張悅

（中國(guó)聯(lián)合工程公司，浙江 杭州 310022）

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，對(duì)能源的需求量與日俱增，由此帶來(lái)電力行業(yè)的快速擴(kuò)張。占全國(guó)總發(fā)電量80%以上的火力發(fā)電機(jī)組也得到了快速發(fā)展。在民營(yíng)經(jīng)濟(jì)相對(duì)較為發(fā)達(dá)的一些地區(qū)，沿海、沿江經(jīng)濟(jì)帶，小型的火力發(fā)電機(jī)組更成為一些中小規(guī)模產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)的必要配套設(shè)施，以及一些企業(yè)自備發(fā)電的首選。然而，這些小型火力發(fā)電廠(chǎng)在節(jié)水節(jié)能，污染物排放等方面往往投入不夠，在取得良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，忽略了環(huán)境效益。

近年來(lái)，隨著國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略的加緊實(shí)施，以及可持續(xù)發(fā)展的迫切要求，尤其是在我國(guó)水資源日益緊張的形勢(shì)下，小型火電廠(chǎng)如不采取適當(dāng)有效的節(jié)水措施，不但不利于同環(huán)境的和諧發(fā)展，而且還會(huì)增加企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本。因此，節(jié)約用水、減少排放勢(shì)在必行。

小型火力發(fā)電廠(chǎng)節(jié)水技術(shù)研究的目的是：

認(rèn)真研究火電廠(chǎng)各生產(chǎn)系統(tǒng)用水、排水的要求和特點(diǎn)，分析影響節(jié)水的各種因素，合理循環(huán)、處理、重復(fù)使用水源，按照各用水系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)的需要，分級(jí)用水，減少電廠(chǎng)的用水量和排水量。

1 小型火力發(fā)電廠(chǎng)用水量

1.1 冷卻水

小型火電廠(chǎng)的冷卻形勢(shì)主要包括間接冷卻和直接冷卻兩種。

間接冷卻是指通過(guò)熱交換器換熱，冷卻水基本上不受傳熱介質(zhì)污染，如凝汽器冷卻等。直接冷卻是指冷卻水和散熱介質(zhì)直接接觸冷卻，如泵軸承冷卻等。冷卻水的水質(zhì)要求無(wú)雜質(zhì)、無(wú)腐蝕、不易結(jié)垢。正常情況下，冷卻用水需要循環(huán)使用。小型火力發(fā)電廠(chǎng)大多采用帶機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的循環(huán)系統(tǒng)。普遍采用向冷卻塔水池內(nèi)投加殺菌劑及緩蝕阻垢劑來(lái)控制水質(zhì)，也有采用部分旁濾來(lái)提高水質(zhì)的做法。

1.2 化學(xué)處理水補(bǔ)充水

化學(xué)水處理系統(tǒng)是為火力發(fā)電廠(chǎng)的汽水系統(tǒng)提供軟化水的獨(dú)立系統(tǒng)。通過(guò)陰陽(yáng)離子交換法或膜分離法來(lái)去除常規(guī)生產(chǎn)用水中存在的一些離子，將水軟化、脫鹽，供給中、高壓鍋爐使用?；幚淼挠盟栌沙Ｒ?guī)水來(lái)供給，用水量一般在小型火電廠(chǎng)的總用水量中占有相當(dāng)大的比重。根據(jù)處理工藝的不同，系統(tǒng)排放的廢水量有所不同，但是總量較大，且有酸堿性，常規(guī)方法不易處理，不宜回用。

1.3 脫硫工藝用水

為了適應(yīng)節(jié)能減排的要求，目前各火電廠(chǎng)都配有煙氣脫硫系統(tǒng)。因此而產(chǎn)生了一部分用水量。這部分水主要用于煙氣的冷卻，是不可回收的消耗性用水。

1.4 除灰渣及燃料系統(tǒng)沖洗用水

這部分水用于除灰加濕攪拌，以及輸煤建筑物內(nèi)的地面沖洗等，對(duì)水質(zhì)要求不高，不可回收利用。

1.5 鍋爐排污冷卻用水

在小型火電廠(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的鍋爐定期排污水溫度較高（100°C），不能直接回用，而直接排放又會(huì)產(chǎn)生熱污染，因此必須摻入一定比例的冷水，進(jìn)行降溫冷卻后再考慮回收利用。

1.6 生活、消防用水

生活用水一般直接取自市政自來(lái)水。消防用水可以取自自備水源，也可以直接取自市政自來(lái)水。

1.7 其他雜用水

包括廠(chǎng)區(qū)雜用水，機(jī)房雜用水等未預(yù)見(jiàn)水量。這類(lèi)用水對(duì)水質(zhì)無(wú)特殊要求。綜上所述，在小型火力發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，能夠回收利用的水量主要有冷卻后的鍋爐排污水，以及冷卻塔的排污水。

