发电厂节水减排研究

发电厂节水减排研究

吴伟

陈学兵 胡海滨 李旭 王勇

华能沁北发电有限责任公司 河南省济源市 459012

摘要：随着国家和地方对环境保护要求的提升，发电厂环保指标控制成为了生产运营的重要关注因素。其中经济有效的实现节水减排是发电厂面临的难题。本文侧重从设计和运行方式控制对发电厂节水减排进行研究，并给出措施和建议。

关键词：化学浓盐水；废水梯级利用；节水减排；水平衡

1. 前言

总体上，发电厂水消耗分有效消耗、必要消耗和控制消耗。有效消耗为对热用户供应工业蒸汽造成的水消耗；必要消耗为循环冷却水蒸发降温、脱硫塔蒸发等工艺必须的水消耗；控制消耗指通过设计或运行控制能够减少的水消耗，包括不必要的排汽损耗、排放至厂外污水管网的废水和生产中开式环境的蒸发、渗漏等损耗。发电厂节水减排的要点在控制消耗。

发电厂控制消耗主要是化学浓盐水、脱硫废水、生活废水，主要的污染物控制指标为PH、COD、SS、氨氮。上述污染指标通过酸或碱加药调整、絮凝沉淀、生化处理等方式，在发电厂均有成熟、经济的处理方案。发电厂节水减排的难点是排放量的控制，排放量控制的难点是废水可溶解盐类累积超过回用极限指标。发电厂的取水来自自然界或经污水处理厂处理后的城市中水，取水主要的用途为主辅机系统冷却、供给锅炉补给水、脱硫塔工艺，少量用于药品稀释溶解和生活用水。发电厂凝汽器或主辅机冷却水吸收系统的热能，通过冷却塔蒸发放热后循环使用，循环水不断循环蒸发达到循环倍率极限，需要通过排污达到含盐度的平衡，循环水排污形成本系统的废水；锅炉补给水系统将原水经预处理后，通过离子交换或膜技术制备除盐水供锅炉补给水，剩余的浓盐水形成本系统的废水；脱硫塔补水溶解石灰石形成石灰石浆液，在脱硫塔循环与烟气交换热量循环蒸发，浆液中可溶性盐类达到极限，需要排放形成脱硫废水。上述系统形成废水中的可溶性盐类主要来源于发电厂原水。

发电厂循环水系统、补给水系统、脱硫系统正常运行均为可溶性盐类浓缩累积过程，并且工艺均对水质指标有相应的限制要求，因此，各系统废水的排放不能够避免。节水和减排是两个相互关联的因素，减少了来水废水总量相应降低，减少了排污来水相对会减少。通过水源分类管理、控制不必要排汽损耗、废水压缩减量、废水分类收集并阶梯利用，实现最终少量高盐浓水特殊回用和集中处置，是发电厂节水减排经济可行的方案。

2. 发电厂节水减排措施

1. 水源分类管理

水源分类管理根据发电厂所在地的水资源条件，以尽可能节约使用优质水资源，在设备工艺条件允许的情况下优先使用再生水资源为原则，使水资源得到合理优化使用。

发电厂来水水源通常有城市中水、地表水和自来水。城市中水应作为电厂工艺水主水源，也可以作为厂区绿化、景观用水的补充水源。地表水或自来水应作为电厂工艺水备用水源，正常运行中尽量避免使用，以节约优质水资源并降低生产成本。自来水有严格的水质控制标准，应作为生活用水，以保障人员的身体健康。为深入节约自来水的用量，对生产、生活区清洁、厕所冲洗等非人员直接接触的用水，也可以采用中水。

