摘要：节能减排是当前的重要课题，我国节水形势更为紧迫，电力行业在国民经济中所占的比重也逐年增加，根据中国电力勘察设计协会近几年的统计数据，我国电力企业在用水量控制方面比较粗放，一些电厂项目的设计没有从节能减排需要出发，产品的取水量远高于用水定额。火电厂作为电力行业的代表，其生产用水量相对较多，要保证产品质量，很大程度上需要更多的水资源消耗来保证正常运行，因此在节水方面具有很大的潜力。
关键词：节水角度；火电厂；化学专业；设计；优化；分析
1导言
我国是一个淡水资源十分贫乏的国家，近年来，中国经济的高速发展加剧了水资源的紧张。火电厂是我国取水和耗水最大的行业之一，在过去相当长的一段时间内，火电厂对水资源的过度使用和浪费是相当惊人的，我国火电厂的平均发电水耗与发达国家相比仍存在相当大的差距；同时，也表明了有较大的节水潜力。随着近几年火电装机容量的迅猛增长，节水和环境问题也显得更加突出，已成为电力工业可持续发展的主要制约因素之一。火电厂作为用水大户，节约用水不但与企业的经济利益息息相关，而且具有深远的社会意义。
2火电厂节水措施
2.1提高复用水率
根据发电厂各工艺系统对水量、水质和水温的要求及用水全过程，对全厂用水、排水进行统一平衡和调度，提出优化用水方案，实现一水多用，提高重复用水率，降低全厂耗水指标，提出水量平衡方案。降低复用水的技术措施如下。一是水力除灰用水可采用经处理合格后的废水或循环冷却水系统的排污水。采用水力除灰且贮灰场内的水可回收时，灰水宜重复利用。二是锅炉冲渣水宜根据除渣和除灰系统情况回收利用。干灰场喷淋防尘用水可采用经处理合格后的废水或循环冷却水系统的排污水。三是输煤系统的冲洗水，经相应工艺处理合格后循环使用。输煤系统冲洗水的补充水宜采用循环冷却水的排污水或废水处理站处理合格后的排水。
2.2控制化学自用水率
化学自用水率指化学制水车间消耗的水量占化学制水车间取用水量的百分比。新鲜水经过沉淀过滤、阴阳离子交换床和反渗透装置制成除盐水或软化水，作为补充水进入生产系统。水处理的基本原则如下。一是地表水预处理宜采用沉淀、澄清或过滤。悬浮物含量较少时，可采用接触混凝、过滤或膜处理。二是当地表水悬浮性固体和泥砂含量超过所选用澄清器的进水要求时，应在供水系统中设置降低泥砂含量的预沉淀设施。三是对于再生水及矿井排水等回收水源应根据水质特点采用生化处理、杀菌、过滤、石灰凝聚澄清、超（微）滤处理等工艺。对于水处理容量较大，碳酸盐硬度高的再生水宜采用石灰凝聚澄清处理，石灰药剂宜采用消石灰粉。
2.3降低灰水比
一是火电厂除灰渣和烟气净化方式的选择，应把节约用水作为一个重要因素进行考虑，根据燃料及其灰渣特性、灰渣量、灰渣综合利用条件、厂外输灰渣距离、交通运输条件、环保及节能要求等，综合技术经济比较后确定。二是严重缺水地区和条件合适的火电厂宜采用干式除尘、干式除灰渣及干贮灰场。当要求烟气脱硫时，上述地区的火电厂应考虑采用有利于节水的脱硫技术。三是采用水力除灰系统的火电厂（海水除外），灰浆的浓度应采用高浓度或中浓度，不宜采用低浓度进行水力除灰。
2.4提高循环水浓缩倍率
循环水浓缩倍率是指采用湿式冷却水塔的电厂，其循环冷却水与补充水的含盐浓度之比。在循环冷却水系统中，循环水通过冷却水塔时水分不断蒸发，蒸发掉的水中不含盐分，所以循环水中的溶解盐类不断浓缩，其含盐量也逐渐增大，为了将循环水含盐量控制在一定水平，需要排放一部分循环水，同时补充一部分新水，循环水与新水的含盐量之比即为浓缩倍率。浓缩倍率越大，节水程度越高。影响浓缩倍率的因素主要为冷却水塔的合理选择、工艺管道配置、旁滤装置、保有水量和补充水的水源及水质等。
3离子交换除盐系统的节水
