火力發(fā)電廠水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營

袁 弘 孫 利 劉政修 湯自強(qiáng) 梁 浩 趙瀟然 梁國杰

（1. 京能盛樂熱電有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 011518；2. 北京京能能源技術(shù)研究有限責(zé)任公司，北京 100022）

0 引言

水資源是基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，是社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、維系生態(tài)平衡與和諧環(huán)境的重要基礎(chǔ)。全國發(fā)電總裝機(jī)容量中，火力發(fā)電用水量占全部工業(yè)用水量的20%。火力發(fā)電廠用水量大，水的問題已成為北方地區(qū)建設(shè)、發(fā)展電力工業(yè)的制約因素，因此，做好火力發(fā)電廠水資源的高效管理十分必要。

2015年04月，國務(wù)院頒布了《水污染防治行動計(jì)劃》（水十條），提出了水污染防治的總體要求，并制定了2020～2030年工作目標(biāo)及主要指標(biāo)。2018年《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》提出，著力打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)。2021年政府工作報(bào)告要求加強(qiáng)污染防治和生態(tài)建設(shè)，持續(xù)改善環(huán)境質(zhì)量，鞏固藍(lán)天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)成果。

開展火力發(fā)電廠深度節(jié)水，實(shí)現(xiàn)水資源智慧管控，實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放，高度契合國家政策，是應(yīng)盡的社會責(zé)任，并關(guān)系到企業(yè)的生存和可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

傳統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)現(xiàn)在面臨著嚴(yán)峻的經(jīng)營壓力，必須創(chuàng)新生產(chǎn)、經(jīng)營管理模式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及經(jīng)營的智慧化。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)不斷發(fā)展，以信息技術(shù)為手段，以完備合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)決策，實(shí)現(xiàn)電廠智慧化是電力行業(yè)深化改革和適應(yīng)電力市場形勢變化的必由之路。水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營作為智慧電廠的一部分，可實(shí)現(xiàn)全廠水資源精準(zhǔn)管控、降低發(fā)電綜合水耗、減少廢水排放、提高用排水系統(tǒng)安全運(yùn)行等，具有良好的經(jīng)濟(jì)、管理、安全、環(huán)保及社會效益[1]。

1 水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營管理系統(tǒng)建設(shè)總體思路

根據(jù)DL/T 1337-2014《火力發(fā)電廠水務(wù)管理導(dǎo)則》[2]及DL/T 5046-2018《發(fā)電廠廢水治理設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]，依據(jù)“水量、水質(zhì)平衡”，按照“梯級使用、清污分流”的原則，結(jié)合國內(nèi)外最新節(jié)水技術(shù)成果，通過全廠工業(yè)廢水綜合治理及水資源綜合利用，實(shí)現(xiàn)全廠深度節(jié)水及全廠廢水零排放，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行智慧水務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)，鞏固全廠節(jié)水成果，全面實(shí)現(xiàn)全廠水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營管理。

根據(jù)DL/T 606.5-2009《火力發(fā)電廠能量平衡導(dǎo)則第5部分 水平衡試驗(yàn)》[4]，基于全廠水（鹽）平衡測量原理及水務(wù)管理要求，完善在線熱工及化學(xué)儀表，搭建實(shí)時在線監(jiān)測體系及通訊網(wǎng)絡(luò)，完成實(shí)時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的可視化水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營管理平臺。

通過合理算法、模型開發(fā)及大數(shù)據(jù)分析等手段，進(jìn)行智慧調(diào)控與運(yùn)營管理系統(tǒng)軟件功能開發(fā)，實(shí)現(xiàn)水量（質(zhì)）指標(biāo)管理及在線評價、預(yù)警、診斷、優(yōu)化等主要功能。

水力發(fā)電廠水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營管理系統(tǒng)是一個集全廠用、排水系統(tǒng)運(yùn)行、指標(biāo)管控、效能分析、設(shè)備管理、成本控制、指標(biāo)預(yù)警（預(yù)測）及優(yōu)化等在內(nèi)的水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營綜合管理系統(tǒng)。

水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營管理系統(tǒng)主要功能包括：全廠一/二級水系統(tǒng)管控、全廠水/鹽平衡監(jiān)控、全廠水務(wù)管理報(bào)表、設(shè)備/指標(biāo)管理、全廠用/排水管網(wǎng)3D展示、主要指標(biāo)預(yù)警/診斷/優(yōu)化等。

2 水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營系統(tǒng)建設(shè)

