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一、用水节水现状
我国火力机组发电量占总发电量的80%以上,火力发电是我国取水量最大的行业之一,节水工作的开展与否直接影响电力企业的生产经营和持续发展。从2000年~2003年火力发电行业用水与全国用水情况比较(表1)及2000年~2003年全国火力发电厂用水状况(表2)可以看出,尽管随着火电装机容量和发电量的增加,全国火力发电厂用水量有所增加,但工业用水重复利用率逐年提高,单位发电量耗水率逐年降低。
二、节水的主要经验和做法
(一)严格执行新的用水标准和定额
火电厂设计工程按2000年11月3日发布、2001年1月1日起实施的《火力发电厂设计技术规程》(DL5000-2000)控制用水量。2002年实施的《火力发电厂节水导则》(DL/T 783-2001)规定了火力发电厂节约用水应遵守的技术原则、应达到的技术要求和需采取的主要技术措施。2002年12月发布并于2005年实施的《取水定额》(GB/T 18916.1-2002)规定了火力发电厂的取水定额。新的导则、定额的颁布对指导火力发电厂规划、设计、施工和生产运行中的节水工作有重要的意义。
表1 2000~2003年火力发电行业用水与全国用水量比较表
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项目
年份
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全 国
总用水量
(亿m3)
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全国工业总用水量
(亿m3)
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火电
用水量
(亿m3)
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火电消耗水量
(亿m3)
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火电用水量占工业比例
(%)
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火电消耗水量占工业比例
(%)
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2000 |
5497.59 |
1139.13 |
464.86 |
46.56 |
40.8 |
4.09 |
|
2001 |
5567.43 |
1141.81 |
440.95 |
47.37 |
38.6 |
4.14 |
|
2002 |
5497.28 |
1142.36 |
509.36 |
47.81 |
44.6 |
3.90 |
|
2003 |
5320 |
1177 |
521.05 |
53.05 |
44.3 |
4.50 |
注:全国总用水量、全国工业总用水量数据源自当年水资源公报。
表2 2000~2003年全国火力发电厂耗水状况对比表
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项 目 |
2000年 |
2001年 |
2002年 |
2003年 |
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火电装机容量(亿千瓦) |
2.375 |
2.530 |
2.655 |
2.898 |
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火电年发电量(亿千瓦时) |
11079 |
12045 |
13522 |
15790 |
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机组利用时间(h) |
4848 |
4900 |
5272 |
5767 |
|
用水量(亿m3) |
464.86 |
440.95 |
509.36 |
521.05 |
|
工业用水重复利用率(%) |
67.5 |
69.1 |
69.4 |
69.5 |
|
消耗水量(亿m3) |
46.56 |
47.37 |
47.81 |
53.05 |
|
废水排放量(亿m3) |
15.33 |
13.47 |
14.40 |
16.2 |
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单位发电量耗水率(kg/kW·h)
(kg/kW·h) |
4.20 |
3.93 |
3.54 |
3.36 |
注:(1)取水量包括取自地表、地下水、城镇供水工程,以及从市区购得的其他水;主要用于生产用水、辅助生产(包括机修、运输、空运站等)用水和附属生产(包括厂区办公楼、绿化、浴室、食堂、厕所等)用水。
(2)取水量不包括企业自取的海水、苦咸水以及生活区水量。
(3)采用直流冷却系统的电厂的取水量不包括从江、河、湖等水体取水用于凝汽器冷却的水量。
(二)加强水务管理
近年来火电厂水务管理贯穿在规划、选厂、设计、建设及运行全过程中,要求合理使用水源和废水资源化,以求最经济和最节约用水。电厂通过制订用水考核制度、报告汇总制度、技术监督制度及其它相关标准、规范、管理办法,定期组织全厂水平衡测试及各水系统水质分析测试,加强对主要供排水系统的监控调节等,有针对性地制定出切实可行的节水技术措施和规划,使火力发电厂达到用水合理化和管理科学化,提高了火力发电厂的水务管理工作水平。
(三)开发应用节水新技术
积极推广应用国内外先进节水技术,采用成熟的节水新工艺、新系统和新设备,提高循环水浓缩倍率、降低灰水比、采用节水型冷却方式、提高水的重复利用率等,并取得了显著成效。
一是废水回收利用。湿式循环冷却系统是电厂用水、耗水最大的环节,回收利用冷却塔排污水,处理回收其他工业废水或生活污水做冷却塔循环水的补充水,取得了明显的节水效果,是电厂耗水定额指标下降的主要原因。冷却塔排污水用于冲灰、冲洗和喷洒,可以减少低污染水直接排放损失,提高水的回用率,是较为传统并被广泛应用的方法;电厂灰渣水、消防水池溢水、部分取样水、射水池溢水等进行循环使用,水质较好的经处理后作为冷却塔循环水补充水源,返回到下一级循环水系统再利用,水质较差的工业废水如含油污水、化学中和池排水、生活污水等处理后用于调湿灰用水、冲灰煤场喷淋用水等。
二是循环水系统。首先是提高循环水浓缩倍率,1000MW电厂浓缩倍率从2提高到3时,可节水800~1000吨/小时。通过不断的研究开发和推广应用,火力发电的循环冷却水浓缩倍率达到以下水平:加防垢防腐药剂及加酸处理循环冷却水时,浓缩倍率可控制在3.0以上;采用石灰加酸及旁滤加药处理循环冷却水时,浓缩倍率可控制在4.5左右;采用弱酸树脂等方式处理循环冷却水时,浓缩倍率也可控制在4.5左右。采用新型水塔填料和收水器改造原有老水塔,降低了水塔出水水温,减少了风吹损失,也起到节水的作用。
三是除灰系统改进。新建电厂的除灰方式有了较大的改进,有条件的地方首先选用干除灰方式;如果采用水力除灰,应使灰水尽量做到闭路循环;当灰水闭路循环确有困难时,则使用高浓度水力除灰。对于新设计系统,采用灰渣分排、渣水闭路循环。这些措施的采用,使冲灰新鲜水用量及废水外排量大幅度下降。目前对除灰系统的改进措施主要包括:浓相气力输送系统的国产化、干灰储存与粉煤灰综合利用的开发应用,以及干排渣系统的实际应用。“十五”期间新上的电厂基本上采用干灰输送和干堆灰技术,采用干灰碾压灰场,调湿用水仅为排灰量的20%左右,且无灰水排放问题;完善了浓浆输灰系统的设计和提高了关键设备的可靠性,开发了冲灰水回收利用技术以及回水管道防垢与清垢技术等。目前,高浓度水力输灰技术已得到了较好地应用,通过系统优化可实现灰水比1:3~1:5或更小;采用灰渣分排,比灰渣混排节约40%的冲灰水量,且有利于灰渣综合利用,新建火电厂锅炉均采用灰渣分排技术,节水效果明显。 |