火力發(fā)電廠水平衡測試及節(jié)水途徑分析

1、水利科技與經(jīng)濟Water Cbnservancy Science and Technology and Economy第15卷第3期2009年3月Vol. 15 No. 3Mar. ,2009火力發(fā)電廠水平衡測試及節(jié)水途徑分析王文娟，劉廷璽,劉曉民(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 水利與土木工程建筑學院呼和浩特01()018)I I對霍煤鴻駿自備電廠二期工程2 X150MW機組進行了水平衡測試結(jié)果表明本電廠 總的取水量和耗水量是平衡的不平衡率V 5%0根據(jù)測試結(jié)果對該廠用水情況進行了分析評 價提出了節(jié)水措施和水處理建議?！?水平衡測試:耗水量;耗水率:重復利用率:節(jié)水措施IV21 J A (|1006 717

2、5(2009)03 - 0225 - 02Water Balance Testing and Its Saving Analysis hi a Thenial Power PlantWANG Wen juan , LIU ling xi , LIU Xiao niin(Cbllcgc of Hydraulic and Gvil Engineering dinner IVbngDlla Agricultural University ,Huhlx)t 010018 ,China)Abstract: A water balance test program was carried out in a

3、 thenial pouvr plant and the water management in the power plant was evaluated thio ugh the anal sis of the test data. The results showed that the plant's total water consunption and water for a balanced and uneven rate of less than 5 percent . abstract some feasible water saving measures were p

4、iuposedKey vwrds : waler balance test; consunption of water; water consunption rate ; repeal the utilization rate of water; water saving measures© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 水利科技與經(jīng)濟Water Cbnservancy Science and Technology and Economy第15卷第3

5、期2009年3月Vol. 15 No. 3Mar. ,2009© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 水利科技與經(jīng)濟Water Cbnservancy Science and Technology and Economy第15卷第3期2009年3月Vol. 15 No. 3Mar. ,2009o引言我國淡水資源日益緊張?zhí)貏e是北方地區(qū)水資源嚴 重短缺。采用敞開式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的火力發(fā)電廠用水 量十分顯著。產(chǎn)生和排放相當數(shù)量的工業(yè)廢水對環(huán)境 造成嚴重危害。水資

6、源的匱壬便得火電廠的運行和建 設(shè)規(guī)劃受到限制?；痣姷挠盟椖恐饕心骷拜o機冷卻器的冷卻 水、沖灰及沖渣水、鍋爐補給水、工業(yè)冷卻水以及生活用 水等。耗水主要包括循環(huán)水的蒸發(fā)、排污、沖灰水的消 耗、廢水排放及煤場噴淋等。各用水項目對水質(zhì)要求不 同水量差別大?；痣姀S消耗大量的水資源節(jié)水要求較 為迫切。隨看水處理技術(shù)水平的提高和干除灰技術(shù)的推 廣火電減少水量消耗成為可能。在開展節(jié)水工作中要 注重水平衡測試并在此基礎(chǔ)上綜合采取提高循環(huán)水濃 縮倍率、降低水灰比等措施根據(jù)不同的水質(zhì)要求分級使 用和回收做到既保護用水設(shè)笛的安全又盡可能地減少 新鮮水的用量同時減少廢水的排放.取得顯著的經(jīng)濟效 益和社矣效益。

7、下面以某電廠二期擴建工程2 X150 機組為例，根 據(jù)其水平衡測試結(jié)果對其用水系統(tǒng)進行分析.査清火電 廠用水、取水和排水提出節(jié)水措施。該電廠位于西北干 旱地區(qū)主要取用地下水和煤礦蔬干水具有一定的代表 性。1火力發(fā)電廠水平衡測試1. 1所謂水平衡是指一臺設(shè)備、一個車間、一個工廠或一 個其它生產(chǎn)體系.在其生產(chǎn)中所用全部水量的收支平衡。 火電廠水平衡測試就是以火電廠作為一個確定的用水體 系研究水在車間、用水設(shè)備的幾個基本用水參數(shù)輸入、 輸出和損失之間的平衡關(guān)系。通過對電廠各種取、用、 排、料水量的測定查潘火電廠用水狀況.進行合理化用 水分析找出節(jié)水潛力的大小和所在。1.2火力發(fā)電廠水量之間的動態(tài)平衡

8、關(guān)系見圖1 圖2。© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 水利科技與經(jīng)濟Water Cbnservancy Science and Technology and Economy第15卷第3期2009年3月Vol. 15 No. 3Mar. ,2009© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 水利科技與經(jīng)濟Water Cb

9、nservancy Science and Technology and Economy第15卷第3期2009年3月Vol. 15 No. 3Mar. ,20092(X)8 - 1021I王文娟(1982 -).女.內(nèi)蒙古赤峰人碩士研究生研究方向為水信息系統(tǒng):劉廷璽(1966- ) 男.內(nèi)蒙古赤 峰人教授博士生導師主要研究方向為水文水資源系統(tǒng)模擬:劉曉民(1981)男，內(nèi)蒙古赤峰人博士 研究生.研究方向為水文與水資源225 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserv

