論電廠排水系統(tǒng)的優(yōu)化與節(jié)水建議

王高風(fēng)

(山東電力建設(shè)第一工程公司,山東濟(jì)南 250131)

論電廠排水系統(tǒng)的優(yōu)化與節(jié)水建議

王高風(fēng)

(山東電力建設(shè)第一工程公司,山東濟(jì)南 250131)

電廠的系統(tǒng)主要是依靠設(shè)備提供的冷卻用水進(jìn)行相關(guān)運(yùn)作,其耗水量相對較大,所以電廠排水問題至關(guān)重要。如果排水系統(tǒng)不夠可靠,就可能引發(fā)引起一些重大事故,對電廠的安全與運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅。

冷卻水系統(tǒng) 排水系統(tǒng) 改造 節(jié)水措施

1 引言

我國作為一個缺水國家，在西北、東北以及華北等煤炭資源較為豐富的地區(qū)，水資源短缺問題相對嚴(yán)重。另外，環(huán)境污染的問題也使得水質(zhì)出現(xiàn)日益惡化的現(xiàn)象。電廠是用水大戶，想要持續(xù)運(yùn)行就需要大量的水資源。同時，電廠也是排水大戶，污廢水的外排不利于可持續(xù)發(fā)展與水環(huán)境保護(hù)。因此，電廠生存與發(fā)展的關(guān)鍵之處就是節(jié)水與優(yōu)化排水系統(tǒng)。

2 電廠排水系統(tǒng)分類

2.1 開式排水系統(tǒng)與閉式排水系統(tǒng)

電廠的排水系統(tǒng)一般分成開式排水系統(tǒng)與閉式排水系統(tǒng)，其中開式排水系統(tǒng)的主要特點(diǎn)包括應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單、所需設(shè)備的價格低廉、冷卻水溫度無需太高以及投資相對較少等，但其對水質(zhì)的要求十分嚴(yán)苛;閉式排水系統(tǒng)的主要特點(diǎn)包括投資設(shè)備較高與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜等，但可應(yīng)用大多數(shù)的水質(zhì)。

2.2 半閉式排水冷卻水系統(tǒng)

半閉式排水系統(tǒng)的主要組成部分包括水換熱器、實(shí)施油冷機(jī)以及電泵潤滑油等，因排水系統(tǒng)進(jìn)水口處在相對較高的位置，使得回水壓頭壓力通常遠(yuǎn)小于排水壓力，無法有效滿足系統(tǒng)工藝流程所需。在一般情況下，半閉式排水冷卻水系統(tǒng)使用的水資源是除鹽水外的一次水，然后通過閉式冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻處理。每一臺半閉式排水冷卻水系統(tǒng)的工作機(jī)器，都有裝循環(huán)水泵、水換熱器以及升水水泵等，其作用是進(jìn)一步提升排水系統(tǒng)工作的效率。

2.3 全開式排水冷卻水系統(tǒng)

在全開式的排水冷卻系統(tǒng)中，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作為一個最重要的部位，對主機(jī)定冷油器與小機(jī)器等儀器主要是采用將二次利用水作為水源，以便為排水系統(tǒng)節(jié)約較多的水資源。

3 電廠排水系統(tǒng)的使用情況與優(yōu)化要求的影響

3.1 電廠排水系統(tǒng)的使用情況

3.1.1 電廠冷卻水

電廠冷卻水在汽輪冷油機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用，其中用水較多的幾個環(huán)節(jié)主要包括冷卻水封水過程與熱交換流程等。在一般情況下，表面冷卻不會對冷卻的水質(zhì)情況產(chǎn)生影響，可在完成吸熱過程中由熱交換器進(jìn)行回收，以備下一次的利用。混合式冷卻水即復(fù)雜式冷卻水會將一部分水資源進(jìn)行直接的消耗，而這個過程則是閉式排水系統(tǒng)的主要耗水位置。另外，在電場冷卻水的過程中，也有因未能及時回收部分高質(zhì)量設(shè)備使用過的冷卻水，致使其在排水階段就直接從地溝中被排走，造成大量消耗的問題。

3.1.2 開式排水系統(tǒng)

