1、典型火電廠用水、排水分析
典型火電廠用水分析典型電廠中的用水單元分為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)， 化學(xué)除鹽類工藝。由于濕法脫硫技術(shù)已經(jīng)很成熟，脫硫效率高，應(yīng) 用很廣泛約占85%。 脫硫系統(tǒng)用水主要有系統(tǒng)蒸發(fā)和滲漏掉一部分水，還有副產(chǎn)品的清洗水和包含水。脫硫系統(tǒng)用水 量和燃燒煤種的含硫量有很大的關(guān)系，含硫量高用水量大。 對于這部分廢水可以送到?jīng)_灰水系統(tǒng)。 煙氣脫硫用水對水質(zhì)的要求不高，可以利用其它系統(tǒng)的廢水。 雜用水系統(tǒng)。 廠區(qū)的雜用水很多， 包括澆灑道路用水、綠化用水、檢修用水、機(jī)房雜用水、輸煤系統(tǒng)沖洗水、 原煤加濕用水等。
1．1 典型火電廠排水分析火電廠的排水分為經(jīng)常性排水和非經(jīng)常性排水。 經(jīng)常性 排水包括主廠房內(nèi)的生產(chǎn)排水，化學(xué)水處理車間的排水，輔助設(shè)備冷卻用水的排水冷卻塔的排水生活污水，灰場排水，脫硫系統(tǒng)排水和其他廢水。非經(jīng)常性排水包括設(shè)備檢修 廢水，化學(xué)清洗排水，鍋爐排污，含油污水，雨水排水等。 典型電廠中的廢水水質(zhì)為: 循環(huán)水的排污水除了含有大量的鹽分外，還有防腐，防垢加入的藥劑，這部分藥劑是有毒的；化學(xué)除鹽水系統(tǒng)的排水主要是 pH 值和懸浮物不合格；灰渣系統(tǒng)排水的水質(zhì)比較差，含有很多重金屬，懸浮物和 pH 值不合格；工業(yè)冷卻系統(tǒng)的排水主要含有少量的固體殘?jiān)洼p微的油污染、水質(zhì)較好；脫硫系統(tǒng)的廢水主要含有重金屬、懸浮物和氟離子、氯化物等；生活污水中主要含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂等有機(jī)物。[1]
水系統(tǒng)(鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)) ，灰渣用水系統(tǒng)，工業(yè)冷卻水系統(tǒng)，生活及消防水系統(tǒng)，雜用水系統(tǒng)和脫硫用水系統(tǒng)。
(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 汽器排汽系統(tǒng)，分為濕式冷卻和干式冷卻。干式冷卻(空冷系統(tǒng))節(jié)水效果很明顯，耗水量僅為濕式冷卻的 1%多，但 是干式冷卻系統(tǒng)有一些缺點(diǎn)，如投資大，冷卻的效率低(會 影響電廠的經(jīng)濟(jì)性和機(jī)組的出力)，運(yùn)行管理復(fù)雜等;濕式 冷卻水系統(tǒng)一般分為直流式和循環(huán)式兩種， 用水量和耗水量很大， 在濕式冷卻的電廠中循環(huán)水的用量約占到電廠總用水 量 90%以上。
(2) 化學(xué)除鹽水系統(tǒng)。 化學(xué)除鹽水系統(tǒng)主要處理鍋爐用水的補(bǔ)水。在凝汽器發(fā)電廠中，鍋爐補(bǔ)給水量等于鍋爐排污 量和各項(xiàng)汽水損失之和，大致相當(dāng)于鍋爐蒸發(fā)量的 5%～ 7%。在熱電廠中應(yīng)根據(jù)熱力負(fù)荷及凝結(jié)水的回收程度來決定鍋爐補(bǔ)給水量。
(3) 生活及消防水系統(tǒng)。 電廠生活用水量與每個(gè)電廠的實(shí)際情況有關(guān)，包括職工的人數(shù)，是否對家屬區(qū)供水等。消防用水量應(yīng)按室內(nèi)消防用水量和室外消防用水量之和計(jì)算。
(4) 工業(yè)冷卻用水系統(tǒng)。 火力發(fā)電廠的工業(yè)冷卻水分為間接冷卻水和直接冷卻水兩種。 間接冷卻水通過熱交換器換熱，不受傳熱介質(zhì)污染，主要用于主冷油器，發(fā)電機(jī)空氣冷卻器，輔助冷油器和鍋爐輔機(jī)等設(shè)備，這部分水可以利用循 環(huán)水系統(tǒng)的水;直接冷卻水和熱介質(zhì)直接接觸冷卻，如軸承 冷卻水和一些轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的冷卻水。