10、ed, 水利科技與經(jīng)濟Water Cbnservancy Science and Technology and Economy第15卷第3期2009年3月Vol. 15 No. 3Mar. .2009226© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 水利科技與經(jīng)濟Water Cbnservancy Science and Technology and Economy第15卷第3期2009年3月Vol. 15 No. 3Mar. .2009yf項目新鮮水呈/m3

11、 h-1565.40申聯(lián)/m3 h 121.24總用水量/ in3 h*134 393.23申聯(lián)、復用水量/m'-h *33 827.83排放水量/m3h-'131.31消耗水量978.20重復利用率/ %98.36冷卻水循環(huán)利用率/%9& 50冷卻用水量/m3 41-133 192.92全廠發(fā)電水耗/n?0.524不平衡率/ %3.72循環(huán)水濃縮倍數(shù)4.8572由圖1，圖2可見：封閉用水體系用水量匕為V, = vo. + V7 =匕 y + j + Vj + V!非封閉用水體系用水量刃為£ =f + 匕。+ 匕 d + + V1式中 咕為用水體系自身重崑利用

12、水量.乜為用水體系取 水量"為用水體系串朕用水量.匕 為用水體系耗水量. 匕/為用水體系串朕排水量；叫為用水體系排水量舟為 用水體系滲漏水量，1.3火力發(fā)電廠節(jié)水主要就是如何降低新鮮水量提高 冷卻水循環(huán)利月。因此.對火力發(fā)電廠用水情況的評價 也采用相應(yīng)的指標:發(fā)電水耗率、冷卻水循環(huán)利用率及重 篦利用率。發(fā)電水耗率為發(fā)電新鮮水耗量與發(fā)電量之 比:冷卻水循環(huán)利用率為循環(huán)使用的冷卻水量與總用水 量之比。2水平衡測試結(jié)果二期2 XI50 MWM組水平衡測試結(jié)果見表1、表2。用水項目-夏季68月用水回收耗水排水冷卻塔蒸發(fā)、風吹損失406.83406.83冷卻塔排污95.0095.00化學系統(tǒng)用

13、水553.06544.83& 23鍋爐降溫徉污1&(M4.(M14.00爐渣冷卻、灰渣加濕用水37.1833.14噴水除灰14,3114.31輸煤沖洸用水7.287.28基建用水0.380.38生活用水3.23.2合計544.83470.13116.281/m3 h3節(jié)水分析項目工程（2 X 150 MW ）的平均用水量為 34 393. 23 nt/h 百萬千瓦耗水指標為0. 524 m3/ s，小于火 力發(fā)電廠節(jié)水導則濕冷機俎規(guī)定的（0.7 0.9）m3/ sGW。目前我國凝汽式火力發(fā)電廠（采用冷卻塔 和水力除灰）的水耗率整體水平為12n?/（s«GW）.上述 情

14、況表明我國火力發(fā)電廠節(jié)水的潛力很大。火電廠節(jié)水技術(shù)有取水、用水、霞用、處理、回用、排 放等6個環(huán)節(jié)。下面主要從影響電廠耗水量的因素看手 分析。3. 1測試結(jié)果表明本工程用水做到了計劃用水、合理用 水、科學用水。在電廠中是大的冷卻水用戶就是凝汽器 冷卻用的循環(huán)水從實際測得的水平衡數(shù)據(jù)也可以看出， 水塔蒸發(fā)量（包含風吹損失）占新鮮水取用量的71.95 % , 這是電廠耗水量最大的一部分.也是節(jié)水最有潛力的一 部分?？刹捎霉?jié)水措施如下：（1）提高循環(huán)冷卻水處理水平，提商循環(huán)水濃縮倍率。 本電廠凝汽器冷卻采用二次循環(huán)供水系統(tǒng).循環(huán)水補水 采用弱酸氫離于交換器處理循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍 率達4. 85

15、:冷卻塔裝設(shè)商效除水器風吹損失水率不超過 0.05 % o循環(huán)冷卻水由于蒸發(fā)而濃縮更容易發(fā)生結(jié)垢和馬 蝕。采用提商濃縮倍率可以便排污率降低，減少循環(huán)水 系統(tǒng)排污的耗水量:改進循環(huán)水的處理工藝便用新型高 效的水處理藥劑可以使循環(huán)水的有害離子商度濃縮時也 沒有結(jié)垢或膺蝕的危險，也就是提高循環(huán)水允許的濃縮 倍率減少排污。（2）減少濕除灰量降低水灰比?；宜到y(tǒng)在整個火 電廠用水體系中基本處于最末端其它系統(tǒng)的廢水、不易 回收的水均進入灰水系統(tǒng)。一般沖灰沖渣水便用循環(huán)水 的排污水作為水源鍋爐補給水的再生廢水也進入沖灰 系統(tǒng)。廠內(nèi)沖灰水循環(huán)便用向灰場輸灰的水灰比一般 在210。所以可采用降低水灰比達到節(jié)水要

