火電廠節水技術路徑與管理措施探討

陳溫良

大唐鞏義發電有限責任公司，河南鞏義 451261

我國水資源相對匱乏，而國內的火電廠用水量每年占比達到工業用水的一半，排出的廢水量巨大。耗水量過大不僅讓火電廠的生產成本提高，同時排出的廢水不利于環境保護，隨著環保標準的進一步提高，火電廠深度節水技術使得水資源在電廠內最大限度的使用和回收，盡量減少廢水排放量。通過提高循環水的濃縮倍率、加大對中水的處理力度、實現凝結水精的優化處理技術等措施，大大減少廢水排放量，對于火電廠的運營效益有著重要意義，同時也對環境保護有著不可估量的作用。

1 節水技術關鍵環節

1.1 循環水高濃縮倍率運行

循環水濃縮倍率是火電廠節水的重要環節，提高其倍率，不僅對于節約用水有決定性的意義，同時還可以降低循環水系統的污水排放量。目前，西方發達國家的循環水系統的濃縮倍率基本維持在7左右，個別國家的先進系統能夠達到零排污，而我國火電廠的循環水濃縮倍率卻只有4左右，技術水平有待進一步的提高[2]。提高循環水濃縮倍率的關鍵技術，是控制科學控制水中碳酸鹽含量，通過加酸、RO反滲膜過濾、樹脂離子交換等方式達到目的，而后在加入一定比例的阻垢劑和緩蝕劑，進一步保證水系統的循環保持穩定。

（1）加酸處理。進過技術發展，現階段我國大部分的火電廠通過在循環水中加酸的方式進行處理，通過加酸來中和水中的堿性離子，從而控制水體的酸堿值，達到提高循環水濃縮倍率的目的。粗濾估算中等產能的火電廠，通過加酸中和的技術手段，年節約經費可達百萬元之多。

（2）石灰軟化、RO反滲膜預處理。我國北方地區的水中，鈣離子含量高水質硬，在工業用水投入到循環系統使用之前，投入適量的石灰對水進行軟化的預處理，在輔助加酸處理控制沉淀產生，能夠取得較好的效果，能夠將循環水的濃縮倍率維持在相對穩定的狀態。而通過RO反滲膜的處理，將水進行脫鹽、滅菌等一系列的預處理，可以在源頭上控制水質，達到甚至高于火電廠的用水標準。

（3）弱酸性離子樹脂處理。當前技術條件下，火電廠實現“零排放”多采用弱酸樹脂軟化技術，來降低循環水中的碳酸鹽含量，從而提高循環水濃縮倍數。同時在循環過濾系統中，合理加入阻垢劑、殺菌劑等，防止結垢和微生物的繁殖，能夠取得較高的技術性價比。

1.2 提高中水的深度處理技術

中水也被稱為再生水，介于污水與自來水之間，是城市污水、廢水經過一定處理后達到國家標準，能夠在一定的范圍內使用。中水的再利用，對于解決水資源短缺，城市污水量日益增多有著重要的意義。對于水資源短缺的地方，或是城市規模較大、廢水排放量多的城市，加深中水處理技術，能夠對水資源最大限度的循環利用有著重要意義。火電廠的中水回用，是節水減排的重要手段，中水中的大量磷、氯、氨氮離子和有機物，都會對管道和設備產生巨大的危害。而我國的中水回收利用的起步晚，但技術發展較為迅速。當前我國國內城市的中水處理是物理處理同生物處理相結合的工藝，同時也設計有RO反滲膜處理。

對于北方地區水質較硬的二級出水，可以加入一定比例的石灰，混合吸附水中的磷和有機物等。在通過改造凝汽系統后，火電廠將自身排出二級污水經過深度處理后，通過冷凝系統將凈化后的水冷去作為系統的補充用水[1]。通過澄清和V型過濾池、二氧化氯消毒后的中水，其水質能夠達到火電廠水循環系統的使用標準，這樣的水循環使用系統，不僅緩解了其用水供給的矛盾，也會大大降低企業的運營成本。對于水質不夠理想的二級出水，可以額外添加生物濾池來降級氨氮及COD的含量。

隨著超濾反滲膜工藝的普及，膜產品的價格逐年降低，使得超濾可以在水過濾工藝中廣泛應用。反滲膜工藝可分為兩種，即為壓力式和浸沒式。浸沒式超濾是將濾膜直接接觸中水，將整膜直接放入需要過濾的水中，使用過濾泵抽吸的模式工作，從而達到水中溶解物和液體分離的目的。浸沒式過濾具受水質影響不大，水量波動對膜功能影響小的特點，產出的過濾水具有水質穩定的特點，現階段已經成為市場的主流。浸沒式的超濾能夠去除水中90%以上的內溶解物[2]，能夠滿足火電廠水循環系統中補充用水的進水要求，效果顯著應用前景廣闊。

