火電廠取水量和排水量統(tǒng)計中存在問題分析

張海燕，李樂豐，徐勁松

（1.華電國際電力股份有限公司技術(shù)服務(wù)分公司，山東 濟南 250014；2.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，山東 濟南 250003）

0 引言

發(fā)電行業(yè)是我國用水量最大的行業(yè)之一。目前國家不斷提高企業(yè)用水要求，加快水污染治理步伐，有的省份制定了嚴格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，火電廠在用水量、排水水質(zhì)等方面都受到嚴格限制。這些政策迫使火電廠不斷開展用水優(yōu)化及水污染治理，準(zhǔn)確統(tǒng)計取水量和排水量是其中關(guān)鍵一環(huán)。根據(jù)當(dāng)前火電廠取水量和排水量統(tǒng)計現(xiàn)狀，就存在的問題開展分析，并結(jié)合國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對科學(xué)做好火電廠取水量和排水量的統(tǒng)計、促進取水量和排水量科學(xué)應(yīng)用進行論述。

1 火電廠取水量及排水量

取水量和排水量是火電廠水務(wù)指標(biāo)管理最基礎(chǔ)、最重要的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，直接關(guān)系到企業(yè)用水情況的科學(xué)分析［1］。

1.1 取水量

火電廠取水量常用的考核和評價指標(biāo)為機組單位發(fā)電量取水量，即火電廠發(fā)電量與同時段取水量之比值。取水量按照GB／T 18916.1 —2012《取水定額第1 部分火力發(fā)電》定義為“企業(yè)從各種常規(guī)水資源提取的水量”，其中常規(guī)水資源主要指低含鹽量的地表水和地下水，不包括中水等回用水、海水等高鹽水［2］。

現(xiàn)行的GB／T 26925—2011《節(jié)水型企業(yè)火力發(fā)電行業(yè)》、DL／T 1052—2016《電力節(jié)能技術(shù)監(jiān)督導(dǎo)則》、DL／T 904—2015《火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)計算方法》等標(biāo)準(zhǔn)中，火電廠取水量均按照DL／T 904—2015定義對機組單位發(fā)電量取水量進行評價。

1.2 排水量

GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定排水量為“在生產(chǎn)活動中直接用于工藝生產(chǎn)的水的排放量，不包括間接冷卻水、廠區(qū)鍋爐、電站排水”，同時根據(jù)排水去向、機組建設(shè)時間等條件規(guī)定了69類水污染物的最高允許排放濃度及部分行業(yè)最高允許排放水量。

電力行業(yè)一直沒有頒布相關(guān)的行業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)，火電廠污水排放執(zhí)行GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，生產(chǎn)過程中排至廠界外的含有GB 8978—1996 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的污染物的排水都應(yīng)按照污水進行排水量管理。

2 在實際應(yīng)用中存在的問題及分析

火電行業(yè)頒布了DL／T 1337—2014《火力發(fā)電廠水務(wù)管理導(dǎo)則》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的水務(wù)管理技術(shù)要求均涉及取水量和排水量的統(tǒng)計及評價要求，但這些標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確取水量和排水量統(tǒng)計范圍等具體要求。不同的發(fā)電企業(yè)取水和排水情況不同，且隨著環(huán)保政策實施，火電企業(yè)的取水水源情況發(fā)生很大變化。因此，在取水量和排水量統(tǒng)計實際應(yīng)用中，存在認識不同、統(tǒng)計口徑不一致等問題，統(tǒng)計水量不能體現(xiàn)企業(yè)實際水耗情況，在用水優(yōu)化及水污染防治中失去指導(dǎo)意義。

2.1 非常規(guī)水資源統(tǒng)計

在火電廠取水量統(tǒng)計實際應(yīng)用中，較多的火電廠僅統(tǒng)計取用的地表水或地下水等常規(guī)水資源，而忽略了統(tǒng)計城市中水等非常規(guī)水資源。實際上城市中水等非常規(guī)水資源已在火電廠大量回用，近10 年來新建火電機組按環(huán)評和環(huán)保部門要求均不允許增加常規(guī)水源取水量，同時大量的在役機組也采用城市中水替代常規(guī)水資源。因此，依據(jù)當(dāng)前定義統(tǒng)計的企業(yè)取水量，與企業(yè)實際用水量存在差別，無法如實評價企業(yè)取水量水平。

