小型火力发电厂节水技术

张悦

（中国联合工程公司，浙江 杭州 310022）

进入21世纪以来，我国国民经济迅猛发展，对能源的需求量与日俱增，由此带来电力行业的快速扩张。占全国总发电量80%以上的火力发电机组也得到了快速发展。在民营经济相对较为发达的一些地区，沿海、沿江经济带，小型的火力发电机组更成为一些中小规模产业开发区的必要配套设施，以及一些企业自备发电的首选。然而，这些小型火力发电厂在节水节能，污染物排放等方面往往投入不够，在取得良好经济效益的同时，忽略了环境效益。

近年来，随着国家节能减排战略的加紧实施，以及可持续发展的迫切要求，尤其是在我国水资源日益紧张的形势下，小型火电厂如不采取适当有效的节水措施，不但不利于同环境的和谐发展，而且还会增加企业的经营成本。因此，节约用水、减少排放势在必行。

小型火力发电厂节水技术研究的目的是：

认真研究火电厂各生产系统用水、排水的要求和特点，分析影响节水的各种因素，合理循环、处理、重复使用水源，按照各用水系统对水质的需要，分级用水，减少电厂的用水量和排水量。

1 小型火力发电厂用水量

1.1 冷却水

小型火电厂的冷却形势主要包括间接冷却和直接冷却两种。

间接冷却是指通过热交换器换热，冷却水基本上不受传热介质污染，如凝汽器冷却等。直接冷却是指冷却水和散热介质直接接触冷却，如泵轴承冷却等。冷却水的水质要求无杂质、无腐蚀、不易结垢。正常情况下，冷却用水需要循环使用。小型火力发电厂大多采用带机械通风冷却塔的循环系统。普遍采用向冷却塔水池内投加杀菌剂及缓蚀阻垢剂来控制水质，也有采用部分旁滤来提高水质的做法。

1.2 化学处理水补充水

化学水处理系统是为火力发电厂的汽水系统提供软化水的独立系统。通过阴阳离子交换法或膜分离法来去除常规生产用水中存在的一些离子，将水软化、脱盐，供给中、高压锅炉使用。化水处理的用水需由常规水来供给，用水量一般在小型火电厂的总用水量中占有相当大的比重。根据处理工艺的不同，系统排放的废水量有所不同，但是总量较大，且有酸碱性，常规方法不易处理，不宜回用。

1.3 脱硫工艺用水

为了适应节能减排的要求，目前各火电厂都配有烟气脱硫系统。因此而产生了一部分用水量。这部分水主要用于烟气的冷却，是不可回收的消耗性用水。

1.4 除灰渣及燃料系统冲洗用水

这部分水用于除灰加湿搅拌，以及输煤建筑物内的地面冲洗等，对水质要求不高，不可回收利用。

1.5 锅炉排污冷却用水

在小型火电厂运行过程中产生的锅炉定期排污水温度较高（100°C），不能直接回用，而直接排放又会产生热污染，因此必须掺入一定比例的冷水，进行降温冷却后再考虑回收利用。

1.6 生活、消防用水

生活用水一般直接取自市政自来水。消防用水可以取自自备水源，也可以直接取自市政自来水。

1.7 其他杂用水

包括厂区杂用水，机房杂用水等未预见水量。这类用水对水质无特殊要求。综上所述，在小型火力发电厂的运行过程中，能够回收利用的水量主要有冷却后的锅炉排污水，以及冷却塔的排污水。

2 小型火力发电厂的节水设计

根据各电厂的实际情况，依其水量、水质情况，采用合理的流程，一水多用、重复利用，减少排污量，在提高经济效益的同时提高环境效益，有着重要意义。 目前的火力发电厂设计都把节约用水作为一项重要的技术原则，为施工和生产过程中做好节水工作创造良好的条件。

小型火力发电厂根据自身情况，有的直接采用市政自来水作为水源；有的采取河道取水，简单处理的方法来降低生产成本。但是由于规模小，投资少，各电厂都不可能建设专门的污、废水处理设施。目前大多采取排放至市政污水处理设施的方法。由于小型火电厂的种种局限性，很难做到大型电厂的就地再处理再利用，因此也就很难做到零排放，只能根据现有的工艺流程尽量做到重复利用，减少排放。

小型火力发电厂节水措施主要有：

2.1 锅炉排污水

锅炉运行过程中产生的排污水，水量不大，但温度较高，不能直接利用。掺入一定比例的新鲜水后，可将水温控制在30~40°C。这部分水可以泵送至循环冷却塔，作为冷却塔的补水，用以补充风吹、蒸发，以及排污造成的水量损失。这种做法在达到冷却工艺要求的效果的同时，可以减少部分新鲜水的用量。

2.2 冷却塔排污水

电厂的循环冷却塔在运行过程中，必须排放少部分水量来保证冷却水的水质。这部分排污水的水质情况基本良好，可以作为回用水源，供给对水质要求不高的其他工艺使用。一般可以用作脱硫工艺用水、除灰渣搅拌用水及燃料系统冲洗用水。这部分用水量都是消耗性用水，不产生或只产生少量排污。这种做法在提高生产用水的重复使用率的同时，还可以适当的减少排污。

附图1小型火力发电厂水量平衡图

2.3 提高冷却塔的循环浓缩倍率

冷却塔的循环浓缩倍率决定了排污量的多少。在保证水质的前提下，适当的提高浓缩倍率，可以相应的减少排污量。这种做法在很多大中型电厂中都有应用。但是由于小型火电厂的冷却水量本身较小，采用这种方法意义不大。建议优先考虑将排污水重复利用。

小型火力发电厂水量平衡设计见附图1。

由此可见，小型火力发电厂的节水设计主要体现在以下几个方面：首先，必须兼顾水系统的设计和整个电厂生产系统的设计，整个系统必须成为一个有机的总体，布局合理、经济可靠、操作方便。其次，充分利用水源，最大程度地进行回收，重复使用。另外，应尽量采用先进的运行管理方法，提高管理水平，来提高电厂节水工作的效率。在当今我国经济高速发展的大背景下，小型的火力发电厂有其存在的意义。还将在今后一定时期内为国民经济的发展发挥其重要作用。然而，节能减排，可持续发展也是社会发展的必然趋势。如何在实现经济利益最大化的同时，同步实现环境效益最大化，将成为一个值得我们不断思考的主题。

[1]张文斌，曹永振，朱军等.电力工程水务设计手册.中国电力出版社.

[2]严煦世，范瑾初等.给水工程（ 第四版）.中国建筑工业出版社.

[3]张卫东，张令符等.火力发电厂节水导则.中国电力出版社.