为方便水源分类管理，各水源之间要隔离界限清晰，避免设置过多的联络，各路水源均应设置远传的计量表。

2. 控制不必要排汽损耗

不必要排汽损耗包括疏水排空阀门关闭不严密形成的蒸汽泄漏、除氧器排汽、疏水扩容器排汽、冷却塔风吹、水雾携带损耗和脱硫塔水雾携带损耗等。

1. 疏水排空阀门关闭不严密通过强化运行维护管理解决；

2. 除氧器排汽通过凝汽器回收或限制排放可以降低排汽损耗；

3. 疏水扩容器排汽可通过在排汽管道上安装喷水冷却装置凝结捕集排汽，减少排汽损耗；

4. 冷却塔风吹损耗可通过装设导流板降低；

5. 冷却塔和脱硫塔水雾携带损耗可通过优化除雾器结构降低损耗。

3. 废水压缩减量

在产生本系统废水的环节采取措施，尽量降低废水的产生量，减轻后系统废水回用负担，为最终废水减排创造条件。发电厂废水压缩减量的环节及措施：

1. 循环水系统吸收汽轮机排汽或辅机冷却水热能，通过冷却塔蒸发降温后循环使用，循环水达到相应的循环倍率需要进行排污。通常可通过向循环水系统添加阻垢剂等药品或循环水旁流处理提高循环倍率降低排污量，也可通过一级除盐系统向循环水系统补水降低排污量。采用循环水排污水作为锅炉补结水水源，能够实现循环水排污的零排放，同时循环水温度较高，也有利于提高锅炉补结水系统超滤、反渗透膜的出水效率，是可行的优选方案。

2. 补给水系统产生的废水是一级反渗透浓盐水。提高一级反渗透的产水率除选用更高效率的反渗透膜外，根据反渗透膜的性能适当回用部分浓盐水至超滤水箱，也是降低一级反渗透浓盐水排放的有效手段。在一级反渗透浓盐水后增加抗污染、高通量和高抗压的浓盐水反渗透装置，对一级反渗透浓盐水进一步浓缩处理，能够大幅度降低补给水系统废水的排放量。

3. 脱硫系统石灰石浆液与锅炉电除尘后原烟气接触换热，浆液中的水分蒸发造成CL离子含量升高，需要通过石膏脱水系统排出废水维持系统盐度的平衡。控制脱硫废水排放量要定期化验脱硫浆液氯离子含量，根据脱硫浆液氯离子含量调节脱硫废水旋流器清水出水量，在不影响脱硫系统正常运行的情况下尽量控制脱硫浆液氯离子含量偏上限运行，达到脱硫废水浓缩减量的目的。

4. 废水分类收集

发电厂废水根据水质指标分类收集，相近指标的废水统一存储，尽量避免不同废水池之间的联络和污染。废水分类收集有利于废水的梯级利用，避免高品质废水进低品质废水系统造成废水排放量增加和低品质废水进高品质废水系统影响工业设备运行并产生额外的排污水量。废水分类收集的环节及措施：

1. 全厂区实行雨污水分离。保障雨水系统与全厂的所有排放口的隔离，避免厂区疏放水、排污与雨水系统连接。同时，各废水收集池也要保证必要的标高和封闭，避免雨水进入废水系统增加废水处理量。

2. 主机系统废水分类收集。主机系统产生的废水一类是蒸汽、给水系统的疏放水和锅炉定排、连排扩容后的热水，这类废水品质高并具有可用的热值，根据情况进疏水扩容箱或定排水池；一类是工业水系统的疏放水、辅机机械密封水，这类水不连续并且水量很小，另一类是清扫等产生的地坑积水，含杂质较多并含油，根据情况可进主厂房排水地坑。

3. 化水区域的废水分类收集。超滤反洗水浊度高，盐度与原水接近，进反洗水收集池；一级反渗透浓盐水盐度高，其他指标满足外排要求，进工业废水池；化水区域的酸、碱等含高化学药品污水进化学废水池；煤场、输煤皮带间、输灰渣设置周围的冲洗水杂质含量高、含煤、含油，进煤水收集池；生活污水杂质含量高、氨氮和COD指标高，进生活废水收集池。

4. 脱硫区域废水分类收集。脱硫工艺系统除脱硫废水进脱硫废水收集池外，其他各分系统产生的废水均在系统内回用。脱硫区域各类泵的机械密封水供水为与原水品质接近的工业水，机械密封水回水污染小，可设置脱硫工业回水池收集。

参考文献

[1]王起. 在富煤缺水的陕北地区建设节水型火电厂[J]. 中国科技信息, 2005, 000(15A):211-211.

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