表1 為某電廠最近三年的取水量指標(biāo)及單位發(fā)電量取水量指標(biāo)數(shù)據(jù)，其中300 MW 等級機組用水取自常規(guī)水資源，1 000 MW 機組利用部分城市中水。由表1 中可看出采用城市中水的機組單位發(fā)電量取水量遠遠低于考核值，且無法真實體現(xiàn)機組的實際用水消耗水平。

由于火電企業(yè)取用城市中水等非常規(guī)水資源同樣涉及生產(chǎn)成本，特別是非常規(guī)水源水質(zhì)一般都比較差，利用非常規(guī)水資源意味著火電企業(yè)用水成本提高，水耗增加。因此在用水統(tǒng)計及對標(biāo)管理中，應(yīng)包括非常規(guī)水資源取用量的統(tǒng)計，科學(xué)體現(xiàn)企業(yè)用水現(xiàn)狀，促進企業(yè)開展用水優(yōu)化，降低用水成本。

表1 某電廠取水量及單位發(fā)電量取水量統(tǒng)計指標(biāo)

2.2 取水量統(tǒng)計

企業(yè)取水量參考標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)從企業(yè)取水點開始計量［3］。但在實際統(tǒng)計中存在較多的取水量統(tǒng)計不規(guī)范問題，包括：較多的電廠不統(tǒng)計實際取水量而是按企業(yè)與供水單位協(xié)商用水量或繳費水量；有的電廠僅統(tǒng)計水源地的表計；有的電廠僅統(tǒng)計廠界表計累計水量；有的電廠只統(tǒng)計工業(yè)水及循環(huán)水補水水量，對于消防用水、廠區(qū)生活用水等沒有統(tǒng)計。以上種種取水量統(tǒng)計混亂的情況，不利于對火電廠取水情況的宏觀分析。

另外，在取水量統(tǒng)計分析時還容易忽視水源地取水的管路損失。取水點到企業(yè)廠界的輸送距離、輸送管材、管理維護水平等不相同，取水管路存在損失水量［4］，這部分水量有時候損耗非常大，甚至影響到企業(yè)的用水評價。

在取水量指標(biāo)應(yīng)用中，應(yīng)首先規(guī)范統(tǒng)計口徑，保證取水量統(tǒng)計無遺漏，并考慮水源地取水的管路損失，可以通過增加取水管路損失水量等指標(biāo)對取水量指標(biāo)進行補充說明。

2.3 排水量統(tǒng)計

火電廠用水系統(tǒng)多，不同的生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生不同種類的生產(chǎn)排水，實際統(tǒng)計的排水量統(tǒng)計混亂而且誤差很大，不能如實體現(xiàn)企業(yè)污水排放情況，也不利于水資源優(yōu)化利用。例如：大部分的生產(chǎn)排水缺少在線表計，統(tǒng)計數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；有的電廠將正常的生產(chǎn)排水、串聯(lián)水［2］都統(tǒng)計為污水排放量；有的電廠將鍋爐、汽機正常運行的疏放水及排水，也統(tǒng)計為污水。

在排水量指標(biāo)應(yīng)用中，應(yīng)首先規(guī)范統(tǒng)計口徑，保證排水量統(tǒng)計無遺漏，并盡可能使用在線表計統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在生產(chǎn)實際過程中，由于常規(guī)的鍋爐用水采用爐內(nèi)水處理除鹽設(shè)備進行了除鹽，鍋爐排水中雜質(zhì)遠遠低于自然水體中各類污染因子的含量［5］，因此火電廠廠區(qū)正常生產(chǎn)中的熱力系統(tǒng)排水及疏水不應(yīng)作為污水統(tǒng)計排水量，從火電廠用水效益考慮，這部分水應(yīng)該進行回收利用。

