本文分析了火力發(fā)電廠典型用水、排水系統(tǒng)及其水質(zhì)、水量，介紹了傳統(tǒng)及新興的節(jié)水技術(shù)實施要點，重點介紹了循環(huán)排污水、化學水處理系統(tǒng)自用水回收利用及脫硫廢水處理深度處理工藝，對火力發(fā)電廠節(jié)水工作具有參考價值。


1 引言

水資源是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟資源，是社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、維系生態(tài)平衡與和諧環(huán)境的重要基礎(chǔ)。電力工業(yè)是國民經(jīng)濟基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和重要能源行業(yè)，全國發(fā)電總裝機容量中，火力發(fā)電占70%以上，火力發(fā)電用水量占全部工業(yè)用水量的40%，由于火力發(fā)電廠用水量大，水的問題已成為北方地區(qū)建設(shè)、發(fā)展電力工業(yè)的制約因素。DL5000《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程》、GB/T18916.1《取水定額》及DL/T783《火力發(fā)電廠節(jié)水導則》的頒布實施，對指導火力發(fā)電廠規(guī)劃、設(shè)計、施工及生產(chǎn)運行的節(jié)水工作具有重要意義。

2 火力發(fā)電廠典型用水、排水系統(tǒng)及水質(zhì)、水量分析

2.1火力發(fā)電廠典型用、排水系統(tǒng)

火力發(fā)電廠按用、排水單元分為循環(huán)(輔機)冷卻水系統(tǒng)、鍋爐補給水系統(tǒng)、水力沖灰(渣)系統(tǒng)、生活水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、含煤廢水系統(tǒng)、含油廢水系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、干灰(渣)加濕系統(tǒng)、廠區(qū)綠化系統(tǒng)、機組排水(機組檢修、機組啟動、鍋爐排污及汽水取樣排水等)系統(tǒng)、空氣預熱器沖洗及鍋爐化學清洗排水等?；痣姀S典型用、排水按是否經(jīng)常性分為經(jīng)常性用、排水和非經(jīng)常性用、排水。由于鍋爐干灰(渣)節(jié)水技術(shù)地應用及資源綜合利用，鍋爐水力沖灰(渣)系統(tǒng)基本取消，鍋爐濕法脫硫用水、鍋爐干灰(渣)加濕及含煤廢水系統(tǒng)存在于燃煤電廠中。

2.2、火力發(fā)電廠典型用水、排水水質(zhì)、水量分析

2.2.1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要用于冷卻凝汽器排汽，分為濕式冷卻和干式冷卻。干式冷卻節(jié)水效果明顯，耗水量僅為濕式冷卻的 1%-2%，在缺水地區(qū)常被采用。在水資源豐裕地區(qū)，常采用濕式冷卻。一般情況下，濕式循環(huán)冷卻水補充水采用地表水或城市再生水，由于循環(huán)補水量約占電廠總用水量80%以上，為節(jié)約水資源，鍋爐采用干除灰(渣)技術(shù)，循環(huán)水設(shè)計濃縮倍率在3.0-3.5之間。地表水或城市再生水經(jīng)濃縮后，其含有大量鹽類、懸浮物、微生物及其粘泥、水質(zhì)穩(wěn)定及殺菌劑、結(jié)垢及腐蝕性離子等雜質(zhì)，成分復雜，處理難度大。

2.2.2 鍋爐補給水系統(tǒng)

鍋爐補給水系統(tǒng)是火力發(fā)電的必備系統(tǒng)，主要用于補充熱力系統(tǒng)汽水循環(huán)中的正常損失，其用量約占電廠總用水量5%-15%，與機組容量、是否供熱及其大小以及供熱疏水是否回收等因素有關(guān)。由于化學水處理設(shè)備在運行過程中需要排污、反洗及再生等會消耗一部分水，稱之為化學水處理系統(tǒng)自用水，其水量大小與化學水處理系統(tǒng)水源、水處理工藝、設(shè)備選型及運行管理水平等因素有關(guān)，若使用地表水或循環(huán)排污水作為化學水處理水源，其典型水處理工藝流程為混凝澄清→過濾→疊片過濾→超濾→反滲透→一級除鹽→二級除鹽，化學水處理系統(tǒng)自用水率在30%-55%。不同設(shè)備自用水水量及水質(zhì)特點參見表1。

2.2.3 生活水系統(tǒng)

電廠生活用水主要包括職工食堂、浴室、沖廁等，用水量與每個電廠的實際情況有關(guān)，包括職工的人數(shù)及是否對家屬區(qū)供水等。一般情況下廠區(qū)生活水用量為5t/h-10t/h，排水主要包括懸浮物、有機物、氨氮、細菌等雜質(zhì)。



