火電廠節(jié)水措施淺析

李長寬，劉 娟，王智群

(1．中國化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司沈陽分公司，遼寧 沈陽 110003;2．遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006;3．大慶油田工程建設(shè)有限公司油建公司，黑龍江 大慶 163000)

節(jié)能減排是當(dāng)前的一個重要課題，我國節(jié)水形勢更為緊迫，電力行業(yè)在國民經(jīng)濟中所占的比重也逐年增加，根據(jù)中國電力勘察設(shè)計協(xié)會近幾年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國電力企業(yè)在用水量控制方面比較粗放，一些電廠項目的設(shè)計沒有從節(jié)能減排需要出發(fā)，產(chǎn)品的取水量遠(yuǎn)高于用水定額［1］?；痣姀S作為電力行業(yè)的代表，其生產(chǎn)用水量相對較多，要保證產(chǎn)品質(zhì)量，很大程度上需要更多的水資源消耗來保證正常運行，因此在節(jié)水方面具有很大的潛力［2］。

1 火電廠節(jié)能評價標(biāo)準(zhǔn)

火電廠節(jié)能評價標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)場規(guī)程和實踐經(jīng)驗，針對節(jié)能指標(biāo)和節(jié)能管理工作進(jìn)行逐項評價［3］，分配原則如圖1所示。

a． 水耗占發(fā)電成本的3% ～4%，取其權(quán)重為7.7%。

b． 煤炭約占發(fā)電成本的70%，因此，與煤耗有關(guān)的指標(biāo)權(quán)重為80.5%。由于供電煤耗的計算中包含了油耗和廠用電，將這兩方面的指標(biāo)也列在煤耗中。

圖1 火電廠節(jié)能評價指標(biāo)權(quán)重分配圖

c． 節(jié)能管理工作內(nèi)容和能源計量的相關(guān)指標(biāo)，分別取其權(quán)重為3.3%、5.8%。

d． 材料消耗指標(biāo)中的磨煤鋼耗、補氫率、酸堿耗為發(fā)電固定成本的一部分，占用火電廠大量維護(hù)費用，為加強這方面管理，取其權(quán)重為2.7%。

按相互影響的層面劃分，火電廠節(jié)能評價指標(biāo)體系如表1所示，節(jié)能評價指標(biāo)共46個，其中水耗及相關(guān)指標(biāo)為5個。節(jié)水指標(biāo)是火電廠節(jié)能體系中重要的組成部分，面對當(dāng)前火電廠生產(chǎn)模式，只有深刻了解節(jié)能評價指標(biāo)，才能更準(zhǔn)確掌握節(jié)水措施。火電廠通過對影響水耗指標(biāo)的主要因素進(jìn)行分析，確定反映火電廠水耗狀況的指標(biāo)。

表1 火電廠節(jié)能評價指標(biāo)體

2 火電廠節(jié)水措施

2.1 提高復(fù)用水率

根據(jù)發(fā)電廠各工藝系統(tǒng)對水量、水質(zhì)和水溫的要求及用水全過程，對全廠用水、排水進(jìn)行統(tǒng)一平衡和調(diào)度，提出優(yōu)化用水方案，實現(xiàn)一水多用，提高重復(fù)用水率，降低全廠耗水指標(biāo)，提出水量平衡方案。降低復(fù)用水的技術(shù)措施如下。

a． 水力除灰用水可采用經(jīng)處理合格后的廢水或循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水。采用水力除灰且貯灰場內(nèi)的水可回收時，灰水宜重復(fù)利用。

b． 鍋爐沖渣水宜根據(jù)除渣和除灰系統(tǒng)情況回收利用。干灰場噴淋防塵用水可采用經(jīng)處理合格后的廢水或循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水。

c． 輸煤系統(tǒng) (輸煤棧橋、卸煤溝、轉(zhuǎn)運站、混煤倉及主廠房輸煤皮帶層等)的沖洗水，經(jīng)相應(yīng)工藝處理合格后循環(huán)使用。輸煤系統(tǒng)沖洗水的補充水宜采用循環(huán)冷卻水的排污水或廢水處理站處理合格后的排水。