2 小型火力發(fā)電廠(chǎng)的節(jié)水設(shè)計(jì)

根據(jù)各電廠(chǎng)的實(shí)際情況，依其水量、水質(zhì)情況，采用合理的流程，一水多用、重復(fù)利用，減少排污量，在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)提高環(huán)境效益，有著重要意義。 目前的火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)都把節(jié)約用水作為一項(xiàng)重要的技術(shù)原則，為施工和生產(chǎn)過(guò)程中做好節(jié)水工作創(chuàng)造良好的條件。

小型火力發(fā)電廠(chǎng)根據(jù)自身情況，有的直接采用市政自來(lái)水作為水源；有的采取河道取水，簡(jiǎn)單處理的方法來(lái)降低生產(chǎn)成本。但是由于規(guī)模小，投資少，各電廠(chǎng)都不可能建設(shè)專(zhuān)門(mén)的污、廢水處理設(shè)施。目前大多采取排放至市政污水處理設(shè)施的方法。由于小型火電廠(chǎng)的種種局限性，很難做到大型電廠(chǎng)的就地再處理再利用，因此也就很難做到零排放，只能根據(jù)現(xiàn)有的工藝流程盡量做到重復(fù)利用，減少排放。

小型火力發(fā)電廠(chǎng)節(jié)水措施主要有：

2.1 鍋爐排污水

鍋爐運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的排污水，水量不大，但溫度較高，不能直接利用。摻入一定比例的新鮮水后，可將水溫控制在30~40°C。這部分水可以泵送至循環(huán)冷卻塔，作為冷卻塔的補(bǔ)水，用以補(bǔ)充風(fēng)吹、蒸發(fā)，以及排污造成的水量損失。這種做法在達(dá)到冷卻工藝要求的效果的同時(shí)，可以減少部分新鮮水的用量。

2.2 冷卻塔排污水

電廠(chǎng)的循環(huán)冷卻塔在運(yùn)行過(guò)程中，必須排放少部分水量來(lái)保證冷卻水的水質(zhì)。這部分排污水的水質(zhì)情況基本良好，可以作為回用水源，供給對(duì)水質(zhì)要求不高的其他工藝使用。一般可以用作脫硫工藝用水、除灰渣攪拌用水及燃料系統(tǒng)沖洗用水。這部分用水量都是消耗性用水，不產(chǎn)生或只產(chǎn)生少量排污。這種做法在提高生產(chǎn)用水的重復(fù)使用率的同時(shí)，還可以適當(dāng)?shù)臏p少排污。

附圖1小型火力發(fā)電廠(chǎng)水量平衡圖

2.3 提高冷卻塔的循環(huán)濃縮倍率

冷卻塔的循環(huán)濃縮倍率決定了排污量的多少。在保證水質(zhì)的前提下，適當(dāng)?shù)奶岣邼饪s倍率，可以相應(yīng)的減少排污量。這種做法在很多大中型電廠(chǎng)中都有應(yīng)用。但是由于小型火電廠(chǎng)的冷卻水量本身較小，采用這種方法意義不大。建議優(yōu)先考慮將排污水重復(fù)利用。

小型火力發(fā)電廠(chǎng)水量平衡設(shè)計(jì)見(jiàn)附圖1。

由此可見(jiàn)，小型火力發(fā)電廠(chǎng)的節(jié)水設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，必須兼顧水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和整個(gè)電廠(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)必須成為一個(gè)有機(jī)的總體，布局合理、經(jīng)濟(jì)可靠、操作方便。其次，充分利用水源，最大程度地進(jìn)行回收，重復(fù)使用。另外，應(yīng)盡量采用先進(jìn)的運(yùn)行管理方法，提高管理水平，來(lái)提高電廠(chǎng)節(jié)水工作的效率。在當(dāng)今我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大背景下，小型的火力發(fā)電廠(chǎng)有其存在的意義。還將在今后一定時(shí)期內(nèi)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮其重要作用。然而，節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展也是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。如何在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化的同時(shí)，同步實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益最大化，將成為一個(gè)值得我們不斷思考的主題。

[1]張文斌，曹永振，朱軍等.電力工程水務(wù)設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)電力出版社.

[2]嚴(yán)煦世，范瑾初等.給水工程（ 第四版）.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[3]張衛(wèi)東，張令符等.火力發(fā)電廠(chǎng)節(jié)水導(dǎo)則.中國(guó)電力出版社.