2.4 間接循環(huán)冷卻水排水

采用間接循環(huán)冷卻的火電機組產(chǎn)生的循環(huán)冷卻水排水量較大，是火電廠的主要排水，但其在排水量統(tǒng)計中的歸類存在一定的爭議。在投運時間較早的機組環(huán)評文件中對間接循環(huán)冷卻水排水認定為清潔下水，未認定為污水。隨著地方污水排放標(biāo)準(zhǔn)的制定，較多的機組間接冷卻循環(huán)水排水出現(xiàn)超標(biāo)情況，其中氨氮、化學(xué)需氧量 （Chemical Oxygen Demand，COD）、懸浮物指標(biāo)超標(biāo)情況較多。山東省DB 37／3416—2018《流域水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》提出企業(yè)排水污染物排放限值，遠低于GB 8978—1996 的排放限值，以濟南章丘區(qū)為例，火電廠有關(guān)的部分排水污染物排放限值見表2，由表2 可看出，DB 37／3416—2018 對火電廠污水中懸浮物的排放限值不到GB 8978—1996 的七分之一。

表2 火電廠有關(guān)的部分污水污染物排放質(zhì)量分數(shù)限值 mg／L

在實際運行中，電廠為了節(jié)水，提高循環(huán)水濃縮倍率，對循環(huán)冷卻水進行加藥處理，加入的阻垢劑都含有磷等污染物，同時冷卻水在循環(huán)運行中，污染物的含量不斷富集［6］，往往造成循環(huán)水排水中的污染物含量高于所在流域的污染物含量控制限值，難以滿足當(dāng)前的環(huán)保管理要求。因此，間接冷卻循環(huán)水排水宜作為污水進行統(tǒng)計和處理。

2.5 輔機設(shè)備直流冷卻水

在目前的火電企業(yè)水污染治理中，部分火電廠對采用直流冷卻的輔機設(shè)備冷卻水，按污水進行排水量統(tǒng)計和管理。在排水量統(tǒng)計中對此存在較大的爭議。

在實際生產(chǎn)中，原水通常進行預(yù)處理，然后作為火電廠輔機直流冷卻水。DL／T 606.5—2009《火力發(fā)電廠能量平衡導(dǎo)則第5 部分：水平衡試驗》提出的只有采用原水冷卻的輔機設(shè)備排放水不計列為污水，原水通常指未經(jīng)任何處理的從水源地取得的水［2］。實際生產(chǎn)中，從水源直接取得的直流冷卻水懸浮物含量較高，原水一般采用混凝沉淀預(yù)處理方式［7］，根據(jù)處理機理及預(yù)系統(tǒng)設(shè)計出水水質(zhì)，未增加原水中的污染物種類及含量，且明顯降低水中的懸浮物含量，火電廠輔機直流冷卻水水質(zhì)較好，可以作為工業(yè)水源再利用，不宜將輔機冷卻水認定為污水。另外，有的資料認為采用直流冷卻的輔機設(shè)備冷卻水，當(dāng)出現(xiàn)冷油器泄漏、轉(zhuǎn)動設(shè)備軸封漏油等缺陷時，可能造成對輔機冷卻水的油污染。實際生產(chǎn)實踐中，因設(shè)備缺陷造成直流冷卻水污染的情況屬于運行異常，應(yīng)通過加強設(shè)備治理和運維管理來解決，不應(yīng)該因為設(shè)備的非正常狀況就將直流冷卻水作為污水進行處置。綜上所述，從設(shè)計初衷及節(jié)約型社會考慮，經(jīng)過預(yù)處理后的輔機設(shè)備直流冷卻水排水不應(yīng)作為污水統(tǒng)計。