d． 工業(yè)冷卻水宜回收利用。工業(yè)冷卻水排水經(jīng)核算，滿足其它工藝用水要求時，可作為其它系統(tǒng)的補充水。

e． 熱力系統(tǒng)的疏水、鍋爐排污水應(yīng)根據(jù)具體情況，經(jīng)降溫后可用作鍋爐補給水處理的原水或熱網(wǎng)、循環(huán)冷卻水等系統(tǒng)的補充水。

f． 鍋爐化學(xué)清洗過程中的沖洗水可送往水力除灰系統(tǒng)重復(fù)利用，當(dāng)作為渣水系統(tǒng)的補充水時，應(yīng)符合渣水補充水的要求。

g． 生活污水經(jīng)處理達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)后，宜用于綠化、噴灑或雜用水系統(tǒng)，當(dāng)其水質(zhì)達(dá)到其它系統(tǒng)的用水標(biāo)準(zhǔn)時，也可作為相應(yīng)工藝系統(tǒng)的用水。

2.2 控制化學(xué)自用水率［4］

化學(xué)自用水率指化學(xué)制水車間消耗的水量占化學(xué)制水車間取用水量的百分比。新鮮水經(jīng)過沉淀過濾、陰陽離子交換床和反滲透裝置制成除鹽水或軟化水，作為補充水進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)。水處理的基本原則如下。

a． 地表水預(yù)處理宜采用沉淀、澄清或過濾。懸浮物含量較少時，可采用接觸混凝、過濾或膜處理。

b． 當(dāng)?shù)乇硭畱腋⌒怨腆w和泥砂含量超過所選用澄清器的進(jìn)水要求時，應(yīng)在供水系統(tǒng)中設(shè)置降低泥砂含量的預(yù)沉淀設(shè)施。

c． 對于再生水及礦井排水等回收水源應(yīng)根據(jù)水質(zhì)特點采用生化處理、殺菌、過濾、石灰凝聚澄清、超 (微)濾處理等工藝。對于水處理容量較大，碳酸鹽硬度高的再生水宜采用石灰凝聚澄清處理，石灰藥劑宜采用消石灰粉。

d． 當(dāng)水源非活性硅含量較高時，應(yīng)考慮硅對蒸汽品質(zhì)的影響，可采用接觸混凝、沉淀、澄清、過濾及超 (微)濾等方法去除。

e． 原水有機物含量較高時，可采用氯化、混凝、澄清、過濾等方法處理。上述處理仍不能滿足下一級設(shè)備進(jìn)水水質(zhì)要求時，可同時采用活性炭、吸附樹脂、生化處理或其它方法去除有機物。

f． 當(dāng)采用常規(guī)預(yù)處理系統(tǒng)不易保證反滲透進(jìn)水水質(zhì)要求或處理系統(tǒng)過于復(fù)雜、龐大時，可選擇超 (微)濾處理作為反滲透的預(yù)處理系統(tǒng)。

g． 水源中碳酸鹽硬度或硅酸鹽含量較高、原水受到污染需綜合治理以改善水質(zhì)時，可采用石灰、弱酸離子交換或其它藥劑聯(lián)合處理。

2.3 降低灰水比［4］

采用水力除灰系統(tǒng)的電廠 (海水除外)，灰水比是指輸送每噸重量的灰渣所耗用水的重量。電廠應(yīng)在除灰系統(tǒng)管路上設(shè)置測量點，并有專門的測量器具，每季度測量一次。基本要求如下。

a． 火電廠除灰渣和煙氣凈化方式的選擇，應(yīng)把節(jié)約用水作為一個重要因素進(jìn)行考慮，根據(jù)燃料及其灰渣特性、灰渣量、灰渣綜合利用條件、廠外輸灰渣距離、交通運輸條件、環(huán)保及節(jié)能要求等，綜合技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

b． 嚴(yán)重缺水地區(qū)和條件合適的火電廠宜采用干式除塵、干式除灰渣及干貯灰場。當(dāng)要求煙氣脫硫時，上述地區(qū)的火電廠應(yīng)考慮采用有利于節(jié)水的脫硫技術(shù)。

c． 采用水力除灰系統(tǒng)的火電廠 (海水除外)，灰漿的濃度應(yīng)采用高濃度 (水灰比不超過2.5～3)或中濃度 (水灰比不超過5～6)，不宜采用低濃度進(jìn)行水力除灰。