2.2.3 含煤廢水

含煤廢水存在于燃煤電廠，主要包括儲煤場及輸煤棧橋衛(wèi)生清掃排水，水量約為15t/h-20t/h，排水主要包括懸浮物、有機物、氨氮、色度等雜質(zhì)。

2.2.5 含油廢水

含油廢水主要包括變壓器事故油池隔油排水、油庫區(qū)事故油池隔油排水及機組檢修排水等，水量約為5t/h-10t/h，排水主要包括輕柴油、變壓器油、透平油等雜質(zhì)。

2.2.6 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)

汽輪機組的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，應根據(jù)鍋爐和汽輪機組型式及其參數(shù)、冷卻水水質(zhì)等因素確定，其系統(tǒng)設(shè)計執(zhí)行DL/T5068《發(fā)電廠化學設(shè)計技術(shù)規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)包括除鐵和除鹽裝置，其自用水包括除鐵裝置反洗及除鹽裝置再生排水，排水量很小，主要包括懸浮物、鹽類及膠態(tài)鐵雜質(zhì)，pH在2.0-11.0之間。

2.2.7 脫硫用水

SO2是大氣環(huán)境的主要污染物之一，其主要來源為火力發(fā)電機組。為防止大氣污染，新建、改建和擴建的燃煤鍋爐SO2排放滿足GB13223《火電廠大氣污染物排放標準》要求。燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)按脫硫過程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕狀態(tài)，可以分為濕法，半干法和干法，由于濕法脫硫工藝SO2脫除效率高而常被采用。

脫硫系統(tǒng)用水主要包括工藝水及工業(yè)水，工藝水主要用于漿液制備及吸收塔除霧器、GGH沖洗，以補充鍋爐煙氣水滴攜帶及為維持脫硫吸收塔內(nèi)漿液氯離子含量的廢水排放。工業(yè)水主要用于轉(zhuǎn)動設(shè)備冷卻及脫硫石膏水沖洗，其排水一般均回用于脫硫系統(tǒng)。

脫硫工藝及工業(yè)用水量與鍋爐參數(shù)、運行負荷、燃煤含硫量、排煙溫度等因素有關(guān)，一般占電廠總用水量10%-15%。脫硫工藝水對水質(zhì)要求不太嚴格，脫硫廢水主要含有懸浮物、重金屬、氟化物及鹽類雜質(zhì)。

2.2.8 鍋爐干灰(渣)加濕或事故灰場噴灑

目前，一般燃煤電廠鍋爐采用干除灰(渣)技術(shù)，在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，鍋爐灰(渣)全部綜合利用，在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，鍋爐灰(渣)綜合利用率低，需要建設(shè)事故灰場。為防止鍋爐干灰(渣)運輸或灰場揚塵，需要干灰(渣)加濕或灰場噴淋降塵。鍋爐干灰(渣)加濕或事故灰場噴灑水質(zhì)要求懸浮物≤10mg/L，需用水量約5t/h。

2.2.9 廠區(qū)綠化

廠區(qū)綠化水質(zhì)應滿足GB/T 18920《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》質(zhì)量標準，水量一般為5t/h。

2.2.10 機組排水

機組排水為非經(jīng)常性排水，包括機組檢修、機組啟動、鍋爐排污及汽水取樣排水、空氣預熱器沖洗及鍋爐化學清洗排水等，水量少，水質(zhì)差別大。機組檢修用水主要包括凝汽器灌水查漏、設(shè)備試運等，機組啟動用水主要包括熱力系統(tǒng)水沖洗、啟動初期不合格排水等，主要使用化學除鹽水，水質(zhì)較好;鍋爐排污及汽水取樣排水為機組正常運行期間排水，水質(zhì)好;空氣預熱器沖洗一般在機組檢修期間進行，其主要雜質(zhì)為懸浮物，鍋爐化學清洗一般在機組A級檢修期間進行，排水量與鍋爐型式、參數(shù)及化學清洗工藝有關(guān)，每臺次排水在2000t-5000t，其主要雜質(zhì)為懸浮物、有機物、重金屬、酸堿及氨氮等。

3 火力發(fā)電廠節(jié)水技術(shù)

火力發(fā)電廠節(jié)水主要通過下列途徑來實現(xiàn)：一是采用節(jié)水型設(shè)備系統(tǒng)，二是合理使用水資源，三是充分回收各種廢水，重復利用。