凝氣機(jī)冷卻水系統(tǒng)作為開式排水系統(tǒng)中的總要組成部分之一，在電廠機(jī)構(gòu)中的耗水量最多。這主要是因?yàn)樵撛O(shè)備擁有電廠主要耗水的多個流程，依次是蒸發(fā)、吹風(fēng)與排污。簡要來說，在電廠排水系統(tǒng)的總耗水量中，蒸發(fā)一般會占據(jù)2%，如果是建設(shè)在我國北方一些地區(qū)的電廠，這一數(shù)值還將有所提升;在電廠排水系統(tǒng)的總耗水量中，吹風(fēng)這一環(huán)節(jié)則大約要占到0.2%，倘若沒有刨除排水器還可提高0.3%至0.5%左右;排污作為最后一個流程，在電廠排水系統(tǒng)的總耗水量中所占的百分比需依據(jù)電廠設(shè)備新舊與實(shí)際應(yīng)用水濃縮率等要素，進(jìn)行相關(guān)的測定工作。就目前來說，我國電廠在這一過程中的耗水量大約占1%左右。

3.1.3 排水與沖洗灰渣

電廠特別是燃煤電廠使用灰渣的情況主要和灰的總生產(chǎn)量有所聯(lián)系，而灰場損失滲漏與蒸發(fā)也會直接影響到?jīng)_洗灰渣的系統(tǒng)。與此同時，沖洗灰渣的情況也和煤的種類有關(guān)。在電廠運(yùn)行的過程中，雖然灰分的熱值相對較高，但其成分相對較低，因而產(chǎn)灰量無法對之后的工作流程進(jìn)行有效維持。舉例來說，某電廠一年使用的煤料約為140萬噸，其產(chǎn)灰量則約為每小時70噸。灰水比為1：4，通過計(jì)算可以得出電廠中水的回收利用率為30%左右。由此可以得知，如果電廠中灰水比的最初估計(jì)值較低，就容易導(dǎo)致灰場缺失滲漏與蒸發(fā)等問題的產(chǎn)生。

3.2 優(yōu)化要求對排水系統(tǒng)的影響

3.2.1 最大效益優(yōu)化法

電廠排水系統(tǒng)應(yīng)用的水稱為“冷卻水”，而冷卻水將采取收費(fèi)措施。為使獲取的效益實(shí)現(xiàn)最大化，就必須充分考慮冷卻水價格的問題，列出關(guān)于汽輪器的輸出功率與冷卻水在開式和閉式時進(jìn)行的補(bǔ)水率等因素的公式。在無條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或者條件不明確時，電廠排水系統(tǒng)存在的不確定性就會顯現(xiàn)出來，因此需要依據(jù)長時間的工作數(shù)據(jù)，將凝氣機(jī)冷卻水用量計(jì)算出來。

3.2.2 綜合性耗煤成本法

在冷卻水溫恒定的前提下，依據(jù)電廠排水系統(tǒng)相應(yīng)的構(gòu)件組成方式，能夠使排水系統(tǒng)各個設(shè)備荷載的穩(wěn)定性得到一定的保證，使排水系統(tǒng)過程中的水流量問題得到改變，并由此使綜合性耗煤的成本得到有效的降低。這一結(jié)果除了能使排水流量的取值范圍設(shè)定到最佳，還能為電廠節(jié)約一大部分的資金。只要依據(jù)耗煤發(fā)電率、標(biāo)準(zhǔn)煤價與綜合性耗煤的成本率等建立起相關(guān)的公式，就能為電廠排水系統(tǒng)日后的應(yīng)用打下較為良好的基礎(chǔ)。因此，綜合性耗煤成本法在我國電廠排水系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，以后也將成為排水系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)則之一。另外，最大效益優(yōu)化法也逐漸受到大家的認(rèn)可。合理結(jié)合最大效益優(yōu)化法與綜合性耗煤成本法，對解決電廠排水系統(tǒng)故障有著一定的幫助與指導(dǎo)作用。

4 節(jié)水措施建議與改造電廠排水系統(tǒng)的方法

4.1 節(jié)水措施的幾點(diǎn)建議

4.1.1 電廠廢水的回收利用

回收利用工業(yè)廢水、生活污水以及冷卻塔排污水，可將其作為冷卻塔循環(huán)水所需的補(bǔ)給水，使電廠的耗水量得到很大程度的降低。另外，射水池溢水、消防水池溢水與電廠的灰渣水等在經(jīng)過相應(yīng)的處理后，水質(zhì)較好的也能作為冷卻塔循環(huán)水的補(bǔ)給水;水質(zhì)較差的工業(yè)廢水、含油廢水與化學(xué)污染水則可用于沖煤灰場的噴淋水與調(diào)濕灰用水等，其作用主要是減少低污染水排放的損失，使回收利用率得到進(jìn)一步的提高。

