火电厂水务管理与零排放的研究_火电厂废水零排放

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摘要：文章结合电厂实际，提出了新的设计思路，对水资源的合理利用做出详细分析，实现火力发电厂节水及零排放目标。

关键词：火力发电厂；水务管理；零排放；浊污分流；梯级分配

一、概述

随着工农业的迅速发展，近年来因水资源的日益紧缺，使得水资源成为制约电厂建设的重要因素，虽然在部分地区水资源的矛盾不太突出，但是因存在水资源的不合理利用，造成了水资源的浪费。所以无论从经济效益还是从社会效益出发，每一个工程都应该从设计阶段开始对水资源的合理利用作出详细的论证，结合各用水点对水量水质的不同需要，对全厂的水量进行科学的分配和控制，达到既满足生产生活需要，又节水节能节省投资的目的。

二、水务管理的目的电厂水务管理的目的在于：在满足生产需要的前提下，按照各工艺系统用水量及对水质的要求，结合水源条件，合理选择供水系统；根据各排水点的水量水质和环保要求，合理确定各排水系统及废水处理方案；通过行之有效的技术措施，对电厂各车间各设备用排水量进行平衡及重复利用，达到合理用水、节约用水、降低耗水量、合理利用水资源的目的。

三、水务管理分析实例

以下以某2X330MW机组火力发电厂的水务管理为例，介绍水务管理与零排放的设计思路。

（一）对全厂用水状况进行分析

1、用水分类。间接冷却水：用于主机、辅机冷却器，如凝汽器、主机冷油器、发电机空气冷却器、氢气冷却器等；直接冷却水：如轴承冷却水、锅炉排污冷却水等；除灰、渣用水：用于炉底密封、炉渣熄火、冲排灰渣、干灰调湿、输送风机和气化风机冷却等；化学处理用水：锅炉补给水；生活、消防用水；厂区杂用水、机房杂用水、输煤系统冲洗用水、煤场喷洒用水、灰场喷洒用水等。

2、用水量、用水水质特点及用水损失。凝汽器：夏季最大冷却用水量为34100m3/h，冬季冷却用水量为19728m3/h。维持系统稳定，保持一定的品质。其消耗在冷却塔蒸发、风吹和循环水排污中体现。冷却塔：蒸发损失1710m3/h，风吹损失117m3/h，排污损失282m3/h，合计损失总量2109m3/h。辅机冷却水量，主要供主厂房各冷却器冷却水，闭式循环。水质指标同循环水。其用水全部回收。部分不能直接回收到循环水系统的工业水：例如燃油泵房油泵冷却水、锅炉和汽机房杂项用水、炉底密封水、捞渣机密封水、渣浆泵轴封水等。化学水处理用水：用水量约为130m3/h，包括凝结水处理共产生废水46m3/h，其中30m3/h的反渗透浓水经循环水旁流弱酸处理系统后补入循环水系统，其中废水送入工业废水处理系统，处理后用于干灰调湿系统、煤厂喷洒、灰场喷洒等。循环水排污水：282m3/h。灰库调湿用水：平均用水量40m3/h。最大45m3/h。输煤栈桥冲洗及煤场喷洒用水：最大用水量60m3/h，处理后自循环。平均消耗水量30m3/h。生活消防用水：平均用水量20m3/h。消防用水平时不用，不计入水量消耗。

（二）用水、排水的科学分配

根据本工程的水源条件以及上述各用水点、用水量、不同的水质要求和排水点、排水量的情况，通过对水量的平衡计算和水务规划，找到适合电厂特点的节水与零排放技术方案。

1、常规电厂的设计思路。如循环水排污再利用、废水处理水供除灰等采用分级利用的方式可以得到的补充水量计算如表1。

从表1中可以看出，总消耗补充水量为2366m3/h。用水基本采用分级使用的方法：补充水→循环水→排污→废水处理→喷洒等随物料消耗。但是由于循环水浓缩倍率的影响，废水经过常规工业废水处理站处理，还有少部分达标废水，无法回收到循环水系统，白白浪费。若要回收利用，必须再经过除盐处理系统。

2、零排放设计方案。从表1看出，达不到零排放的根本原因在于，循环水排污水在经过普通的工业废水处理站处理后，低级用户使用不完。因此，我们想到了利用循环水排污供给脱硫系统用水；悬浮物超标水与高含盐废水分排方式，使得工业废水中不掺高含盐水，保证了工业废水中盐分不超标，这样工业废水经过简单处理后可以补进循环水。高含盐废水让最低级用户使用。