16、求。鍋爐排出的粉煤灰是一種固體廢棄物不僅占用大 （下轉(zhuǎn)第230頁）226© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 水利科技與經(jīng)濟Water Cbnservancy Science and Technology and Economy第15卷第3期2009年3月Vol. 15 No. 3Mar. ,2009引起廣泛關(guān)注。水是維持干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)最重要的基本元 素生態(tài)系統(tǒng)耗水機制是生態(tài)保護的主要研究對象。2水資源分配機制水資源分配機制主要包括4種，即以邊際成本價格

17、進 行的水分配、以行政管理確定水價及相關(guān)政策進行水分 配、以水市場機制進行水分配和用水戶自主進行水分配, 水不像一般商品一樣容易管理它被廣泛地認為是公共 時產(chǎn)大型水工程投資一般私人企業(yè)無力承受。例如大 型灌區(qū)的管理是由政府對水量進行通盤考慮后對各個 部分進行分配的。家庭生活供水.市政供水.農(nóng)村生活供 水、農(nóng)村衛(wèi)生計劃等都體現(xiàn)了政府行政笹理的作用。中國的水資源分配機制目前仍是以行政管理為主的 形式存在還不能在多種分配機制下達到多樣性的分配 管理體制尚不能滿足水資源分配有效性、公平性與可持 續(xù)性的要求離社矣主義市場經(jīng)濟規(guī)律也有一定的距離， 從而造成用水矛盾突出、用水浪費嚴重、生態(tài)環(huán)境惡化等 結(jié)果。

18、隨著社會主義市場經(jīng)濟和水資源價格體系的不斷 完善水斉源分配機制的多樣性將會便水講源分配擋干 合理最終實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的目的。3結(jié)語在影響社會經(jīng)濟發(fā)展的外部因素中資源與環(huán)境條 件則起主要的制約作用其中水資源的天然條件和經(jīng)過 人工控制與調(diào)節(jié)后的水資源及水環(huán)境在一些地區(qū)起主導 （上接第226頁）片土地作為貯灰場在輸送過程還要消耗水而且灰場 泄漏污染環(huán)境。近年來粉煤灰持別是干灰的資源化利用 技術(shù)得到了推廣和普及氣力除灰不僅可以得到優(yōu)質(zhì)粉 煤灰降低運輸負荷而且可以省去除灰用水。因此氣力 除灰在燃煤電廠的粉煤灰總量中的比例正逐步增加。（3）回收處浬各種廢水和排污水加以綜合利用。火 電廠可以回收處理后加

19、以利用的水主要有工業(yè)廢水、生 活污水以及循環(huán)水排污水。工業(yè)廢水來自工業(yè)冷卻水. 一般含油和懸浮物經(jīng)隔油.氣浮、過濾等手段處理后與 生水水質(zhì)比較接近可以作為循環(huán)水的補充水便用。生 活污水一般含有較多的有機物經(jīng)曝氣氧化、沉淀處理后 也可以補入循環(huán)水系統(tǒng)。本電廠工業(yè)用水的排水用作冷卻塔的補充水：工業(yè) 廢水經(jīng)處理后用干輸煤沖洗及爐渣冷卻水:鍋爐排污水、 撈渣機的冷卻水回收用干卸灰加濕:輸煤沖洗水循環(huán)使 用。回收后取得了明顯的節(jié)水效果和環(huán)境效益。3.2火電的用水系統(tǒng)龐大貫雜各二級系統(tǒng)、設(shè)備用水較 多用水量和比例隨季節(jié)和機組負荷變化較大因此必須 按照相關(guān)的標準做好全廠水平衡的測試工作。在水平衡 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上

20、綜臺考慮節(jié)水措施才能取得效果。（1）采用新型藥劑處理循環(huán)水提高濃縮倍率后循環(huán) 水排污水的用戶也要采取措施減少排污水的用量（降低 作用。經(jīng)濟的增長也為投資于水資源的開發(fā)與治理提供 了條件關(guān)系到水資源開發(fā)利用和保護管理的格局。我 國水彌源的緊缺巳嚴重制約了我國的社會、經(jīng)濟等方面 的發(fā)展我們一定要在正確認識經(jīng)濟發(fā)展和水資源保護 關(guān)系的實質(zhì)并憑借我國經(jīng)濟穩(wěn)定持續(xù)高速發(fā)展的不可 多得的優(yōu)勢條件通過合理開發(fā)、高效利用、全面節(jié)約、綜 合治理、優(yōu)化配直和科學管理.不斷提商利用效率和效益 來加強水資源的有效保護工作是能找到經(jīng)濟發(fā)展與水 資源保護的動態(tài)平衡的：便得我國水資源能勞支撐經(jīng)濟、 社矣的可持續(xù)發(fā)展。 1陳家琦.王 浩楊小柳水資源學：第一版M|北 京：科學出版社.2002. 194.|2|汪恕誠.在第十屆全國人大常委矣第十三次矣議上 關(guān)于水責源節(jié)約、保護和合理利用情況的報告|肋 0L.中國水利網(wǎng)站.2005 - 01 - 21.|31發(fā)展研究中心節(jié)水型社矣運行機制研究課題組發(fā)