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浅谈大唐七台河发电有限责任公司节水工作的经验http://218.9.114.21/ljjl/gljy/04/25302.shtml
摘要：大唐七台河发电有限责任公司在节水方面进行了一定的工作，也取得了一定的经济效益和社会效益，通过本文的简要介绍，以达到相互学习和借鉴的目的，促进火电厂这个耗水大户减少水资源的浪费，达到经济效益和社会效益的双赢。
关键词：火电厂 节水 效益 双赢
水在人类生活中，起着极其重要的作用，随着人类社会的发展，对水的需求量越来越大，水的供需矛盾日趋表现的明显，我国也是一个淡水资源缺乏的国家，尤其是北方地区，缺水已经成为影响经济发展、社会安定和环境改善的主要制约因素之一，因此节水工作已经是当前社会的一大重要的工作。
在生产活动中，我国的工业用水主要集中在火力发电、钢铁、石油石化、纺织和造纸五个行业，约占工业用水总量的66.6％。水作为火电厂重要工质，在生产现场中起到极其重要的作用。火电厂作为一个耗水大户，节约用水是电厂对社会的一种负责精神的体现。
大唐七台河发电有限责任公司一期工程作为七台河境改善项目，一期安装两台350MW汽轮机组，向市区集中供热，极大减少了烟气污染物对大气的污染。两台机组分别于01年12月和02年7月正是投入生产，水源取自本市桃山水库，七台河市是一个水资源极其匮乏的城市，因此桃山水库为全市生产、生活的唯一水源，对全市的生产生活起到极其重要的作用。
1 系统的组成
自桃山水库供给的补给水，分别补向冷却水塔、生消水泵房、启动炉、化学制水以及一些冲洗水(见附图1)。按全厂用水原则设计，是采用全部污水经处理合格后，用于冲灰渣，最终将达到零排放的目的。
2. 节水工作的开展
火电厂的用水主要包括以下几个方面：
冷却用水：主要有凝汽器和个别转机的冷却水。
冲灰渣用水：用于冲洗锅炉底渣和排灰。
生活消防用水：通过补给水制水，用于现场消防和家属区及厂区的生活。
锅炉补给水：通过化学制水，用于系统失水的补充。
其他杂项用水：如季节性的市区热网的补水（软化水），厂房清扫和输煤系统冲洗、冬季系统防冻用水等。
2.1近年来，随着发电公司投产稳定，节水工作被提到主要的地位。电厂的节水工作本着统筹考虑、系统运作、梯级利用的原则，即是通过有效的方法和手段来减少电厂补给水的耗用量。电厂根据各用水系统的特点，进行分门别类的分析，从中总结出相应的规律，有的放矢的开展工作。由于循环水是全厂最大的耗水点，我们的重点工作也是由此处开始着手。
七台河发电公司冷却水原水为七台河桃山水库水，原水成分统计分析结果见表1，循环冷却水成分统计分析结果见表2。由表1、2可见，七台河发电公司冷却水Cl―较低，腐蚀性不强，但浊度很高，悬浮物很多，在异养菌的作用下，容易产生生物粘泥沉积。生物粘泥不仅会严重影响传热，而且粘泥下的不锈钢管容易发生腐蚀。此外有机物较多，COD偏高。考虑到Cl―是侵蚀性离子，SO42―是缓蚀性离子见表2-1、表2-2。
冷却水出口温度夏天通常不超过430C，春秋天一般不超过350C。设计冷却水量38200m3/h，不锈钢管内设计流速2.4m/s。
表2-1 七台河发电公司冷却水原水数据统计分析
项目 pH值
单位 Cl― SO42― Ca2+ Mg2+ 全碱度 COD
mg/L mg/L mg/L mg/L mmol/L mg/L
最大值 7.72 10 22 22 7.3 1.95 7.78
平均值 7.471 4.18 12.9 18.8 4.6 1.195 6.88
最小值 6.99 1.8 3.8 14.4 1.2 0.78 5.67
