本文分析了火力發電廠典型用水、排水系統及其水質、水量，介紹了傳統及新興的節水技術實施要點，重點介紹了循環排污水、化學水處理系統自用水回收利用及脫硫廢水處理深度處理工藝，對火力發電廠節水工作具有參考價值。


1 引言

水資源是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源，是社會經濟可持續發展、維系生態平衡與和諧環境的重要基礎。電力工業是國民經濟基礎產業和重要能源行業，全國發電總裝機容量中，火力發電占70%以上，火力發電用水量占全部工業用水量的40%，由于火力發電廠用水量大，水的問題已成為北方地區建設、發展電力工業的制約因素。DL5000《火力發電廠設計技術規程》、GB/T18916.1《取水定額》及DL/T783《火力發電廠節水導則》的頒布實施，對指導火力發電廠規劃、設計、施工及生產運行的節水工作具有重要意義。

2 火力發電廠典型用水、排水系統及水質、水量分析

2.1火力發電廠典型用、排水系統

火力發電廠按用、排水單元分為循環(輔機)冷卻水系統、鍋爐補給水系統、水力沖灰(渣)系統、生活水系統、消防水系統、含煤廢水系統、含油廢水系統、凝結水精處理系統、脫硫系統、干灰(渣)加濕系統、廠區綠化系統、機組排水(機組檢修、機組啟動、鍋爐排污及汽水取樣排水等)系統、空氣預熱器沖洗及鍋爐化學清洗排水等。火電廠典型用、排水按是否經常性分為經常性用、排水和非經常性用、排水。由于鍋爐干灰(渣)節水技術地應用及資源綜合利用，鍋爐水力沖灰(渣)系統基本取消，鍋爐濕法脫硫用水、鍋爐干灰(渣)加濕及含煤廢水系統存在于燃煤電廠中。

2.2、火力發電廠典型用水、排水水質、水量分析

2.2.1 循環冷卻水系統

循環冷卻水系統主要用于冷卻凝汽器排汽，分為濕式冷卻和干式冷卻。干式冷卻節水效果明顯，耗水量僅為濕式冷卻的 1%-2%，在缺水地區常被采用。在水資源豐裕地區，常采用濕式冷卻。一般情況下，濕式循環冷卻水補充水采用地表水或城市再生水，由于循環補水量約占電廠總用水量80%以上，為節約水資源，鍋爐采用干除灰(渣)技術，循環水設計濃縮倍率在3.0-3.5之間。地表水或城市再生水經濃縮后，其含有大量鹽類、懸浮物、微生物及其粘泥、水質穩定及殺菌劑、結垢及腐蝕性離子等雜質，成分復雜，處理難度大。

2.2.2 鍋爐補給水系統

鍋爐補給水系統是火力發電的必備系統，主要用于補充熱力系統汽水循環中的正常損失，其用量約占電廠總用水量5%-15%，與機組容量、是否供熱及其大小以及供熱疏水是否回收等因素有關。由于化學水處理設備在運行過程中需要排污、反洗及再生等會消耗一部分水，稱之為化學水處理系統自用水，其水量大小與化學水處理系統水源、水處理工藝、設備選型及運行管理水平等因素有關，若使用地表水或循環排污水作為化學水處理水源，其典型水處理工藝流程為混凝澄清→過濾→疊片過濾→超濾→反滲透→一級除鹽→二級除鹽，化學水處理系統自用水率在30%-55%。不同設備自用水水量及水質特點參見表1。

2.2.3 生活水系統

電廠生活用水主要包括職工食堂、浴室、沖廁等，用水量與每個電廠的實際情況有關，包括職工的人數及是否對家屬區供水等。一般情況下廠區生活水用量為5t/h-10t/h，排水主要包括懸浮物、有機物、氨氮、細菌等雜質。