2.1 水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示，水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營系統(tǒng)首頁功能如圖2所示。采購數(shù)據(jù)、應(yīng)用及接口服務(wù)器各一臺，數(shù)據(jù)服務(wù)器安裝在電廠安全二區(qū)，作為智慧水務(wù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器，在安全三區(qū)增加一臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，作為邊端智慧水務(wù)管理系統(tǒng)鏡像服務(wù)器，將應(yīng)用服務(wù)器安裝在電廠安全三區(qū)，可支持現(xiàn)場多人訪問系統(tǒng)。為保證網(wǎng)絡(luò)安全，相關(guān)位置設(shè)置正向隔離網(wǎng)閘，云邊系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸采用專線方式。

2.2 水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營系統(tǒng)功能

2.2.1 系統(tǒng)首頁

系統(tǒng)首頁功能類似于管理駕駛艙。在界面上主要展示水務(wù)管理參數(shù)、主要用水指標(biāo)實(shí)時分析、用水指標(biāo)圖表分析；關(guān)鍵用水監(jiān)測參數(shù)包括總用水量、循環(huán)水量、串用水量、復(fù)用水量、生產(chǎn)用水量、非生產(chǎn)用水量、汽水熱力循環(huán)量等智慧水務(wù)管理關(guān)鍵用水監(jiān)測參數(shù)，關(guān)鍵用水監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)為年度累計(jì)值；重要水務(wù)指標(biāo)實(shí)時分析包括全廠用水不平衡率、單位發(fā)電水耗、單位綜合發(fā)電水耗、全廠補(bǔ)水率、全廠汽水損失率、灰水比等智慧水務(wù)管理重要指標(biāo)，重要水務(wù)指標(biāo)數(shù)據(jù)顯示為實(shí)時，并可與行業(yè)內(nèi)平均值、限定值、先進(jìn)值、領(lǐng)跑值進(jìn)行對比分析，實(shí)時顯示比平均、比限定、比先進(jìn)、比領(lǐng)跑指標(biāo)值變化；用水指標(biāo)圖表以折線圖的方式展示單位發(fā)電水耗、單位綜合發(fā)電水耗、全廠補(bǔ)水率、全廠汽水損失率等指標(biāo)的小時周期變化值，即折線圖橫坐標(biāo)為天小時，展示當(dāng)天每小時變化曲線。系統(tǒng)首頁功能參如圖2-2所示。

2.2.2 二級系統(tǒng)監(jiān)控

將全廠水系統(tǒng)劃分為生產(chǎn)水供水系統(tǒng)、生活消防水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、主機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)、閉式循環(huán)水系統(tǒng)、熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)、中水深度處理系統(tǒng)、鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、廢水處理及回用系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)等。系統(tǒng)包括每個供水單元的水系統(tǒng)圖、取用水指標(biāo)、系統(tǒng)報(bào)警等信息。二級系統(tǒng)圖上有主要用水或供水設(shè)備、水量監(jiān)測表計(jì)實(shí)時數(shù)據(jù)、關(guān)鍵閥門狀態(tài)等。

二級系統(tǒng)頁面主要展示2D供水系統(tǒng)工藝流程圖、水務(wù)管理參數(shù)展示、水務(wù)管理水量對比分析、水務(wù)管理指標(biāo)圖表分析、表計(jì)瞬時流量歷史曲線圖。

以全廠供水系統(tǒng)工藝流程美工圖為載體，通過2D視角的平面工藝組態(tài)來監(jiān)測供水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，對進(jìn)出水位置、方向、流量等參數(shù)進(jìn)行圖形化表達(dá)。系統(tǒng)圖中的儀表可展示實(shí)時數(shù)據(jù)。

實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)供水總量等水量參數(shù)集中展示，默認(rèn)展示日數(shù)據(jù)，可根據(jù)智慧水務(wù)業(yè)務(wù)管理需要自由選擇時間段進(jìn)行查詢。

以柱形圖的形式實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)供水總量等水量參數(shù)對比情況，并與同期進(jìn)行對比分析，周期維度為日。

以折線圖的形式實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)水務(wù)指標(biāo)（含分系統(tǒng)用水不平衡率）數(shù)據(jù)分析結(jié)果展示，周期為日周期（即折線圖橫坐標(biāo)為天小時），多個指標(biāo)可通過選擇該區(qū)域指標(biāo)簽自由更換。