(5) 灰渣用水系統(tǒng)?；以盟到y(tǒng)是電廠第二大用水和耗水系統(tǒng)。對于除灰方式主要有水力除灰和干除灰?，F(xiàn)在干 除灰能最大程度地節(jié)水，并且干灰可以被用來生產(chǎn)水泥，鋪 路等，干除灰得到了越來越多的重視。但我國大部分電廠仍采用水力除灰，沖灰水的大量排放不僅浪費(fèi)水資源，又由于灰水pH 不合格和含有重金屬等，對環(huán)境造成很大的污染。 灰渣水損失可占電廠水損失的10%～45%， 主要是灰渣水的 滲漏，蒸發(fā)損失。
(6) 脫硫用水系統(tǒng)。 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。
2、火電廠節(jié)水
火電廠節(jié)水主要通過兩種途徑來實(shí)現(xiàn)： 一是采用節(jié)水型的系統(tǒng)，合理分配補(bǔ)水，減少新鮮水補(bǔ)給量;二是充分回收各種廢水，重復(fù)利用。
2．1 用水系統(tǒng)節(jié)水火電廠耗水量較大的有汽輪機(jī)冷卻系統(tǒng)損失， 除灰系統(tǒng)用水和循環(huán)水排污。對于帶濕式冷卻塔的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)， 其節(jié)水措施主要是減少風(fēng)吹損失和提高冷卻塔冷卻效率。 可在冷卻塔進(jìn)水位置上側(cè)安裝收水器減少風(fēng)吹損失。 采用水力輸灰的火電廠除灰用水的補(bǔ)水主要采用循環(huán)排污水。除灰系統(tǒng)采用濃漿輸灰，灰水比例根據(jù)全廠水量及 灰場水量平衡綜合考慮。 濃漿水力除灰不僅減少了廠區(qū)水補(bǔ)給量， 且減少了排放量灰水; 閉路循環(huán)是節(jié)水的另一個(gè)途徑。 另外，干除灰耗水量甚少，采用干法輸灰也是火電廠節(jié)水的一個(gè)有效措施。 目前， 國內(nèi)火電廠汽輪機(jī)尾部排汽冷卻一般采用帶濕式冷卻塔的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，冷卻過程中有大量的蒸發(fā)，風(fēng)吹 及排污損失，這部分損失占全廠補(bǔ)水量的 60%以上。20 世 紀(jì) 30 年代國外提出干式空氣冷卻系統(tǒng)。空冷系統(tǒng)分為直接 空冷和間接空冷， 直接空冷是將汽輪機(jī)的排汽直接通過表面 散熱器與空氣熱交換; 間接空冷是汽輪機(jī)排汽首先與循環(huán)水 換熱后，循環(huán)水通過表面散熱與空氣進(jìn)行間接熱交換，冷空 氣由空冷塔或風(fēng)機(jī)供給。與同容量的濕冷機(jī)組相比，空冷機(jī) 組冷卻水系統(tǒng)可節(jié)水 97%以上， 全廠性節(jié)水約 62%。 應(yīng)用該 技術(shù)雖節(jié)水率高，但空冷機(jī)組一次性投資和能源消耗較高， 適用于富煤缺水地區(qū)。另外，火電廠也可采用干濕聯(lián)合冷卻 系統(tǒng)，使長年運(yùn)行的空冷段發(fā)揮節(jié)水功能，夏季運(yùn)行濕冷段 發(fā)揮省煤效能。 隨著節(jié)水措施的不斷出現(xiàn)，脫硫用水，工業(yè)用水，鍋爐 排水等系統(tǒng)的節(jié)水受到重視，脫硫用水對水質(zhì)要求不高，故 可用冷卻塔出水，工業(yè)用水雖水量較少，但一般水質(zhì)較好， 溫升不高，可考慮串聯(lián)使用，即水質(zhì)較好的經(jīng)回水管或集水箱返回至循環(huán)水系統(tǒng)使用;鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)要求高，鍋爐冷 凝水的水質(zhì)也較好，因此，未經(jīng)處理的鍋爐冷凝水可循環(huán)用于幾乎所有的用水系統(tǒng)，經(jīng)處理后可用于脫硫及設(shè)備冷卻。
2．2 廢水處理與回用
(1) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 循環(huán)冷卻水排污水中除了含大量鹽分外，還有為防腐， 防垢而加入的藥劑，這些藥劑有一部分是有毒的，因而排污水處理與再用是電廠廢水處理過程中的一個(gè)新課題。 排污水處理的原則是盡可能的減少排放量，以降低處理廢水費(fèi)用， 其處理方法是除鹽或軟化。 脫鹽后的水可作為除鹽水的補(bǔ)充水或冷卻塔的補(bǔ)充水。 當(dāng)用反滲透出水供鍋爐補(bǔ)給水處理裝 置作為原水使用時(shí)，由于該水含鹽量較低，可以節(jié)省鍋爐補(bǔ) 給水處理裝置的酸堿消耗量，從而使得年運(yùn)行費(fèi)用減少，進(jìn)一步提高其經(jīng)濟(jì)性。另外，也可通過對冷卻塔補(bǔ)充水進(jìn)行軟化除鹽處理或采用高效水質(zhì)穩(wěn)定劑，以提高循環(huán)水濃縮倍率，減少冷卻塔排污量，節(jié)約用水。再循環(huán)到蒸發(fā)冷卻塔的冷卻水含有溶解的和懸浮的固體， 這些固體會隨冷卻塔補(bǔ)給水進(jìn)入到系統(tǒng)中。 較好的處理方法是連續(xù)處理一部分水以除去沉淀形成的物質(zhì)——通常用澄清和軟化聯(lián)合處理。這樣， 冷卻塔排污中固體濃度可高達(dá) 10～30 g/L。采用適當(dāng)?shù)奶幚?，水的再循環(huán)是可能的，且可避免排污到排水溝，湖泊或蒸發(fā)池中。