2.2.3 含煤廢水

含煤廢水存在于燃煤電廠，主要包括儲煤場及輸煤棧橋衛生清掃排水，水量約為15t/h-20t/h，排水主要包括懸浮物、有機物、氨氮、色度等雜質。

2.2.5 含油廢水

含油廢水主要包括變壓器事故油池隔油排水、油庫區事故油池隔油排水及機組檢修排水等，水量約為5t/h-10t/h，排水主要包括輕柴油、變壓器油、透平油等雜質。

2.2.6 凝結水精處理系統

汽輪機組的凝結水精處理系統，應根據鍋爐和汽輪機組型式及其參數、冷卻水水質等因素確定，其系統設計執行DL/T5068《發電廠化學設計技術規程》有關規定。凝結水精處理系統包括除鐵和除鹽裝置，其自用水包括除鐵裝置反洗及除鹽裝置再生排水，排水量很小，主要包括懸浮物、鹽類及膠態鐵雜質，pH在2.0-11.0之間。

2.2.7 脫硫用水

SO2是大氣環境的主要污染物之一，其主要來源為火力發電機組。為防止大氣污染，新建、改建和擴建的燃煤鍋爐SO2排放滿足GB13223《火電廠大氣污染物排放標準》要求。燃煤電廠煙氣脫硫技術按脫硫過程是否加水和脫硫產物的干濕狀態，可以分為濕法，半干法和干法，由于濕法脫硫工藝SO2脫除效率高而常被采用。

脫硫系統用水主要包括工藝水及工業水，工藝水主要用于漿液制備及吸收塔除霧器、GGH沖洗，以補充鍋爐煙氣水滴攜帶及為維持脫硫吸收塔內漿液氯離子含量的廢水排放。工業水主要用于轉動設備冷卻及脫硫石膏水沖洗，其排水一般均回用于脫硫系統。

脫硫工藝及工業用水量與鍋爐參數、運行負荷、燃煤含硫量、排煙溫度等因素有關，一般占電廠總用水量10%-15%。脫硫工藝水對水質要求不太嚴格，脫硫廢水主要含有懸浮物、重金屬、氟化物及鹽類雜質。

2.2.8 鍋爐干灰(渣)加濕或事故灰場噴灑

目前，一般燃煤電廠鍋爐采用干除灰(渣)技術，在經濟發達地區，鍋爐灰(渣)全部綜合利用，在經濟欠發達地區，鍋爐灰(渣)綜合利用率低，需要建設事故灰場。為防止鍋爐干灰(渣)運輸或灰場揚塵，需要干灰(渣)加濕或灰場噴淋降塵。鍋爐干灰(渣)加濕或事故灰場噴灑水質要求懸浮物≤10mg/L，需用水量約5t/h。

2.2.9 廠區綠化

廠區綠化水質應滿足GB/T 18920《城市污水再生利用城市雜用水水質》質量標準，水量一般為5t/h。

2.2.10 機組排水

機組排水為非經常性排水，包括機組檢修、機組啟動、鍋爐排污及汽水取樣排水、空氣預熱器沖洗及鍋爐化學清洗排水等，水量少，水質差別大。機組檢修用水主要包括凝汽器灌水查漏、設備試運等，機組啟動用水主要包括熱力系統水沖洗、啟動初期不合格排水等，主要使用化學除鹽水，水質較好;鍋爐排污及汽水取樣排水為機組正常運行期間排水，水質好;空氣預熱器沖洗一般在機組檢修期間進行，其主要雜質為懸浮物，鍋爐化學清洗一般在機組A級檢修期間進行，排水量與鍋爐型式、參數及化學清洗工藝有關，每臺次排水在2000t-5000t，其主要雜質為懸浮物、有機物、重金屬、酸堿及氨氮等。

3 火力發電廠節水技術

火力發電廠節水主要通過下列途徑來實現：一是采用節水型設備系統，二是合理使用水資源，三是充分回收各種廢水，重復利用。