3 取水量及排水量實際應(yīng)用中的建議

3.1 增加取水量統(tǒng)計范圍

目前的企業(yè)取水量指標(biāo)，是國家對企業(yè)用水情況的宏觀管理，著重對企業(yè)的外部考核，取水量統(tǒng)計范圍不包括企業(yè)取的海水、苦咸水、城市中水等非常規(guī)水源，是鼓勵企業(yè)開采利用非常規(guī)水資源，是國家對企業(yè)用水的政策引導(dǎo)和管理。隨著水資源利用效率的提高，非常規(guī)水資源應(yīng)同樣作為社會水資源考慮，且非常規(guī)水資源在火電廠中應(yīng)用日益廣泛，忽略了這一指標(biāo)的統(tǒng)計，不利于企業(yè)開展用水成本管理，優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)。應(yīng)完善企業(yè)取水量指標(biāo)定義，取水量增加對非常規(guī)水資源的統(tǒng)計，同時增加非常規(guī)水資源替代率等統(tǒng)計指標(biāo)，以體現(xiàn)企業(yè)真實的取水狀況。

3.2 細化取水量和排水量指標(biāo)定義

取排水指標(biāo)目的是為了開展火電廠單位發(fā)電量取水量分析，從而對機組（電廠）的用水情況開展優(yōu)化及評價，在實際分析中，取水水質(zhì)對火電廠單位水耗有著明顯的影響。含鹽量的高低直接影響機組循環(huán)水濃縮倍率，取水水質(zhì)決定預(yù)處理采用工藝及處理成本，最終影響機組用水效率；處于不同區(qū)域的火電廠，由于排水指標(biāo)限值差異，對企業(yè)水耗同樣影響很大。例如山東區(qū)域某流域?qū)λ蟹x子含量有特殊要求，從而大大制約了企業(yè)的用水效率。因此，在機組的取水量和排水量統(tǒng)計應(yīng)用中，除了開展水量的統(tǒng)計，還應(yīng)加入取水水質(zhì)和排水水質(zhì)分析，保證企業(yè)用水現(xiàn)狀分析的科學(xué)性和全面性。

3.3 保持輔機直流冷卻水直接排放運行方式

對于臨近江河湖泊的火電廠，輔機采用直流冷卻方式，無論從自然資源利用還是企業(yè)用水成本分析，輔機冷卻水直接排放是最經(jīng)濟的運行方式，不宜做污水進行統(tǒng)計。有直流冷卻水預(yù)處理的電廠應(yīng)加強設(shè)備管理，提高設(shè)備的可靠性，制定必要的應(yīng)急預(yù)案及可靠的異常處理措施，避免輔機冷卻水的污染；同時，根據(jù)輔機冷卻水冷卻設(shè)備的種類及可能存在的污染特點，在輔機冷卻水進水及排水口開展必要的分析檢測和指標(biāo)控制，保證排水水質(zhì)滿足排放要求。

3.4 重視取水量和排水量的分析

由于取水水質(zhì)、排水指標(biāo)及機組容量、生產(chǎn)工藝等存在差異，機組的取水量及排水量存在很大的差異，開展對標(biāo)分析復(fù)雜。在實際應(yīng)用中，企業(yè)應(yīng)加強取水量和排水量指標(biāo)的分析和應(yīng)用，把節(jié)水統(tǒng)計作為節(jié)水管理的重要手段。通過對取水和排水不同時段的環(huán)比同比、不同工藝對取水和排水量的影響等多維度分析，挖掘節(jié)水潛力，在體系建設(shè)、節(jié)能降耗、設(shè)備改造、機組檢修中提出優(yōu)化用水要求，真正發(fā)揮取排水指標(biāo)在水務(wù)管理中的價值。

4 結(jié)語

分析當(dāng)前火電廠取水量和排水量統(tǒng)計現(xiàn)狀，針對取水量和排水量統(tǒng)計中存在的認識不同、統(tǒng)計混亂等問題，提出了增加取水量統(tǒng)計范圍、增加非常規(guī)水資源替代率統(tǒng)計指標(biāo)、細化取水量和排水量統(tǒng)計內(nèi)容、保持輔機直流冷卻水直接排放運行方式等建議，在促進火電廠科學(xué)統(tǒng)計和有效利用取水量和排水量指標(biāo)，提高用水效率，降低用水成本方面有切實效果。