火力发电厂节水和废水零排放技术研究

火力发电厂节水和废水零排放技术研究

王莉萍

（青海桥头发电有限责任公司青海西宁810100）

摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，人们的生活质量得到了明显的提高，同时人们更加关注生活的环境质量。而做好废水处理和节水，是实现火力发电厂可持续发展的主要内容。本文就对火力发电厂节水和废水零排放技术进行深入探讨。

关键词：火力；发电厂；节水；废水；处理技术

我国是一个干旱缺水严重的国家，尤其是华北、东北及西北等地区，水资源严重短缺，再加上环境污染，导致水质日益恶化。电力工业作为基础产业，为人们的日常生活提供保障，随着社会的发展，人们对电的需求不断增加，而水资源的日益匮乏与之形成了相当大的矛盾。火力发电厂作为用水大户，节水问题已成为发展电力事业面临的一项严峻课题。随着环保政策、法规及规程的不断修订完善，对企业的用水量及排放水质有了更高的要求。因此，优化用水措施，降低源头用水量，提高过程利用率，减少末端废水排放量，成为火力发电厂迫切需要解决的用水问题。

1、火电厂用水和排水

1.1火电厂用水

①循环冷却水:火电机组利用循环冷却系统一般都会运用自然通风湿式冷却塔，极少数电厂利用的机械通风冷却塔，在全厂生产耗水总量中其蒸发、风吹和排污损失达到了70%，其中基本上无法回收蒸发和风吹损失，循环湿式冷却火电厂节水主要集中在排污损失阶段。②工业冷却水。具体是指不包括凝汽器的主机和辅机应用表面冷却器形成的用水。③锅炉补给水和化学自用水。根据相关要求将锅炉补水率控制在2%锅炉蒸发量之内。

1.2火电厂排水

火电厂的排水量直接关系着用水量，火力发电厂的真正排水量就是各个系统的用水量除去蒸发、风吹损失以及干灰调湿用水量。其中机组类型、规模、电厂所在位置、用水技术等都决定了各个用水系统的排水量。火电厂排水还包括经常性排水和非经常性排水。

2、火力发电厂废水零排放的途径与原则

2.1途径

火力发电厂各用水和排水系统依其水量、水质情况，采用合理的流向，一水多用、重复利用、处理后再用，以及“以废治废”等措施，避免废水外排，即零排放。零排放并不是绝对不向环境排放任何形式的水，美国学者对其的定义为:零排放即电厂不向地面水域排放废水,所有离开电厂的水都是以湿气的形式，如:蒸发到大气中或是包含在灰渣中”，可见实现零排放对水资源的充分利用，加强环境保护，有着重要意义。

2.2基本原则

（1）排、耗平衡达到零排放。厂内废水经复用后，能全部消耗掉，从而使厂内废水按水质不同得到利用，达到零排放的目的。（2）充分利用水资源。充分利用水资源，最大限度地对水进行回收，重复循环使用;也可通过提高冷却塔循环水浓缩倍率等方法来达到目的，但循环水浓缩倍率的提高，应综合考虑凝汽器铜管的耐蚀能力与循环水处理的经济性。（3）设计方案要留有余地。当水和废水系统运行状况改变时，应能较为自如地调整以便适应之，增加电厂在零排放条件下运行的经济性和可靠性。因此，要在设计上留有余地，满足各种水流在一定范围内水量和水质变化的需求。（4）尽量采用先进的监控设施。采用先进的取样监测手段，配备足够的监测仪器流量表、水位计、水质测定仪、水压表、报警设施、微机调控设备等，提高水系统的运行效率。

3、废水处理与复用技术的局限性

3.1建设目标不明确

废水处理一般按照满足排放标准的要求进行设计，但大部分的污染指标一般情况下低于《污水综合排放标准》中的二级标准，除灰场排水的89值外，即使部分指标超过排放标准，通过简单的一级处理即可满足冲灰或排放需要，而不必增设复杂的废水处理设施。

