广州市火电企业用水现状分析及节水潜力研究

蔡微虹

（广州市水务科学研究院有限公司，广东 广州 510000）

近年来，广州市深入贯彻落实生态文明思想，遵循“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”新时代治水思路开展用水节水工作。“把节水放在治水首位”重要论断为科学提升水资源集约节约利用水平、保障城乡水安全明确了行动路径，而节水型企业创建是构建节水型社会、节约型社会的基本着眼点和出发点，也是落实新时代治水思路的重要举措。立足广州水资源现状，将工业节水作为首要研究领域，优化产业布局，推动工业节水减排，健全政策法规体系，增强节水意识，加快推进工业用水方式由粗放向节约集约转变，实现工业用水效率和效益的不断提升。当前，生态文明建设新形势下，火电企业在用水节水和污水排水两个方面均承受更大压力，水质排放和水量控制的双重强制性限制对整个用水流程形成倒逼机制，企业必须尽可能提高用水效率并减少废水生产，才能满足当前要求[1-3]。

1 研究对象与方法

本文以广州7家火电企业工业用水作为研究对象（见表1），这7家企业均为直流式火电企业。在火电厂规划、选址时期，考虑到火电的生产工艺和模式，选址一般都靠近江河以方便取水，有助于机组冷却。7家火电厂用水量占全市工业用水量的比例约七成。

表1 A～G火电厂基本情况及主要用水特征

为调研广州市火电企业用水现状，本文采用问卷调查与现场座谈相结合方式，7家火电厂分别位于广州市南沙区、黄埔区、萝岗区、增城区。与火电企业技术负责人召开座谈会，研究讨论火电行业的用水特点、广州市火电企业的用水现状和节水潜力，并对火电企业执行节水技改工作的可行性进行探讨。

2 广州市火电企业用水基本情况

广州2020年供水总量为62.25亿m3（含火电用水），工业用水量为32.78亿m3，其中火电冷却水用量为20.97亿m3。火电冷却水用量占全市供水总量的33.68%，占工业用水的63.97%，火电冷却用水占主要部分。

按含火电用水计算，广州市万元工业增加值用水量为48.1 m3，全省排名第19位。按不含火电用水计算，广州市万元工业增加值用水量为14.1 m3，全省排名第7位，排在传统产业占一定比例的佛山、东莞等城市之后。由此可见，广州市火电冷却水用量占比大且对广州市用水效率指标造成较大影响。

3 火电、核电取用水量对比分析

在我国高速发展的进程中，工业节水潜力很大，力争实现用水平衡，就需要下大力气抓好工业用水的节约和循环利用。近3年，我国工业节水累计实现节水量600亿m3以上。

根据《广东省统计年鉴（2020年）》，深圳市电力、热力的生产和供应业企业个数为28个，而广州市为46个，比深圳市多了近1倍。据报道，深圳市万元GDP用水量约为全国平均值的1/9，表明深圳市工业用水效率高，用水总量控制较好。《广东省水资源公报》显示，深圳市直流式火核电用水量仅为0.05亿m3，而广州为19.4亿m3，可见两市用水量差距很大。究其原因，主要是深圳市以核电为主，核电厂的机组冷却水采用海水冷却。由于海水直接利用量不计入供水总量，也不纳入取水量指标，这一点可能是城市用水总量差距大的主因之一[4]。

4 火电厂直流式冷却改循环式冷却存在的问题

直流式冷却：该类电厂运行时需要大量的冷却水用于冷却机组，电厂一般会建设在大型水源（水库、河流、湖泊及海洋等）附近，通过管道将冷水直接引入电厂，冷却机组后又将热水直接排入水源，就是直流式冷却发电厂。

循环式冷却：采用循环冷却法需在厂内建设大型水塔，将水塔里的冷水引入机组冷却，将热水送回水塔的高端，通过淋水冷却后，冷水回到水塔底部，重新被送入机组再去冷却机组，如此循环，就是循环式冷却发电厂。

从耗水量方面进行分析，直流式冷却几乎不消耗水量，可视为河道内用水，符合合理开发、利用和节约淡水资源的理念，同时有效地节约了水资源；循环式冷却的主要耗水在于大型冷却塔水量的蒸发、吹散和排污补水，运行时需不断为设备补充新鲜水，耗水量较大。因此，在耗水量方面来说，直流式冷却火电厂比循环式冷却火电厂耗水量少。

从综合能耗方面进行分析，以某公司为例，该公司是广州唯一一家设置了不同冷却方式的火电厂。通过对两台机组进行性能试验、数据采集与分析，结果显示循环冷却机组比直流冷却机组供电标煤耗率高6.037 g/kW·h，且耗水量多。

从整体来看，采用循环式冷却，综合能耗高，用水量多，运行成本上升，经济效益低。火电厂一般采用直流冷却或循环冷却系统。循环冷却水系统是火电厂水量最大、水质最复杂的用水系统，循环冷却系统运行的稳定性保障了发电厂的安全运行。近年来，为降低广州市的工业用水量，曾提出要将广州市的火电直流冷却改造为循环冷却形式，以提高火电厂用水循环利用率。有文献报道[5-8]，凡涉及设施工艺大改造，都可能存在以下3个方面问题。①将直流式冷却改造成循环式冷却，需建立冷却塔，冷却塔占地面积大，需征用大量土地；土地问题需多部门协调，如果没有强大决心和强有力牵头部门，难以推动土地问题解决。②修建冷却塔的同时还需配套设备设施，更换循环水泵，工程量巨大，投入资金多，须解决资金问题。③建设循环式冷却塔，需重新评估协调人居与生态环境等方面的问题，循环冷却产生的蒸汽，虽然对大气没有污染，但是宣传不到位，易造成周边居民的恐慌误解。