3.1运行水耗
一是运行水耗主要是各床体投运前正洗所消耗的水量；投运前正洗产生的排水可以直接回收利用而无需排至中和池（工业废水池），从而减少废水产水量。
二是案例：以高效过滤器。活性炭过滤器、阳床。阴床。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆混床补给水处理系统为例，制水系统的启动工艺如下：过滤器充水、过滤器正洗、过滤器投运一炭床充水、炭床正洗。炭床投运一阳床充水。阳床正洗、阳床投运。阴床充水。阴床正洗升阴床投运、混床充水弓混床投运。上述操作中的排水目前常用的设计是作为废水和再生时产生的酸碱废水一样排至中和池（工业废水池）进行处理。由于这类排水水质较好，为减少废水量，其排水应排至化水区域专门设计的回收水池回收利用。
3.2再生水耗
3.2.1减少再生水耗
除盐系统的再生工艺主要包括反洗用水（包括小反洗和大反洗）、静置放水、预喷射、进酸碱、置换、小正洗和正洗等操作。在上述所有的操作中，除了进酸碱整个过程、置换和小正洗、正洗前期的排水pH超标和含盐量较高不适合直接回收外，其它操作排水由于水质较好可以直接回收（循环）利用，而无需排至中和池（工业废水池）进行处理，从而减少再生水耗和废水产生量。
3.2.2离子交换器循环运行
当一级除盐再生后进行冲洗操作时，当阴床的冲洗水电导率降低到20 us/cm（甚至更高），将阴床排水直接回收至化学水箱或将阴床排水管与阳床进水管连接，使冲洗水经过两台离子交换器循环运行直至电导率合格后进人混床处理来减少排水。
3.2.3离子交换器再生冲洗水作为冷却塔补充水
一级除盐再生后，阳床冲洗30min后，进行阴床的冲洗，当阴床出水电导率达到5us/cm后，阴床出水进人混床，冲洗过程结束；整个过程耗冲洗水量180m2。通过以电导率为控制指标的废水排放切换系统（切换设定值为到冷却塔的废水管道内电导率为500us/cm），可将每次再生过程中约120m，冲洗废水作为循环冷却塔的补充水。
4凝结水精除盐系统节水
一是凝结水精除盐在反洗和再生过程中会消耗大量的除盐水，产生相当量的废水，如果设计或后期改造合理，会大大降低再生过程中的废水排放量。以装机容量为2×600 MW的电厂为例，如果按照氢型运行，则每周需至少再生两次。在再生过程中，除了阴阳树脂在擦洗、进碱酸再生和置换时排水水质悬浮物或pH值超标外，其它操作（如树脂的输送、反洗、漂洗、混合等）时，排水水质都比较好。以再生一次约需耗除盐水150t为例，而可直接回收利用的排水约80t，则再生两次可直接回收利用的排水约160t，每年凝结水精除盐系统可回收利用的排水至少为7680t；这部分排水可直接回收到锅炉补给水系统或作为循环冷却水的补充水。
二是对于这部分水的回收，可以通过对系统稍加改造即可实现，即将再生系统的排水改造为两路管排，1路至机组排水槽（排水水质差时），1路至回收用户（排水水质较好时）。在再生过程中，通过以电导率为控制指标的废水排放切换系统来实现排水的回收利用。
５结论
总而言之，目前国内火电厂仍存在一定程度的水资源浪费现象，其中化学专业所涉及的系统浪费水的现象并未引起足够的重视；通过对水系统的设计和运行方式进行优化，可以有效地降低废水排放量和新鲜水的取用量，其经济和社会效益明显。
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论文作者:柳桐
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
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