3.2工程质量、运行管理存在不足

电力系统的环保设施由于水量较大，设备化程度相对较低，主要以混凝土钢筋结构为主。但由于环保的特殊性要求施工质量较高，而现实是施工质量往往难以达到，这就是同样的工艺、相同的设施其处理效果却差别较大的主要原因之一。因废水的水质不固定且波动范围很大，这就要求在运行过程中及时了解进出水的水质情况，依据监测结果对运行参数及时加以调整，但由于运行技术水平等的限制，往往不能及时准确地进行调整，导致处理效果差别很大。

4、对废水处理及其零排放的几点看法

4.1冷却塔循环冷却水系统节水措施

目前，国内火力发电厂一般采用湿式冷却塔的循环冷却水系统，这部分的耗水占全厂补水量的60%。这部分冷却水系统，其节水措施主要是减少风吹损失和提高冷却塔的效率。可在冷却塔进水位置上侧安装收水器减少风吹损失。同时，保证水与空气在冷却塔中淋水装置内分布均匀，以利于水与空气的良好接触，关键在于淋水装置的平时维护。富煤缺水地区，若经济允许，可采用干式空冷技术。空冷系统与同容量湿冷机组相比，其冷却水可节约97%以上，全厂节水可达62%，此技术的节水效果显著。此外，也可采用干湿联用冷却系统，长年运行空冷段发挥节水功能，夏季使用湿冷段发挥省煤功能。

4.2除灰系统节水措施

水力除灰的火电厂，除灰用水的补给水可采用循环排污水。生活污水经处理达到排放标准后，回收至复用水池，可利用于煤场喷洒、除尘。除灰系统采用浓浆除灰，浓浆水力除灰减少了厂内水的补给量，也减少了污水的排放量。灰水闭路循环是节水的另一个途径。在国外，多数电厂都采用了灰水再循环系统，灰水用作循环冷却水补给水，节约用水的同时减少了灰水的排放。干法除灰，也是火电厂节水的一个有效措施，西欧和美国的燃煤电厂大多采用干式气力输灰系统。在国内，大容量机组一般都装设有电除尘设备，干式除灰也有较大发展。

4.3循环冷却水技术

在火电厂所有用水量中循环冷却水的用量比例最高，针对这一显著特性，可以从以下方面进行节水。①提升冷却塔工作效率，降低吹脱损失。对于循环冷却水系统带湿式冷却塔的，在冷却水过程中会蒸发、风吹和排污损失大量水，节水措施就是避免这部分损失以及提升冷却塔工作效率。②提升循环水浓缩倍率。在循环冷却水系统运行过程中浓缩倍率是主要控制参数，提升浓缩倍率可以降低补充的新鲜水量以及排污量，同时避免补充系统的阻垢剂和缓冲剂量。循环水浓缩具体通过添加硫酸调节pH数值+复合水质稳定剂、石灰处理+交换弱酸离子梳理以及分级浓缩串联补水工艺等。

4.4加强污水处理

废水产生过程中，不同系统和不同排水阶段排水水质差别很大，按清污分流原则，对于污染物含量高但污染物指标单纯、无法直接回用的废水按单项处理考虑，处理工艺简单，既降低了废水处理的难度和综合造价，又可避免水质波动过大，保证了处理系统的污染物除去率。生活污水及处理系统收集厂区的生活污水，处理达标后回收用于厂区绿化用水。含油污水系统，主要收集变压器及汽机房排出的含油污水，处理达标后再送至工业废水处理系统处理后回用。工业废水处理系统，主要回收空预器冲洗排水、锅炉化学清洗废水等，经处理后回收利用于输煤系统、除灰渣系统冲洗用水。含煤废水处理系统主要收集煤场初期雨水及输煤系统冲洗排水，经处理达标后回用于输煤冲洗水系统。脱硫废水处理系统收集脱硫废水，处理达标后用于煤场喷淋。

5、结语

总而言之，火力发电厂在我国工业系统中是用水大户。水不但成为热力系统的工作媒介，也是很多热力设备的冷却媒介，废水处理和节水技术的应用将会对火力发电厂稳定运作造成影响的主要因素。因此，需要相关单位积极重视，认真研究各类处理工艺，提升处理废水的经济效益，保护自然环境。

参考文献

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[3]王军，李秀梅.火力发电厂节水研究[J].内蒙古科技与经济，2017(7):122－123