数据个数 8 40 2 3 3 19 16
表2-2 七台河发电公司循环冷却水数据统计分析
项目 pH值
单位 Cl― CO32― HCO3― 全碱度 SO42― Ca2+ Mg2+ 浓缩倍率
mg/L mmol/L mmol/L mmol/L mg/L mg/L mg/L
最大值 8.85 16 0.25 4.44 8.1 46 42 7.27 3.8
平均值 8.58 9.83 0.163 3.08 2.37 30.8 38.8 5.34 2.47
最小值 8.3 4 0.1 2.4 1.32 21.3 32 3.4 1.3
数据个数 10 44 6 6 14 6 7 2 37
循环冷却水的消耗量是电厂耗水最大部位，循环水的损失主要包括：蒸发损失、风吹损失、排污损失，由于现代水塔的设计已经比较完善，除水器安装的比较合理，一般风吹损失约占总损失的0.1％左右，份额非常小，如果浓缩倍率达到要求，在不进行深度处理的情况下，此份额仅相当于排污，不影响补给水的供应量。其中蒸发损失才是最大的一项约占全厂用水量的30～55％，管理比较好的企业可达到80%左右。排污损失也是电厂的比较重大的损失，一般占到总损失量的12～25％左右。提高循环水的浓缩倍率是一个行之有效的措施，当浓缩倍率提高后，相应降低了排污量，因此达到了节水的目的。据相关材料介绍，以一台200MW机组为例，循环流量在25200t/h时计算出不同浓缩倍率的排污量（见表2-3）。
表2-3 不同浓缩倍率下的排污量比较
项目 循环水浓缩倍率
1.4 1.5 1.6 1.8 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0
循环水排污率(％) 2.80 2.70 2.20 1.80 1.30 0.83 0.60 0.37 0.25
循环水排污量(t/h) 705.6 680.4 554.4 453.6 327.6 209.2 151.2 93.24 63.00
以1.4倍为基准的节水量（t/h） 0 25.20 151.2 252.0 378.0 496.4 554.4 613.4 642.6
由于凝汽器冷却水管采用不锈钢管，耐腐蚀性能好，但为保证机组安全、可靠运行，我们还是请上海电力学院对我们厂循环水进行模拟试验和一段时间的运行调整，确定适合的阻垢剂、杀生剂和合理的运行工况，以提高循环水浓缩倍率，得出如下结论：
2.1.1. 七台河发电公司冷却水Cl―较低，腐蚀性不强；但浊度很高，悬浮物很多，在异养菌的作用下，容易产生生物粘泥沉积，生物粘泥不仅会严重影响传热，而且粘泥下不锈钢管容易发生腐蚀，应该加入有效的杀生剂。
2.1.2. 氧化性杀生剂次氯酸钠是否会对不锈钢的耐蚀性能有不利影响要视具体水质工况条件而定，不能一概而论，一般应通过试验确定。在七台河发电公司正常的冷却水工况条件下对304不锈钢的耐蚀性能基本没有影响，从耐蚀性能角度看，可以在七台河发电公司的冷却水中使用。但它在七台河发电公司冷却水中用量高，杀菌效果不理想。含溴氧化性杀生剂JA-K500的用量只有次氯酸钠溶液的十分之一，杀菌效果却比次氯酸钠溶液高得多,循环冷却水浓缩倍率提高后，pH值还要提高，含溴氧化性杀生剂与含氯氧化性杀生剂的差别更大，因此七台河发电公司条件下用含溴氧化性杀生剂比含氯氧化性杀生剂更合理。建议含溴氧化性杀生剂JA-K500的用量为10—15mg/l，夏天每周冲击性投加1—2次，春秋天每月冲击性投加1—2次，冬天可以不加。
