火力发电厂水工设计中用水量计算方法探讨

张艳

摘 要：以某火力发电厂为例，探讨了火电厂工程水工设计时，合理计算生产、生活用水量的重要性，并对电厂生活各项用水最大小时用水量，生产各项用水中连续用水及间断用水最大小时用水量同时发生的概率进行分析，提出了火电厂总用水量的一种计算方法，希望笔者的分析对该领域的研究具有一定的借鉴意义。

关键词：火力发电厂；水工设计；用水量计算；方法；概率分析

1引言

在火电厂的初步设计阶段，水利专业需要计算电厂的用水量，做好水管理和水量平衡。水量常以日用水量（以m3/d计），平均小时用水量和最大小时用水量（以m3/h计）来计量。平均每小时耗水量和最大小时用水量是电厂耗水量的重要参数，因为它决定了火力发电厂新供水泵站的大小和供水管网的管径，并最终确定了电厂的供水管网。对火电厂的初期投资进行了探讨。

2火电厂用水量分类及计算重点

根据《火力发电厂水工设计规范》（DL/T5339-2006）的规定，电厂的用水量应根据冷凝器的冷却水、冷凝器以外的各种辅助设备（辅机）、化学补给水、工业用水、生活和消防用水、除灰水、脱硫水等确定。在上述各用水量中，消防用水量是根据《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）中的规定确定的，当确定单元的大小时，水的量是固定的。因此，火电厂耗水量的计算主要集中在整厂生产、平均日耗水量和最大时耗水量等方面。

3火电厂用水量的计算

从水量单位可以看出，火电厂耗水量的确定有两个因素：一是水量（一般按M3），另一个是用水的时间（一般为H）。为了正确计算耗水量，除了需要对这两个因素进行必要的分析外，还应同时分析各水点的最大耗水量的概率。

3.1火电厂生活用水量

根据《火力发电厂水力设计规范》（DL/T533—2006）中的用水定额、发电厂的用水最大数量和小时变化系数，确定火电厂工人的用水量，一般由三部分组成：耗水量、工人（QS1）和淋浴工人的用水（QS2），宿舍用水量（记录为QS3）。

三部分的最大耗水量应同时分析。工人的生活用水主要在工作时间，淋浴水和宿舍用水主要在下班后。因此，工人、淋浴间和宿舍三个项目的最大用水量通常不会同时出现。宿舍内的用水可能同时出现。在三水中，淋浴器和宿舍中的工作人员用水最多可叠加，两个水不能叠加在工人使用的最大水量上。

3.2火电厂生产用水量

与生活用水相比，火力发电厂耗水量大，生产用水的计算更为重要。火力发电厂的水、化学补给水（记录为QY）和循环水补水（QX）与汽轮机的不同工况。汽轮机在不同工况下的冷凝水和冷却速度不同，其耗水量也不同。一般来说，工厂的冲洗水和洗涤水都是间歇水。耗水时间各不相同。

3.3火电厂生产生活用水的计算方法

其次，以300MW火力发电厂的初步设计为例，讨论了生产和生活用水的计算方法。表1根据水定额、用水最大数量和小时变化系数计算热电厂工人的耗水量。表2在火力发电厂初步设计中提取了汽轮机、锅炉、输煤、除灰、化学水处理等水耗。

从表1可计算得出：

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

因此，火电厂工人使用的最大小时水量是QS，QH1和QH2的最大值为6.69M3/h。

表2中，由化学系统提供的补充水量和循环水系统的补充水量也与汽轮机的工作条件有关。在计算水量时，通常根据三种工况进行计算。

从表2可以看出，生产用水主要有两种类型，一种是连续用水，另一种是间歇用水。

连续耗水量分为平均小时耗水量和最大耗水量。当计算连续水的平均每小时耗水量时，表2中的平均每小时耗水量可以加在一起。在计算连续用水量的最大水量时，通常的方法是在表2中加入最大的水量数据，但水的量明显更大，因为所有产生最大水量的事件同时存在概率问题。并且进行必要的概率分析。将系数加入到最大小时耗水量数据中是合理的。

在前一种情况下使用不连续的情况下，一天中使用的最大水量仅半小时，并且一次使用的水量不多，但是当它被分解成用水量时它更大。在表2中直接加入“合成小时耗水量”表明，水的消耗量为315.25M3/h，同樣，如果用水量作为间歇耗水量，则明显太大。

因此，如何计算连续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点。

（1）计算连续耗水量QL1的平均每小时耗水量

汽轮机和锅炉连续耗水量的平均水量加入QL1。表1中序列号的平均耗水量为2，3，4，5和9，QL1=430.0M3/h；

（2）计算QL2连续用水部分的最大小时耗水量

将连续耗水量的最大耗水量归纳为QL3，即表2，3，4，5和9的最大耗水量如表2所示：QL3=595.0M3/h。同时，将QL3乘以系数K（K<1），即QL2=KQL3，作为连续用水的最大水量。K的值可以用数学概率论来解释。以下是连续水点的数目和K.的相应值连续用水点个数：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

本例中连续用水点个数为5个，k取0.65，即QL2=0.65×595.0=386.75m3/h。

（3）计算循环水系统补充水量QX

最大供热工况：QX=190.0m3/h；额定供热工况：QX=390.0m3/h；纯凝发电工况：QX=650.0m3/h

（4）计算化学补充水量QY

最大供热工况：QY=340.0m3/h；额定供热工况：QY=205.0m3/h；纯凝发电工况：QY=44.0m3/h

（5）计算间断用水部分的平均小时用水量QJ1

上层表2中的所有不连续水部分（6，7，8，10，11，12，13）的水消耗叠加在一天的耗水量上，并记录为QP，然后将不连续水的所有水使用时间叠加并记录为T。在这种情况下，QP=151m3/h，t=2.7h，a。间歇水的平均每小时耗水量OJ1=OP/t=55.93m3/h。

（6）计算QJ2间歇用水部分的最大小时耗水量

上述间歇水（即序号6，7，8、10，11，12、13）被折叠以合成每小时的耗水量，并且记录为QJ3、QJ3=315.25m3/h。同样地，考虑到几个不连续的水点的最大耗水量的概率，QJ3乘以系数M（m<1），即QJ2=MQJ3，作为不连续用水的最大小时耗水量。下面是不连续水点的数目和m的相应值。

间断用水点个数：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

本例中间断用水点个数为7个，m取0.7，即QJ2=0.7×315.25=220.675m3/h。

结语

（1）火电厂生活用水最大小时耗水量的计算应同时分析不同水项目最大时耗水量的概率，以确定火力发电厂的总生活用水的最大水量。

（2）火电厂生产用水的连续水耗水量和间歇水利用量的计算应通过对不同水点进行必要的概率分析来计算，并选择更合理的系数K和m，使计算中所用的最大水量不仅能满足使用的需要，而且具有合理的经济用水价值。

由于我的水平有限，火电厂的最大耗水量和平均耗水量的计算方法是合理的。同事们仍在讨论这个问题。

参考文献：

[1]郭彦岐，吴晓荣.浅议水源热泵用水量的计算方法[J].科技风，2018（06）：41+44.