论电厂排水系统的优化与节水建议

王高风

(山东电力建设第一工程公司,山东济南 250131)

论电厂排水系统的优化与节水建议

王高风

(山东电力建设第一工程公司,山东济南 250131)

电厂的系统主要是依靠设备提供的冷却用水进行相关运作,其耗水量相对较大,所以电厂排水问题至关重要。如果排水系统不够可靠,就可能引发引起一些重大事故,对电厂的安全与运行造成严重威胁。

冷却水系统 排水系统 改造 节水措施

1 引言

我国作为一个缺水国家，在西北、东北以及华北等煤炭资源较为丰富的地区，水资源短缺问题相对严重。另外，环境污染的问题也使得水质出现日益恶化的现象。电厂是用水大户，想要持续运行就需要大量的水资源。同时，电厂也是排水大户，污废水的外排不利于可持续发展与水环境保护。因此，电厂生存与发展的关键之处就是节水与优化排水系统。

2 电厂排水系统分类

2.1 开式排水系统与闭式排水系统

电厂的排水系统一般分成开式排水系统与闭式排水系统，其中开式排水系统的主要特点包括应用系统结构相对简单、所需设备的价格低廉、冷却水温度无需太高以及投资相对较少等，但其对水质的要求十分严苛;闭式排水系统的主要特点包括投资设备较高与系统结构相对复杂等，但可应用大多数的水质。

2.2 半闭式排水冷却水系统

半闭式排水系统的主要组成部分包括水换热器、实施油冷机以及电泵润滑油等，因排水系统进水口处在相对较高的位置，使得回水压头压力通常远小于排水压力，无法有效满足系统工艺流程所需。在一般情况下，半闭式排水冷却水系统使用的水资源是除盐水外的一次水，然后通过闭式冷却系统进行冷却处理。每一台半闭式排水冷却水系统的工作机器，都有装循环水泵、水换热器以及升水水泵等，其作用是进一步提升排水系统工作的效率。

2.3 全开式排水冷却水系统

在全开式的排水冷却系统中，循环冷却水系统作为一个最重要的部位，对主机定冷油器与小机器等仪器主要是采用将二次利用水作为水源，以便为排水系统节约较多的水资源。

3 电厂排水系统的使用情况与优化要求的影响

3.1 电厂排水系统的使用情况

3.1.1 电厂冷却水

电厂冷却水在汽轮冷油机中得到了广泛应用，其中用水较多的几个环节主要包括冷却水封水过程与热交换流程等。在一般情况下，表面冷却不会对冷却的水质情况产生影响，可在完成吸热过程中由热交换器进行回收，以备下一次的利用。混合式冷却水即复杂式冷却水会将一部分水资源进行直接的消耗，而这个过程则是闭式排水系统的主要耗水位置。另外，在电场冷却水的过程中，也有因未能及时回收部分高质量设备使用过的冷却水，致使其在排水阶段就直接从地沟中被排走，造成大量消耗的问题。

3.1.2 开式排水系统

凝气机冷却水系统作为开式排水系统中的总要组成部分之一，在电厂机构中的耗水量最多。这主要是因为该设备拥有电厂主要耗水的多个流程，依次是蒸发、吹风与排污。简要来说，在电厂排水系统的总耗水量中，蒸发一般会占据2%，如果是建设在我国北方一些地区的电厂，这一数值还将有所提升;在电厂排水系统的总耗水量中，吹风这一环节则大约要占到0.2%，倘若没有刨除排水器还可提高0.3%至0.5%左右;排污作为最后一个流程，在电厂排水系统的总耗水量中所占的百分比需依据电厂设备新旧与实际应用水浓缩率等要素，进行相关的测定工作。就目前来说，我国电厂在这一过程中的耗水量大约占1%左右。

3.1.3 排水与冲洗灰渣

电厂特别是燃煤电厂使用灰渣的情况主要和灰的总生产量有所联系，而灰场损失渗漏与蒸发也会直接影响到冲洗灰渣的系统。与此同时，冲洗灰渣的情况也和煤的种类有关。在电厂运行的过程中，虽然灰分的热值相对较高，但其成分相对较低，因而产灰量无法对之后的工作流程进行有效维持。举例来说，某电厂一年使用的煤料约为140万吨，其产灰量则约为每小时70吨。灰水比为1：4，通过计算可以得出电厂中水的回收利用率为30%左右。由此可以得知，如果电厂中灰水比的最初估计值较低，就容易导致灰场缺失渗漏与蒸发等问题的产生。