2.1.3. 在机组正常运行中，要重视汽机侧漏入疏水扩容器的疏水量。因为该疏水量的增加相当于增加了凝汽器的热负荷，也即相当于机组出力是增加的。我公司每次启机后均对疏水阀门进行逐一测温检查，及时消除高压疏水阀门内漏，避免逐渐冲刷使漏泄增大。同时应重视冷却塔的日常维护工作，对配水装置、溅水碟、填料等部件要仔细检查，使之达到最佳运行效果。因为若冷却塔的冷却效果较差会引起冷却塔的出水温度上升，这不但会增加其耗水量，同时还导致机组煤耗升高。
2.1.4.浓缩倍率变化对循环冷却水系统的耗水量影响是一个反比关系，但不是直线关系。
当机组循环水浓缩倍率升至4.0以后时，浓缩倍率的变化对循环水耗水量的影响基本上就已经比较小（循环水浓缩倍率每升高0.1，循环水耗水量则下降1.5 t/h）。即：当浓缩倍率达到4.0以后，再提高浓缩倍率其节水效果已不十分明显（见附图2）。
通过采纳上述结论和建议，最终确定浓缩倍率上限可提高到3.6。通过几年的努力，使水塔补水占全厂用水量由04年的77.65％下降到06年的63.32％。
节水工作是贯穿生产过程的始终的，由于每日机组负荷不同，天气状况不同等等、直接影响到蒸发量。因此就需要及时的调整，由于水塔容积很大，滞后性也较大，及时调整也是非常必要的。我厂原来采用每日9时、16时化验两次循环水水值，调整加药量和浓缩倍率，但有时就会出现第二天化验时浓缩倍率已经降的很低的情况，其中有大量的水被排放掉，同时加入的阻垢剂相应的也被排放掉，造成一定的浪费。为此，我们给改化验时间，每间隔4小时进行一次循环水化验，及时调整，达到最佳的效果。
2.2在全厂水平衡中，冲灰水也是一个用水大户，冲灰水的主要水源有补给水、冲灰水回收、循环水排污、杂项水汇流，杂项水比较恒定，平均30～40t/h。我厂冲灰水的用量在600 t/h左右，由于冲灰水内含有重金属和PH值较高，冲灰水的大量排放即浪费资源有对环境造成污染，因此灰水的回收重复利用也是非常重要的。从许多电厂在研究浓浆除灰，提高灰水比的办法来减少冲灰水的耗用量。我厂由于回水回收系统比较完善，在控制得当的情况下，灰水回收加上循环水排污可保证不使用补给水即可保证系统运行。从提高灰水比的方法并不能起减少补给水耗用量的作用，但从节能角度来看，减少系统水循环可减少电能的耗用。由于循环水的蒸发量主要与冷却水量、冷却水进出口温差和天气温度有关，从总量来看，当夏季天气温度较高，循环水的蒸发量很大，同时，循环水的排污量也在增大，为保证除灰系统用水，回水量需相应的减少。在夏季7～8月份，当双机运行，平均小时排污量在400 t/h左右，回水量在200 t/h左右。当冬季，情况与夏季相反，循环水的排污量减小到200余t/h，而除灰水回水则需要300余t/h。但冬季会出现灰水回收泵结垢的问题，使泵体出力降低，无法保证正常的回水。我们通过入秋时对灰场进行蓄水、向灰场间断加酸方法，降低灰水PH值，减小结垢的倾向。并且在泵体结垢时，通过加热方法消除结垢，虽然增加了一定的工作量，但节水效果还是十分明显的。由于控制得当，近两年没有用补给水进行冲灰。
2.3对生消水系统水量使用也相应进行控制，由于我厂生消水系统包括全厂的消防用水、家属区、生产附属厂房及办公楼生活用水、现场清扫用水、绿化喷灌，转机冷却水等，到夏季，各部分用水量相应增加，往往会出现生消水告急的现象。为此我厂在管理方面也下达了一些规定，如在非火灾情况下，消防水系统如遇他用，必须由运行副总工程师或总工程师的批准方可使用。另外在一些技术方面也下了一些功夫，如将建厂时用于中和锅炉酸洗废液的蓄水池，被用于收集生消系统反冲洗水、雨水，用于夏季厂区绿化、道路和煤场喷洒用水，而不再使用消防水。同时我们也对相应的用户进行改造。如氢站制氢使用闭冷水冷却（水为除盐水，水质非常高）冷却，然后又通过表面式冷却器用生消水冷却闭冷水（有1～2度的温升），冷却后的水被排放到废水系统最终被用于冲灰。后经过我们充分论证，又将其回收至生消水系统，避免了此部分生消水的浪费。夏季，燃料油区油罐的冷却，原采用生消水进行冷却，冷却水被直接排放掉，我们通过改造，用补给水为其冷却，由于补给水比生消水温度稍低一些，也减少了水消耗量。