通过浊污分流、结合多级用水分配，本次设计方案工业废水处理站有121m3/h左右废水经过简单的物理处理后，有86 m3/h，回收到循环水，另外35m3/h随污泥消耗掉；高含盐废水经过调PH值和脱稳加阻垢剂处理后供低级用户消耗。因此总补给水量减少到2258m3/h。与常规设计相比补充水耗水量减少了108t/h，节水4.6%左右。同时电厂没有废水外排，大大减少了排污费。

（三）零排放技术方案的节水效果

2X600MW机组最大补充水量：2258m3/h（0.63m3/s），折合千兆瓦耗水量0.525m3/s，比21世纪示范电厂每千万兆瓦耗水量0.83m3/s，节约24.6%。节水效果较为显著。

（四）零排放设计方案的工程措施

电厂实施零排放技术，建设的设施包括：生活污水处理设施、煤泥废水处理设施、工业废水处理、循环水旁流处理系统、污水复用水系统、WMM型水务管理系统等。

生活污水处理：生活污水采用生物处理工艺系统，其出水水质优于《建筑中水设计规范》（GB50336-2002）中对绿化用水水质的规定。煤泥废水处理：在煤场附近设2套煤泥处理设施，以对因冲洗栈桥产生的含煤泥废水进行处理，总处理量为30m3/h。处理后的水除煤泥本身所带走的水量外，其余水继续供栈桥的冲洗，重复利用。工业废水处理：将工业废水集中在一起，统一进行处理，其废水包括：锅炉房杂用水、汽机房杂用水、处理后生活水。处理合格后进入循环水系统。循环水旁流处理：循环旁流处理总量为100t/h，回收供除灰用水。污水复用系统：收集高含盐量废水，经过PH调节和加阻垢剂、稳定剂处理后，通过复用水泵打到低级用户使用。水务管理系统：经过计算电厂2X600MW机组最大耗水量与最小耗水量之差为533t/h，因此没有有效的控制手段，即使设计的系统方案再完善亦无法达到节水效果。而水务管理系统解决了这个问题。WMM型水务管理系统主要由水量、水位测控采集系统、气象参数测量系统、中央测控系统组成。其主要功能包括：电厂用水、排水的集中监测、统计；全厂耗水量和废水排放量的在线动态显示；根据电厂“全年用水动态数学模型”对电厂补给水量实现动态调控，确保电厂按照最佳用水模式运行，在保证电厂满发的前提下，使水耗降到最低。

四、经验总结

（一）锅炉排污水回收

锅炉排污水水质与循环水相比无论是含盐量、悬浮物等指标都很小，因此从设计上抛弃传统的地沟水进行冷却，再排地沟的方式，而是用循环水并采用管道供给冷却，再用泵将混合水回收到循环水泵房前池的方式。这样既节约用水，又改善循环水水质。

（二）循环水旁流处理

循环水旁流处理采用旁路澄清过滤-弱酸处理加稳定剂处理系统，降低了循环水碱度和悬浮物含量，提高了循环水的浓缩倍率，减少排污量。浓缩倍率达到5.56。

（三）浊污分流

浊指悬浮物超标水，污指高含盐水，二者不混合，分别供给相应的用户使用。如果高含盐废水不直接消耗而与浊水混合，提高了废水处理站的规模并且使大量废水无法回用。浊污分流的思路通过低级用户对高含盐废水的消耗，解决了零排放技术中投资过大的问题。

（四）水的梯级使用与分配

零排放设计方案体现了用水的梯级使用与分配，本工程水的梯级使用如下：补充水→部分辅机冷却水→循环水→锅炉补给水→锅炉补给水废水→物料消耗和蒸发；循环水→排放浊水→工业废水处理→循环水。

（五）其它常规的节水设计特点

1、尽量回收冷却水。所有辅机冷却器的冷却水采用闭式冷却系统，水源取自循环水；主厂房内、外各转动机械轴承冷却水等工业水考虑大部分回收，小部分外排，减少工业废水处理量。

2、安装冷却塔除水器。冷却塔装设除水效率高的“B0a-42/145型”，收水效率可达99%，比不装除水器节水67～80％。

3、全厂排水系统按分流制设计，即雨水系统，生活污水系统，工业废水系统。减少了以往常规设计排水系统为合流制系统而引起的废水处理量较大的弊病，简化了废水处理设施及其规模，降低了工程投资。其中生活污水系统，工业废水系统设置相应的处理装置

参考文献：

1、金鑫.中国水务管理百科全书.2、张广刚.徐州电厂水务管理现状与设想[J].电力环境保护,2003(4).（作者单位：河南省鹤壁丰鹤发电有限责任公司）