3.2 优化要求对排水系统的影响

3.2.1 最大效益优化法

电厂排水系统应用的水称为“冷却水”，而冷却水将采取收费措施。为使获取的效益实现最大化，就必须充分考虑冷却水价格的问题，列出关于汽轮器的输出功率与冷却水在开式和闭式时进行的补水率等因素的公式。在无条件进行实验或者条件不明确时，电厂排水系统存在的不确定性就会显现出来，因此需要依据长时间的工作数据，将凝气机冷却水用量计算出来。

3.2.2 综合性耗煤成本法

在冷却水温恒定的前提下，依据电厂排水系统相应的构件组成方式，能够使排水系统各个设备荷载的稳定性得到一定的保证，使排水系统过程中的水流量问题得到改变，并由此使综合性耗煤的成本得到有效的降低。这一结果除了能使排水流量的取值范围设定到最佳，还能为电厂节约一大部分的资金。只要依据耗煤发电率、标准煤价与综合性耗煤的成本率等建立起相关的公式，就能为电厂排水系统日后的应用打下较为良好的基础。因此，综合性耗煤成本法在我国电厂排水系统中得到了广泛应用，以后也将成为排水系统运行的准则之一。另外，最大效益优化法也逐渐受到大家的认可。合理结合最大效益优化法与综合性耗煤成本法，对解决电厂排水系统故障有着一定的帮助与指导作用。

4 节水措施建议与改造电厂排水系统的方法

4.1 节水措施的几点建议

4.1.1 电厂废水的回收利用

回收利用工业废水、生活污水以及冷却塔排污水，可将其作为冷却塔循环水所需的补给水，使电厂的耗水量得到很大程度的降低。另外，射水池溢水、消防水池溢水与电厂的灰渣水等在经过相应的处理后，水质较好的也能作为冷却塔循环水的补给水;水质较差的工业废水、含油废水与化学污染水则可用于冲煤灰场的喷淋水与调湿灰用水等，其作用主要是减少低污染水排放的损失，使回收利用率得到进一步的提高。

4.1.2 城市中水的回收利用

将城市中水作为电厂补给水源进行回收利用，可以使新鲜水资源得到有效节约，并使污水排放得到进一步的减少，因而特别适用于一些水资源短缺的地区。

4.1.3 海水冷却的直接利用

在海边的电厂可直接对海水进行利用，将其作为冷却水。就目前来说，部分电厂已采用海水淡化工艺，使生产与生活用水得到了有效解决。

4.1.4 除灰系统节水

因湿式除灰系统有着较大的耗水量，在有条件的新建电厂中可首先选择干除灰的方法，湿式除灰系统则需尽量保证闭路循环。另外，火电厂在采用灰渣分排时可节约的冲灰水约40%，这在一定程度上也有利于综合利用灰渣。

4.2 电厂排水系统的改造

4.2.1 改造系统种类

为使传统电厂排水系统存在的一些缺陷与不足得到有效改良，可通过应用电子系统的方式来优化电子体系，对系统种类进行改造。具体来说，首先，我国在对国外先进脱硫技术与设备进行引用的时候，必须确保闭路循环排水的相关要求得到充分满足，进一步加强电厂在排水时的管理与监督，尽可能地从副产品或者废品中获取其中的水资源。真正的脱硫技术必须拥有接受废水系统与耗水系统等，以便简化工艺;其次，在电厂排水系统工作前，必须先对水进行相关的预处理，使原本的工艺模式得到有效改造，然后通过不断的实验与创新寻找出相对合适的水质控制剂，使电厂排水系统故障得以避免发生。

4.2.2 处理末端废水

就目前来说，我国电厂处理末端废水的主要方法包括相应、专门的干燥机与设备蒸发处理这两个。然而，这些方法通常存在工作成本较高的问题。为使这类问题得到有效解决，需要选择更为合适的场所，例如蒸发池。具体来说，可以通过排水系统把主要的一些残渣固定与少量较高浓度的废水运送至蒸发池，待蒸发池中的大量水分逐渐损失掉后，可将固定物质带走再进行填平工作。不过，蒸发池无法有效完成循环系统的部分工作，还需建造废水池或者蓄水池等，并通过重复使用、分级管理等原则，确保废水实现真正的零排放。

5 结语

根据相关调查数据显示，尽管我国水资源总的具有量是世界第五位，但我国人均水资源的具有量却远远落后于其他国家，位居世界八十位之后，所以我国十分缺水，而电厂的耗水量却相对较大。为使电厂排水系统的故障问题得到有效解决，需杜绝水侧漏、损失等问题，减少取水量，使水的重复利用率和排水系统工作效率得到提升，并使发电耗水率得到有效的降低。本文主要对电厂排水系统分类与使用情况等方面进行了一定的论述，并提出了几点看法。总的来说，电厂必须依据自身实际，以节水效果、经济效率等方面为出发点，对排水系统进行合理有效的改造。

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