2.4对于锅炉补给水的使用，我们也加大治理力度。由于现代的火力发电厂在设备的治理方面下了很大的气力。更换如锅炉定排阀门等，跑冒滴漏的现象相应较少，夏季补水率较低，可达到0.4%左右，但由于我厂处于北方地区，冬季采暖（包括厂房汽暖系统和相关建筑物和家属区水暖系统）用汽量较大，此部分蒸汽是机组参加做功后被抽出的一部分蒸汽，但疏水由于种种原因无法回收，直接影响到补水率，针对此类问题，我们进行了相应的改造，如冬季锅炉暖风器疏水的回收，我们将疏水引为两路，一路直接收回凝汽器，一路回收到化学清水箱（见附图3），当暖风器刚投入时，会出现水质不合格的现象，主要是铁超标，我们先将此部分疏水回收到清水箱，一是利用其热量加热化学预处理的水温，减少加热用汽量，起到节能的效果，另外，由于此部分水含所需要的处理的物质比补给水少，因此减少化学处理树脂需要的酸碱量，也可减少水的排放量。另外，北方冬季燃料运输到厂，就会结冻，无法卸车，燃料用于暖火车卸煤的蒸汽直接排放到大气中，根本无法回收，这也是一大浪费。
2.5另外汽暖疏水和水暖的疏水也通过此套系统进行回收，大大减小了补水率，使补水率由原2.71%降到1.7%，虽然此项指标有大幅降低，但我们在此方面还有一些工作可以进行，今年的目标是1.2％。
2.6对于杂项用水，我厂在管理上进行严格要求，消除长流水现象，并且管理部门不定期的进行抽查，考核。杂项用水经过排污系统，进入污水处理站，经处理后，用于冲灰水，最终排放到储灰场。
2.7对于节水工作，在电厂中管理工作尤其重要，我厂安排专人对其进行管理，每日对全厂的补水、水塔浓缩倍率、循环水排污量、及相关的用水情况进行分析，及时发现问题，及时调整，使异常及时消除，避免用水浪费现象的出现。
3 取得的效果
经济效益方面，近些年由于用水紧张，各地水费价格逐渐上涨，我公司水源用水由前些年0.35元/吨，提高到0.5元/吨，并且还有上涨的趋势。再者从排污水收费收费也是一笔不小的财务支出。
社会效益方面，通过几年的努力，我厂的节水工作取得了一定的成绩，按建厂设计，水库管理局每年为我厂提供1300万吨补给水，由于我厂对此项工作的重视，相应的减少的补给水的使用量见（表3-1），创造了良好的社会效益。
表3-1 补给水的使用量及综合水耗比较
项 目 03年 04年 05年 06年
总用水量(立方米) 7838276 7830285 8829849 8961845
总发电量(亿千瓦时) 24.84 30.73 37.62 40.11
综合水耗（立方米/兆瓦时） 3.00 2.73 2.49 2.39
4 结论：
火电厂的节水工作是一项系统工程，需要在保证系统的防腐、防垢前提下，既要最大限度地提高冷却水的浓缩倍率，减少循环水排污量，同时又要兼顾排污水的下游不同季节的用水量，即冲灰系统补水量，全面综合调节，以保证达到全厂的综合节水效果。在日常发电生产中要有专业人员对全厂水梯级利用进行全面系统协调管理，使节水工作能够做到全厂一盘棋。从而达到企业经济效益和社会效益双赢的效果。
参考文献：
[1]刘希波，何凤明 ，尹连庆，火电厂水务管理，『M』 北京 中国电力出版社，1998，7～9
[2]胡志光，齐 萌，火电厂节水技术综述，『J』电力环境保护 2007，29～31
收稿日期：2007年8月19日 |
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