某燃氣電廠水平衡測試及節水建議

文_殷杰 江蘇華電吳江熱電有限公司

我國是一個水資源嚴重匱乏的國家，人均水資源占有量僅約2500m3，為世界人均占有量的1/4。火力發電廠是用水、排水大戶，火電用水占工業用水總量的40%，從經濟運行和可持續發展出發，加強火力發電廠用水技術管理、節約用水、減少廢水排放具有重要而深遠的意義。

某燃氣電廠一期建設2 套GE 公司9E（PG9171E）型燃氣-蒸汽聯合循環熱電聯產機組，總裝機容量為2×186MW，裝機方案采用“一拖一”分軸型式，由（9E）型重型單缸設計的燃氣輪機、雙壓無補燃、懸吊臥式、正壓運行、自然循環鍋爐，鍋爐采用室外布置。燃氣輪機及其輔助系統采用GE 公司設備；蒸汽輪機及其輔助系統采用南京汽輪機廠設備；余熱鍋爐包括鍋爐本體、煙道、煙囪等，采用哈爾濱703 所設備。水系統由循環水、化學水處理、生活水和消防水等系統組成。生產用水及消防用水的取水水源主要為運河水；生活用水為市政自來水。

1 燃氣電廠水平衡測試

1.1 試驗目的

通過水平衡試驗，對該燃氣電廠各種取、用、排、耗水量進行測量，分析全廠水量分配、消耗及排放之間的平衡關系，查清電廠用水現況，正確地評價電廠的用水水平，為電廠制定出合理的單位發電量取水量、耗水量等定額指標和有效的用水規劃以及切實可行的節水技術措施提供依據。提出下一步節水措施，實現節水降耗的目的。

1.2 試驗標準及方法

水平衡測試依據GB/T 12452-2008 《企業水平衡測試通則》、DL/T 606.5-2009《火力發電廠能量平衡導則 第5 部分：水平衡試驗》、DL/T 783-2001《火力發電廠節水導則》、GB/T 18916.1-2012《取水定額 第1 部分：火力發電》、GB/T 50102-2014《工業循環水冷卻設計規范》、DL/T1052-2016《電力節能技術監督導則》測試必須在機組的常規運行工況下進行，且機組的發電負荷應占全廠總裝機容量的80%左右。

現場運行表計和水表應經過校驗，管徑不大于250mm 精度為2.5 級，管徑大于250mm 精度為1.5 級；有計量表計的三級用水系統要定時檢查記錄。當采用輔助方法測量時，要選取負荷穩定的用水工況進行測量，平行測量次數不少于3 次，最終取其平均值。

1.3 試驗內容

按照燃氣電廠的實際情況進行全廠水平衡測試體系劃分，確定測試對象和范圍。根據現場勘察結果，將全廠用水系統劃分為七個子系統并對實際取水、用水、排水等情況進行統計，見表1、表2。

表1 某燃氣電廠全廠各類用水情況分析

表2 某燃氣電廠全廠各類用水情況分析

2 結果評價及各系統用水分析

測試期間，2 臺機組平均發電負荷為306MW，約占燃氣電廠全廠總裝機容量的85%，滿足試驗負荷要求。燃氣電廠全廠平均單位發電量取水量1.53m3/(MW·h)，優于GB/T18916.1-2012的要求；復用水率96.61%，符合標準DL/T1052-2016 的要求。全廠循環水率94.50%，損失水率70.55%，排放水率26.72%，廢水回用率8.59%。

2.1 原水預處理系統

燃氣電廠原水預處理系統新鮮取水量為445.7m3/h，排放水量為25.5m3/h，其中包括向外供水19.0m3/h，系統出水主要作為機力塔補水、鍋爐補給水處理系統補水和消防水系統補水，新鮮水補水量為445.7m3/h，占總取水量的99.74%。原水預處理系統不平衡率為1.06%，符合DL/T 606.5-2009 不大于4%的規定值，表明系統嚴密性較好。

2.2 鍋爐補給水處理系統

鍋爐補給水處理系統來水為原水預處理系統出水，其平均流量為169.4m3/h，其排放水量為41.7m3/h，除鹽水系統制水率為70.3%，自用水率為29.7%。系統不平衡率為3.30%，符合DL/T 606.5-2009 的不大于4%的規定值，表明鍋爐補給水處理系統嚴密性較好。

2.3 熱力系統

熱力系統來水為鍋爐補給水處理系統出水，其平均流量為119.1m3/h，系統消耗水量為11.9m3/h，向外供汽為107.2m3/h，新鮮水補水量為0.0m3/h，鍋爐補水率為2.10%。

2.4 生活及消防水系統

燃氣電廠生活水來源為市政自來水，消防水來源為原水預處理系統出水。其中，生活水流量為1.1m3/h，消防水補水流量為1.5m3/h。生活及消防水系統消耗水量為1.6m3/h，排放水量為1.0m3/h，新鮮水補水量為1.1m3/h，占總取水量的0.26%。

2.5 閉式水系統

閉式水系統補水流量為0.8m3/h，閉式水循環流量為1167.2m3/h，貓爪、EH 油回油和凝泵軸冷卻水流量為26.0m3/h，取樣架冷卻水流量為57.7m3/h，燃機冷油器冷卻水流量為236.1m3/h，火檢和透平腿支撐冷卻水流量為122.9m3/h，燃機空冷器冷卻水流量為730.5m3/h，高壓給水泵冷卻水流量為20.1m3/h。系統不平衡率為2.23%，符合DL/T606.5-2009 的不大于4%的規定值，表明閉式水系統嚴密性較好。

2.6 開式水系統

開式水系統水源為循環水，開式水換熱后全部返回機力塔水池，整個系統無消耗無外排。

2.7 循環水系統

循環水系統補水為原水預處理系統出水，補水流量為260.8m3/h，蒸發損失水量為192.0m3/h，風吹損失水量為16.0m3/h，排污損失水量為49.1m3/h，循環水濃縮倍率為2.5 左右，不符合濃縮倍率不小于5.0 的要求，導致循環水排污量較大。

3 節水管理建議

3.1 建立經濟可靠的廢水處理設施

對燃氣電廠全廠廢水合理回用，建議對過濾器沖洗水、超濾反滲透反洗水等回收利用對于回用成本過高的廢水，根據環保相關政策要求，實現達標排放。

3.2 提升循環水濃縮倍率

燃氣電廠循環冷卻水濃縮倍率約為3.5，按照DL/T1052-2016《電力節能技術監督導則》的要求，采用地表水作為循環水系統補充水時，循環水的濃縮倍率應不小于5.0。當循環水濃縮倍率提升至5.0 時，循環水系統的補水量為240.0m3/h，排污水量為20.3m3/h，可以減少新鮮水取水量20.8m3/h。

4 結語

某燃氣電廠通過本次全廠水平衡試驗，掌握了電廠用水現狀和各水系統用水量之間的定量關系。確定該燃氣電廠節水的關鍵在于提高廢水綜合利用率并降低循環水的排水量，可通過提高循環水的濃縮倍率來實現，實施節水措施和節水工程后，可大大獲得節水收益。