4.1.2 城市中水的回收利用

將城市中水作為電廠補(bǔ)給水源進(jìn)行回收利用，可以使新鮮水資源得到有效節(jié)約，并使污水排放得到進(jìn)一步的減少，因而特別適用于一些水資源短缺的地區(qū)。

4.1.3 海水冷卻的直接利用

在海邊的電廠可直接對海水進(jìn)行利用，將其作為冷卻水。就目前來說，部分電廠已采用海水淡化工藝，使生產(chǎn)與生活用水得到了有效解決。

4.1.4 除灰系統(tǒng)節(jié)水

因濕式除灰系統(tǒng)有著較大的耗水量，在有條件的新建電廠中可首先選擇干除灰的方法，濕式除灰系統(tǒng)則需盡量保證閉路循環(huán)。另外，火電廠在采用灰渣分排時可節(jié)約的沖灰水約40%，這在一定程度上也有利于綜合利用灰渣。

4.2 電廠排水系統(tǒng)的改造

4.2.1 改造系統(tǒng)種類

為使傳統(tǒng)電廠排水系統(tǒng)存在的一些缺陷與不足得到有效改良，可通過應(yīng)用電子系統(tǒng)的方式來優(yōu)化電子體系，對系統(tǒng)種類進(jìn)行改造。具體來說，首先，我國在對國外先進(jìn)脫硫技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行引用的時候，必須確保閉路循環(huán)排水的相關(guān)要求得到充分滿足，進(jìn)一步加強(qiáng)電廠在排水時的管理與監(jiān)督，盡可能地從副產(chǎn)品或者廢品中獲取其中的水資源。真正的脫硫技術(shù)必須擁有接受廢水系統(tǒng)與耗水系統(tǒng)等，以便簡化工藝;其次，在電廠排水系統(tǒng)工作前，必須先對水進(jìn)行相關(guān)的預(yù)處理，使原本的工藝模式得到有效改造，然后通過不斷的實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新尋找出相對合適的水質(zhì)控制劑，使電廠排水系統(tǒng)故障得以避免發(fā)生。

4.2.2 處理末端廢水

就目前來說，我國電廠處理末端廢水的主要方法包括相應(yīng)、專門的干燥機(jī)與設(shè)備蒸發(fā)處理這兩個。然而，這些方法通常存在工作成本較高的問題。為使這類問題得到有效解決，需要選擇更為合適的場所，例如蒸發(fā)池。具體來說，可以通過排水系統(tǒng)把主要的一些殘?jiān)潭ㄅc少量較高濃度的廢水運(yùn)送至蒸發(fā)池，待蒸發(fā)池中的大量水分逐漸損失掉后，可將固定物質(zhì)帶走再進(jìn)行填平工作。不過，蒸發(fā)池?zé)o法有效完成循環(huán)系統(tǒng)的部分工作，還需建造廢水池或者蓄水池等，并通過重復(fù)使用、分級管理等原則，確保廢水實(shí)現(xiàn)真正的零排放。

5 結(jié)語

根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，盡管我國水資源總的具有量是世界第五位，但我國人均水資源的具有量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他國家，位居世界八十位之后，所以我國十分缺水，而電廠的耗水量卻相對較大。為使電廠排水系統(tǒng)的故障問題得到有效解決，需杜絕水側(cè)漏、損失等問題，減少取水量，使水的重復(fù)利用率和排水系統(tǒng)工作效率得到提升，并使發(fā)電耗水率得到有效的降低。本文主要對電廠排水系統(tǒng)分類與使用情況等方面進(jìn)行了一定的論述，并提出了幾點(diǎn)看法。總的來說，電廠必須依據(jù)自身實(shí)際，以節(jié)水效果、經(jīng)濟(jì)效率等方面為出發(fā)點(diǎn)，對排水系統(tǒng)進(jìn)行合理有效的改造。

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