提下，使水耗降到最低。
　　
　　
　　四、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
　　
　?。ㄒ唬╁仩t排污水回收
　　鍋爐排污水水質(zhì)與循環(huán)水相比無(wú)論是含鹽量、懸浮物等指標(biāo)都很小，因此從設(shè)計(jì)上拋棄傳統(tǒng)的地溝水進(jìn)行冷卻，再排地溝的方式，而是用循環(huán)水并采用管道供給冷卻，再用泵將混合水回收到循環(huán)水泵房前池的方式。這樣既節(jié)約用水，又改善循環(huán)水水質(zhì)。
　?。ǘ┭h(huán)水旁流處理
　　循環(huán)水旁流處理采用旁路澄清過(guò)濾-弱酸處理加穩(wěn)定劑處理系統(tǒng)，降低了循環(huán)水堿度和懸浮物含量，提高了循環(huán)水的濃縮倍率，減少排污量。濃縮倍率達(dá)到5.56。
　?。ㄈ嵛鄯至?br/>　　濁指懸浮物超標(biāo)水，污指高含鹽水，二者不混合，分別供給相應(yīng)的用戶使用。如果高含鹽廢水不直接消耗而與濁水混合，提高了廢水處理站的規(guī)模并且使大量廢水無(wú)法回用。濁污分流的思路通過(guò)低級(jí)用戶對(duì)高含鹽廢水的消耗，解決了零排放技術(shù)中投資過(guò)大的問(wèn)題。
　?。ㄋ模┧奶菁?jí)使用與分配
　　零排放設(shè)計(jì)方案體現(xiàn)了用水的梯級(jí)使用與分配，本工程水的梯級(jí)使用如下：補(bǔ)充水→部分輔機(jī)冷卻水→循環(huán)水→鍋爐補(bǔ)給水→鍋爐補(bǔ)給水廢水→物料消耗和蒸發(fā)；循環(huán)水→排放濁水→工業(yè)廢水處理→循環(huán)水。
　?。ㄎ澹┢渌Ｒ?guī)的節(jié)水設(shè)計(jì)特點(diǎn)
　　1、盡量回收冷卻水。所有輔機(jī)冷卻器的冷卻水采用閉式冷卻系統(tǒng)，水源取自循環(huán)水；主廠房?jī)?nèi)、外各轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械軸承冷卻水等工業(yè)水考慮大部分回收，小部分外排，減少工業(yè)廢水處理量。
　　2、安裝冷卻塔除水器。冷卻塔裝設(shè)除水效率高的“B0a-42/145型”，收水效率可達(dá)99%，比不裝除水器節(jié)水67～80％。
　　3、全廠排水系統(tǒng)按分流制設(shè)計(jì)，即雨水系統(tǒng)，生活污水系統(tǒng)，工業(yè)廢水系統(tǒng)。減少了以往常規(guī)設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)為合流制系統(tǒng)而引起的廢水處理量較大的弊病，簡(jiǎn)化了廢水處理設(shè)施及其規(guī)模，降低了工程投資。其中生活污水系統(tǒng)，工業(yè)廢水系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)的處理裝置
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　1、金鑫.中國(guó)水務(wù)管理百科全書.
　　2、張廣剛.徐州電廠水務(wù)管理現(xiàn)狀與設(shè)想[J].電力環(huán)