目前，火电厂采用循环冷却塔基本是在无充足水源的情况下才选择采用，在广州、深圳等城市具备取水条件的地方采用封闭循环的做法不科学，不符合科学发展观。因此，广州市直流式冷却火电厂改为循环式冷却火电厂要谨慎。

5 火电企业节水潜力与节水措施

根据2019—2020年各市公布的《水资源公报》数据，与火电用水总量相当的上海市比较，广州市万元工业增加值用水量比上海高37.4%。以不含火电为例，广州万元增加值用水量比福州高24.8%，也是深圳市的3.1倍。与北京、上海、深圳、福州、青岛等城市相比，广州工业用水效率相对靠后，工业用水效率仍有较大的提升空间。火电厂节水工作改造主要可以从以下几个方面考虑：第一，按直流、二次循环供水系统等明细梳理用水项目、性质、水量、水压、水质需求等。第二，在汇总用水清单基础上，提出各用水、排水细节，先中试运行再进行改造。第三，理顺用水项目、排水状况下，重点研究梯度用水、污水处理回用、提高循环水系统浓缩倍率等节水措施的实际可行性及经济性，形成具体的可行性、经济性论证；实现用水指标低于定额标准，逐步努力实现废水污水的零排放。

总结文献报道并结合企业自身经验，广州市火电企业的节水措施主要包括以下5个方面。

5.1 政企联合，推动使用再生水

政府部门推动火电企业使用再生水，建设再生水输水管道，利用厂区附近污水处理厂达标处理尾水，输送至电厂，作为电厂水源之一，减少取用水量，提高中水利用率。广州南沙区珠江电力有限公司、广州东方电力有限公司可利用附近污水处理厂达标处理中水。火电企业应积极采用新技术，大幅提高火电厂节水减排水平，我国采用的水处理技术与世界先进水平相当，因为火电厂数量较多，节水市场为新技术的应用提供了较大的空间。

5.2 着力降低火电行业工业用水总量及强度

推动研究直流式冷却火电企业近5年用水效率指标及其对全市用水效率指标的影响，编制火电企业节水技改工作任务“一企一策”清单。支持火电企业加强对制水设备、供水管网、冷却水系统等进行综合技术改造，提高用水效能。鼓励企业提高非常规水资源利用水平，开拓工业用水种类，支持企业积极建设中水回用项目，促进单位间串联用水、分质用水，一水多用和循环利用，提高中水循环利用效率，实现节能降耗并举[9-10]。

5.3 推动企业内部进行节水技术改造

为了提升工业节水效能，深挖工业节水潜力，加大工业企业节水技术改造力度，提升工业水资源集约节约使用水平，开展工业企业节水技术改造行动尤为必要。积极推广地区适用的工业节水工艺、技术和装备，提升企业各环节用水效率和重复利用率，重点围绕用水过程循环和末端回用措施，鼓励企业实施循环水回用、水梯级利用、废水处理再利用、用水智能化管理、供排水管网技术改造等。取用水按功能分区计量，实行智能化管理，实时监控用水数据，并将数据实时共享至水行政主管部门，实现用水量的动态化、精细化管理。

5.4 创建节水标杆企业，强化引领示范作用

重视标杆引领作用，指导火电企业对照先进用水指标，查找差距、分析原因，提出水效改进方案和措施，评估水效提升实践的实施效果。有效机制是推动节水标杆创建、发挥长效作用的重要保障，健全完善节水管理、节水奖励、水资源刚性约束协同推进等节水保障机制，制订节水标杆奖励方案，以奖促节、以奖促创。评选出一批技术设备先进、管理措施到位、示范作用明显、达到行业领先水平的节水标杆企业。综合考虑企业用水规模、技术工艺水平及发展趋势、节水潜力，以及企业用水计量、节水设备、标准等，深入开展工业节水宣传教育，总结和推广节水改造先进经验和做法。

5.5 创新节水宣传教育内容与形式

创新开展“世界水日”“中国水周” 节水主题宣传活动。借助小区电梯、LED电子屏幕、群发短信等开展宣传活动。同时通过网站、公众号等新媒体平台，以图文并茂、生动的多元形式向群众普及珍惜节约水资源理念。建立节水管理部门与广州市主流媒体的合作平台，支持媒体深入开展多种形式的工业节水政策宣传活动，普及工业节水法规，宣传国家和省、市节水行动方案、节水政策，形成行业重视节水的良好氛围。发挥主流媒体的监督作用，适当曝光企业长期逃避节水监管、违反用水政策和不合理的高耗水行为。

6 结语

工业节水是我国当下水资源管理的重要举措，火电企业作为耗水较大行业，更需因地制宜地采取举措产生节水效果。本文围绕广州市多家火电企业的用水特征，分析企业用水情况及节水潜力，并提出相应的节水方案。从节水技术改造、中水回用举措、节水标杆企业创建、加强节水宣传等多角度，阐述了加强企业节水的运行管理、优化循环冷却水处理工艺等的重要性，提出了火力发电企业节水策略的技术优化途径，为今后火电企业节水方案实施及推广奠定了基础。