d． 當(dāng)采用干式除塵及廠外采用高濃度或中濃度水力輸灰系統(tǒng)時，廠內(nèi)宜采用干灰集中后加水制成灰漿的水力除灰系統(tǒng)。

e． 鍋爐排渣裝置宜采用節(jié)水型設(shè)備。排渣設(shè)備取出的干渣和制粉系統(tǒng)排出的石子煤可采用帶式輸送機集中至高位渣斗后裝車外運。當(dāng)爐底渣和石子煤在廠內(nèi)采用水力集中時，宜采用壓力管道輸送至脫水倉，經(jīng)脫水后用汽車外運。

f． 火電廠在生產(chǎn)運行中應(yīng)加強對除塵、除灰渣用水量的管理?；以斔偷乃冶葢?yīng)按設(shè)計要求嚴(yán)格控制。

2.4 提高循環(huán)水濃縮倍率［5］

循環(huán)水濃縮倍率是指采用濕式冷卻水塔的電廠，其循環(huán)冷卻水與補充水的含鹽濃度之比。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，循環(huán)水通過冷卻水塔時水分不斷蒸發(fā)，蒸發(fā)掉的水中不含鹽分，所以循環(huán)水中的溶解鹽類不斷濃縮，其含鹽量也逐漸增大，為了將循環(huán)水含鹽量控制在一定水平，需要排放一部分循環(huán)水，同時補充一部分新水，循環(huán)水與新水的含鹽量之比即為濃縮倍率。濃縮倍率越大，節(jié)水程度越高［6］。影響濃縮倍率的因素主要為冷卻水塔的合理選擇、工藝管道配置、旁濾裝置、保有水量和補充水的水源及水質(zhì)等。

2.5 降低鍋爐補水率［7］

鍋爐補水率指向鍋爐及其熱力循環(huán)系統(tǒng)補充的除鹽水量占鍋爐實際蒸發(fā)量的百分比。鍋爐補水率應(yīng)控制在鍋爐蒸發(fā)量的2%以下，但有少數(shù)電廠全年平均補水率達(dá)5%，個別電廠高達(dá)8%以上。降低鍋爐補水率的技術(shù)措施如下。

a． 加強對汽水品質(zhì)的監(jiān)督，合理確定鍋爐定期排污率和連續(xù)排污率。

b． 單元式機組宜采用滑參數(shù)啟動方式。

c． 適時檢查系統(tǒng)管道閥門，提高汽水系統(tǒng)嚴(yán)密性。

d． 盡量減少非生產(chǎn)用汽量、用水量及廠用蒸汽量。

3 結(jié)束語

我國火電廠是主要用水、排水大戶，且耗水指標(biāo)與國內(nèi)外先進(jìn)水平有一定差距，在水資源日漸匱乏及環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格的形勢下，提出了提高復(fù)用水率、控制化學(xué)自用水率、降低灰水比、提高循環(huán)水濃縮倍率、降低鍋爐補水率等多項節(jié)水措施，應(yīng)結(jié)合國情做好火電廠的節(jié)水工作，減少廢水排放對環(huán)境的污染，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

［1］ 中國電力企業(yè)聯(lián)合會．火電行業(yè)節(jié)水現(xiàn)狀、經(jīng)驗及存在問題［J］．資源節(jié)約與環(huán)保，2005，21(5):23－24．

［2］ DL/T 5339—2006，火電廠水工設(shè)計規(guī)范 ［S］．

［3］ 宋 雷，高新民．火力發(fā)電廠節(jié)水途徑探討［J］．電站系統(tǒng)工程，2006，22(2):20－22．

［4］ DL/T 783—2001，火電廠節(jié)水導(dǎo)則 ［S］．

［5］ 趙翠仙，張勝寒，許勇毅．淺析火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水的高濃縮倍率［J］．工業(yè)安全與環(huán)保，2005，31(12):9－11．

［6］ 房金祥．提高熱電廠循環(huán)水濃縮倍率的措施 ［J］．能源技術(shù)，2006，27(2):85－88．

［7］ 陳進(jìn)生．火電廠節(jié)水技術(shù)探討 ［J］．工業(yè)水處理，2003，23(1):73－75．