火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)中用水量計(jì)算方法探討

張艷

摘 要：以某火力發(fā)電廠為例，探討了火電廠工程水工設(shè)計(jì)時(shí)，合理計(jì)算生產(chǎn)、生活用水量的重要性，并對(duì)電廠生活各項(xiàng)用水最大小時(shí)用水量，生產(chǎn)各項(xiàng)用水中連續(xù)用水及間斷用水最大小時(shí)用水量同時(shí)發(fā)生的概率進(jìn)行分析，提出了火電廠總用水量的一種計(jì)算方法，希望筆者的分析對(duì)該領(lǐng)域的研究具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；水工設(shè)計(jì)；用水量計(jì)算；方法；概率分析

1引言

在火電廠的初步設(shè)計(jì)階段，水利專業(yè)需要計(jì)算電廠的用水量，做好水管理和水量平衡。水量常以日用水量（以m3/d計(jì)），平均小時(shí)用水量和最大小時(shí)用水量（以m3/h計(jì)）來計(jì)量。平均每小時(shí)耗水量和最大小時(shí)用水量是電廠耗水量的重要參數(shù)，因?yàn)樗鼪Q定了火力發(fā)電廠新供水泵站的大小和供水管網(wǎng)的管徑，并最終確定了電廠的供水管網(wǎng)。對(duì)火電廠的初期投資進(jìn)行了探討。

2火電廠用水量分類及計(jì)算重點(diǎn)

根據(jù)《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T5339-2006）的規(guī)定，電廠的用水量應(yīng)根據(jù)冷凝器的冷卻水、冷凝器以外的各種輔助設(shè)備（輔機(jī)）、化學(xué)補(bǔ)給水、工業(yè)用水、生活和消防用水、除灰水、脫硫水等確定。在上述各用水量中，消防用水量是根據(jù)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50229-2006）中的規(guī)定確定的，當(dāng)確定單元的大小時(shí)，水的量是固定的。因此，火電廠耗水量的計(jì)算主要集中在整廠生產(chǎn)、平均日耗水量和最大時(shí)耗水量等方面。

3火電廠用水量的計(jì)算

從水量單位可以看出，火電廠耗水量的確定有兩個(gè)因素：一是水量（一般按M3），另一個(gè)是用水的時(shí)間（一般為H）。為了正確計(jì)算耗水量，除了需要對(duì)這兩個(gè)因素進(jìn)行必要的分析外，還應(yīng)同時(shí)分析各水點(diǎn)的最大耗水量的概率。

3.1火電廠生活用水量

根據(jù)《火力發(fā)電廠水力設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T533—2006）中的用水定額、發(fā)電廠的用水最大數(shù)量和小時(shí)變化系數(shù)，確定火電廠工人的用水量，一般由三部分組成：耗水量、工人（QS1）和淋浴工人的用水（QS2），宿舍用水量（記錄為QS3）。

三部分的最大耗水量應(yīng)同時(shí)分析。工人的生活用水主要在工作時(shí)間，淋浴水和宿舍用水主要在下班后。因此，工人、淋浴間和宿舍三個(gè)項(xiàng)目的最大用水量通常不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)。宿舍內(nèi)的用水可能同時(shí)出現(xiàn)。在三水中，淋浴器和宿舍中的工作人員用水最多可疊加，兩個(gè)水不能疊加在工人使用的最大水量上。

3.2火電廠生產(chǎn)用水量

與生活用水相比，火力發(fā)電廠耗水量大，生產(chǎn)用水的計(jì)算更為重要?；鹆Πl(fā)電廠的水、化學(xué)補(bǔ)給水（記錄為QY）和循環(huán)水補(bǔ)水（QX）與汽輪機(jī)的不同工況。汽輪機(jī)在不同工況下的冷凝水和冷卻速度不同，其耗水量也不同。一般來說，工廠的沖洗水和洗滌水都是間歇水。耗水時(shí)間各不相同。

3.3火電廠生產(chǎn)生活用水的計(jì)算方法

其次，以300MW火力發(fā)電廠的初步設(shè)計(jì)為例，討論了生產(chǎn)和生活用水的計(jì)算方法。表1根據(jù)水定額、用水最大數(shù)量和小時(shí)變化系數(shù)計(jì)算熱電廠工人的耗水量。表2在火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì)中提取了汽輪機(jī)、鍋爐、輸煤、除灰、化學(xué)水處理等水耗。

從表1可計(jì)算得出：

QH1=3.94+2.50+1.25=6.69m3/h；QH2=2.15+0.60+1.25=5.25m3/h

因此，火電廠工人使用的最大小時(shí)水量是QS，QH1和QH2的最大值為6.69M3/h。

表2中，由化學(xué)系統(tǒng)提供的補(bǔ)充水量和循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水量也與汽輪機(jī)的工作條件有關(guān)。在計(jì)算水量時(shí)，通常根據(jù)三種工況進(jìn)行計(jì)算。