(2) 沖灰渣水系統(tǒng) 目前新建電廠的除灰方式有了較大的改進(jìn)， 有條件的地 方首選干除灰方式;若采用水力除灰，灰水盡量做到閉路循 環(huán);當(dāng)灰水閉路循環(huán)確有困難時(shí)，則使用高濃度水力除灰。 大部分老廠有望實(shí)現(xiàn)從稀漿輸灰向濃漿輸灰轉(zhuǎn)變。 對于新設(shè)計(jì)系統(tǒng)，采用灰渣分排，渣水閉路循環(huán)。采用這些措施，可使沖灰新鮮水用量及廢水外排量大幅度下降。 目前對除灰系 統(tǒng)的改進(jìn)措施主要包括:濃相氣力輸送系統(tǒng)的國產(chǎn)化，干灰儲存與粉煤灰綜合利用的開發(fā)應(yīng)用， 以及干排渣系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。 新建火電廠鍋爐均采用灰渣分排技術(shù)， 節(jié)水效果明顯。
(3) 生活用排水系統(tǒng) 廠區(qū)的生活污水根據(jù)其特點(diǎn)，處理應(yīng)以生物膜法(一般采用接觸氧化法)為主。其主要工藝流程為:格柵井→調(diào)節(jié) 池→升壓→初沉池→接觸氧化池→混凝沉淀池→消毒池→ 過濾→清水池。 生活污水水質(zhì)僅上述處理后可以直接用于沖 灰，綠化，沖廁等低質(zhì)用水的場合。
(4) 鍋爐水系統(tǒng) 鍋爐補(bǔ)給水主要來自于化學(xué)車間制水?；瘜W(xué)車間來水取自電廠水源地，源水一般在絮凝池中和絮凝劑作用沉淀澄清， 再進(jìn)入陰陽離子交換設(shè)備和混合離子交換設(shè)備除去水中的大部分鹽類，最后經(jīng)過加藥處理后去鍋爐。有些電廠采用離子交換設(shè)備與濾膜相結(jié)合的辦法， 對原水進(jìn)行處理后作為鍋爐補(bǔ)給水，這種處理過的水含鹽量低，對電廠后續(xù)工藝設(shè)備的結(jié)垢腐蝕影響較小， 循環(huán)再利用時(shí)可以有較高的濃縮倍率。 采用離子交換設(shè)備不可避免地存在離子交換柱的定時(shí)失效問題，需要不定時(shí)地進(jìn)行反洗，反洗過程中產(chǎn)生廢排水。 化學(xué)排水的再利用取決于排水水質(zhì)。 化學(xué)車間再生廢水一般呈酸性，可與爐渣充分混合中和，爐渣的堿性足以中和這部分酸性水， 在渣池內(nèi)得到中和的水可一部分用作沖渣水的補(bǔ)水，剩下的水作為輸煤棧橋煤粉沖洗水。
(5) 其它水系統(tǒng)除上述水系統(tǒng)外， 還包括煤洗場沖洗水， 煙氣脫硫廢水， 含油廢水。其中含油廢水經(jīng)油水分離器后送入廢水處理站。 廢水處理站出水可直接作為沖灰水的補(bǔ)充水。 煤洗場沖洗水和煙氣脫硫廢水可直接作為沖灰水。 煙氣凈化—煙氣脫硫系 統(tǒng)節(jié)水最關(guān)鍵的是吸收器的沖洗和泵的密封。 改進(jìn)可采用不經(jīng)常的，沖洗強(qiáng)度大一些的沖洗而不是連續(xù)沖洗，也可用濃縮池的溢流水來取代外部的水源也可減少?zèng)_洗水耗。
3、結(jié)語
火電廠節(jié)水涉及到電廠鍋爐，汽輪機(jī)，火電水工，電廠化學(xué)，電廠除灰及環(huán)保等專業(yè)，在節(jié)水過程中必須將各專業(yè) 融為一體，總體考慮節(jié)水效果;火電廠節(jié)水技術(shù)包括用水， 復(fù)用，處理，回用，排放等環(huán)節(jié)，多種節(jié)水技術(shù)聯(lián)合使用成為火電廠節(jié)水技術(shù)的發(fā)展趨勢?；痣姀S節(jié)水是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，從設(shè)計(jì)至投運(yùn)各個(gè)環(huán)節(jié)不但要考慮經(jīng)濟(jì)效益，還要考慮到環(huán)境的承受力， 必須做到電力發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。