1.3 凝結水深度處理

凝結水的深度處理也是優化系統中水循環的重要步驟，合適的樹脂再生分離技術是其中的技術要點。國內現階段的技術主流是采用混床+錐斗分離法，或者是混床+高塔分離法，二者有各自的優缺點，在選擇的時候應根據實際條件合理選擇，以期達到最優配置[3]。凝結水深度處理的大力推廣，越來越受到更多火電廠的關注。因此，不僅可以大幅度降低酸堿消耗量，同時能夠減少廢水的排放量，及各種鹽類的產生。

2 關鍵環節管理

2.1 節水基礎措施管理

電廠應成立以總工程師為領導的小組，成立水務管理組，全面管理整個電廠的水務工作。積極引進成熟的新技術，優化廠內的水循環工藝，合理的利用廠內廢水，減少廢水的排放量；在全長范圍內制定用水管理制度，全面掌握各部門的用水情況，若條件許可的情況下，對用水情況記入績效考核的范圍；設置專門的負責人，定期校正水表，保證其計量數字的準確。定期的巡查，預防滴漏造成的浪費；開關水務管理的專題會議，讓全體員工都有節水意識。對于廠內水循環組的工作人員，要提高其成本管理意識，力求以最低的耗水量滿足生產用水。

2.2 合理優化設備的使用

在火電廠的水循環系統中，鍋爐的排污是否徹底決定了補水量的不同。進入鍋爐前的水，經過脫鹽處理，及冷凝節水深度處理后，將水質的硬度大大降低，能夠讓熱力系統的水汽品質達到較高的質量。通過熱力化學的實驗，檢測鍋爐的排污能力，及時科學進行的調整，將排污的方式改為間歇式或是低流量連續開啟，將有效的減少水量的損耗和鍋爐的熱損失；對于耗水量巨大的部門，將其廢水冷卻后回收利用，對于直排式的用水部門的排水回收，建立新的冷卻池，配備數量合理的循環水泵，實現排水冷卻在利用，有效地減少水資源的消耗量；控制閥門的內漏，電廠內的管道眾多，因此要有數量可觀的閥門，內漏問題普遍存在。電廠應采用先進的技術，定期排查，最大限度地控制閥門的內漏問題。

2.3 除鹽系統應依靠計算機控制

很多火電廠的鍋爐除鹽系統，都是依靠人工計算，手動添加除鹽劑操作，其過程難免存在問題。在條件容許的情況下，應引入先進的科學系統，實現整條水循環系統的實時監控，依靠計算機采樣，及時分析水質變化，從而能夠精準的投放除鹽劑。不僅能夠減少除鹽劑的使用，減少因樹脂失效滯后更換，造成的自用水量的增加，精準有效控制生產成本[4]。

2.4 優化設備冷卻用水和生活用水管理

通過統計計算出全廠需要采用水直接冷卻的設備，加強日常的管理，應做到“開機走水，關機關水”，杜絕流水不停的情況。火電廠的生活用水應專門設計管道，同工業用水區分管道獨立供應。

2.5 水質預先處理

不同地區的水質不盡相同，很多火電廠的用水需要預處理，經過預處理，廢水大部分直接排放，在沒有濾池空氣擦洗時，其懸浮物會存在超標的情況，既不利于環境保護，也極大低浪費了水資源。將水質預處理系統進行科學改造，使制水后的廢水進行回收利用，用于綠化或是路面的清洗，提高水資源的利用率。

3 結語

綜上所述，伴隨著火電廠的產能擴大，水資源的不斷匱乏，節水減排是所有火電廠必須直接面對的問題，不同地區的企業應根據自身所處客觀環境，采用物化處理的中水回收技術，以此減少有機物和氨氮等元素的排放量；反滲透膜的價格逐步降低，因過濾高效、性價比高的特點，值得借鑒使用，同時加強廠內水資源循環再利用，改進水汽循環系統，也能夠大大提高企業的經濟和社會效益。提高循環水濃縮倍率是節約水資源、降低運營成本的關鍵步驟，我國的技術正在飛速發展，提供了技術上的保證。企業的管理人員，應提前布控緊跟時代潮流，做好水循環的再利用，不僅對提高企業的經濟效益有著重要意義，對于企業系統的安全穩定生產的有力保證。也是符合國家環保政策，保證社會長久發展的有力舉措，值得大力的推廣應用。