從表2可以看出，生產(chǎn)用水主要有兩種類型，一種是連續(xù)用水，另一種是間歇用水。

連續(xù)耗水量分為平均小時(shí)耗水量和最大耗水量。當(dāng)計(jì)算連續(xù)水的平均每小時(shí)耗水量時(shí)，表2中的平均每小時(shí)耗水量可以加在一起。在計(jì)算連續(xù)用水量的最大水量時(shí)，通常的方法是在表2中加入最大的水量數(shù)據(jù)，但水的量明顯更大，因?yàn)樗挟a(chǎn)生最大水量的事件同時(shí)存在概率問題。并且進(jìn)行必要的概率分析。將系數(shù)加入到最大小時(shí)耗水量數(shù)據(jù)中是合理的。

在前一種情況下使用不連續(xù)的情況下，一天中使用的最大水量?jī)H半小時(shí)，并且一次使用的水量不多，但是當(dāng)它被分解成用水量時(shí)它更大。在表2中直接加入“合成小時(shí)耗水量”表明，水的消耗量為315.25M3/h，同樣，如果用水量作為間歇耗水量，則明顯太大。

因此，如何計(jì)算連續(xù)耗水量的最大耗水量、最小耗水量和平均耗水量是本研究的重點(diǎn)。

（1）計(jì)算連續(xù)耗水量QL1的平均每小時(shí)耗水量

汽輪機(jī)和鍋爐連續(xù)耗水量的平均水量加入QL1。表1中序列號(hào)的平均耗水量為2，3，4，5和9，QL1=430.0M3/h；

（2）計(jì)算QL2連續(xù)用水部分的最大小時(shí)耗水量

將連續(xù)耗水量的最大耗水量歸納為QL3，即表2，3，4，5和9的最大耗水量如表2所示：QL3=595.0M3/h。同時(shí)，將QL3乘以系數(shù)K（K<1），即QL2=KQL3，作為連續(xù)用水的最大水量。K的值可以用數(shù)學(xué)概率論來解釋。以下是連續(xù)水點(diǎn)的數(shù)目和K.的相應(yīng)值連續(xù)用水點(diǎn)個(gè)數(shù)：1；2～3；4～5；6～8；9～11；12～15；16～20；21～25；>25

k依次取值：1；0.6；0.65；0.7；0.75；0.8；0.85；0.9；0.95

本例中連續(xù)用水點(diǎn)個(gè)數(shù)為5個(gè)，k取0.65，即QL2=0.65×595.0=386.75m3/h。

（3）計(jì)算循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水量QX

最大供熱工況：QX=190.0m3/h；額定供熱工況：QX=390.0m3/h；純凝發(fā)電工況：QX=650.0m3/h

（4）計(jì)算化學(xué)補(bǔ)充水量QY

最大供熱工況：QY=340.0m3/h；額定供熱工況：QY=205.0m3/h；純凝發(fā)電工況：QY=44.0m3/h

（5）計(jì)算間斷用水部分的平均小時(shí)用水量QJ1

上層表2中的所有不連續(xù)水部分（6，7，8，10，11，12，13）的水消耗疊加在一天的耗水量上，并記錄為QP，然后將不連續(xù)水的所有水使用時(shí)間疊加并記錄為T。在這種情況下，QP=151m3/h，t=2.7h，a。間歇水的平均每小時(shí)耗水量OJ1=OP/t=55.93m3/h。

（6）計(jì)算QJ2間歇用水部分的最大小時(shí)耗水量

上述間歇水（即序號(hào)6，7，8、10，11，12、13）被折疊以合成每小時(shí)的耗水量，并且記錄為QJ3、QJ3=315.25m3/h。同樣地，考慮到幾個(gè)不連續(xù)的水點(diǎn)的最大耗水量的概率，QJ3乘以系數(shù)M（m<1），即QJ2=MQJ3，作為不連續(xù)用水的最大小時(shí)耗水量。下面是不連續(xù)水點(diǎn)的數(shù)目和m的相應(yīng)值。

間斷用水點(diǎn)個(gè)數(shù)：1；2～3；4～5；6～8；9～11；12～15；16～20；21～25；>25

m依次取值：1；0.6；0.65；0.7；0.75；0.8；0.85；0.9；0.95

本例中間斷用水點(diǎn)個(gè)數(shù)為7個(gè)，m取0.7，即QJ2=0.7×315.25=220.675m3/h。

結(jié)語

（1）火電廠生活用水最大小時(shí)耗水量的計(jì)算應(yīng)同時(shí)分析不同水項(xiàng)目最大時(shí)耗水量的概率，以確定火力發(fā)電廠的總生活用水的最大水量。

（2）火電廠生產(chǎn)用水的連續(xù)水耗水量和間歇水利用量的計(jì)算應(yīng)通過對(duì)不同水點(diǎn)進(jìn)行必要的概率分析來計(jì)算，并選擇更合理的系數(shù)K和m，使計(jì)算中所用的最大水量不僅能滿足使用的需要，而且具有合理的經(jīng)濟(jì)用水價(jià)值。

由于我的水平有限，火電廠的最大耗水量和平均耗水量的計(jì)算方法是合理的。同事們?nèi)栽谟懻撨@個(gè)問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭彥岐，吳曉榮.淺議水源熱泵用水量的計(jì)算方法[J].科技風(fēng)，2018（06）：41+44.