系統(tǒng)提供查詢供水系統(tǒng)表計(jì)瞬時流量歷史曲線功能，通過點(diǎn)擊頁面“水表曲線”按鈕，系統(tǒng)自動跳轉(zhuǎn)到歷史曲線功能頁，曲線頁集中展示供水系統(tǒng)圖中所有表計(jì)歷史流量曲線，可根據(jù)需要選擇全部表計(jì)同圖展示，也可多個表計(jì)同圖展示，也可單個表計(jì)圖中展示，曲線展示時間范圍可自由選擇。

在線中水管線泄漏預(yù)警：利用智慧水務(wù)管理系統(tǒng)流量信號實(shí)現(xiàn)中水供水管線在線泄漏檢測，解決供水管線巡檢不及時、泄漏后不能及時發(fā)現(xiàn)、泄漏后容易產(chǎn)生糾紛、經(jīng)濟(jì)損失和安全風(fēng)險(xiǎn)。二級 系統(tǒng)圖參如圖3所示。

二級系統(tǒng)數(shù)據(jù)曲線如圖4所示。

2.2.3 全廠水/鹽平衡監(jiān)控

以全廠水/鹽平衡系統(tǒng)工藝流程美工圖為載體，通過2D視角的平面工藝組態(tài)來監(jiān)測各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時計(jì)算水/鹽平衡率。系統(tǒng)自動生成的用水監(jiān)測、水務(wù)指標(biāo)、水/鹽平衡簡況天平圖等功能點(diǎn)，可以按照時、日、周、月、年不同周期時段在線監(jiān)視全廠和機(jī)組的總用水量、循環(huán)水量、回用水量、串用水量、復(fù)用水量、重復(fù)利用水量、重復(fù)利用率、生產(chǎn)用水量、非生產(chǎn)用水量、汽水熱力循環(huán)量的水量參數(shù)；也可以展示單位發(fā)電水耗、單位供熱水耗、全廠補(bǔ)水率、灰水比、重復(fù)利用率、廢水回用率等水務(wù)指標(biāo)的日度、周度、月度和年度數(shù)值，以及同比/環(huán)比變化、比平均、比限定、比先進(jìn)、比領(lǐng)跑指標(biāo)值變化等，反映用水水務(wù)總體情況；通過結(jié)合水網(wǎng)管閥圖形元素的天平簡圖來表達(dá)新鮮水量、總存水變化量、總耗水量、總漏失量之間的統(tǒng)計(jì)期平衡率情況。配以折線圖、柱形圖、面積圖等圖表對單位發(fā)電水耗、汽水損失率等關(guān)鍵用水指標(biāo)進(jìn)行分時顯示，并標(biāo)繪突顯最高值、最低值、平均值、最頻值等特征數(shù)據(jù)。

在必要的位置安裝在線電導(dǎo)率表，通過分析，確定各種水樣電導(dǎo)率與TDS對應(yīng)關(guān)系，化學(xué)水處理系統(tǒng)加藥或再生后，需要核算鹽量增加值，定期通過水質(zhì)分析核算在線鹽平衡測試準(zhǔn)確性，實(shí)時計(jì)算鹽平衡率。全廠水/鹽平衡監(jiān)控流程圖如圖5所示。

2.2.4 全廠水務(wù)管理報(bào)表

全廠水務(wù)管理報(bào)表主要包括全廠水平衡報(bào)表、主要用戶用水報(bào)表、機(jī)組發(fā)電用水指標(biāo)報(bào)表、廢水回用報(bào)表等。報(bào)表查詢時間維度有日、月、年、任意時間段，報(bào)表不同查詢維度不同。各種報(bào)表具有導(dǎo)出功能，可導(dǎo)出到Excel。全廠水平衡報(bào)表格式如表1所示。

表1 全廠水平衡報(bào)表

表1（續(xù)）

機(jī)組發(fā)電用水指標(biāo)報(bào)表如表2所示。

表2 機(jī)組發(fā)電用水指標(biāo)報(bào)表

表2（續(xù)）

全廠主要用戶日用報(bào)表如表3所示。

全廠廢水回用報(bào)表如表4所示。

表4 全廠廢水回用報(bào)表

表4（續(xù)）

2.2.5 設(shè)備/指標(biāo)管理

設(shè)備管理

系統(tǒng)提供手工錄入設(shè)備臺賬、巡檢記錄、安全監(jiān)控、檢修記錄、壽命情況等設(shè)備詳情錄入功能，提供新增、刪除、修改、查詢功能；并提供資料上傳功能，上傳資料有視頻類、圖片類、文檔類三類。

（1）設(shè)備臺賬：水務(wù)管理業(yè)務(wù)相關(guān)設(shè)備清單，包含設(shè)備基礎(chǔ)信息、校驗(yàn)日期、出廠信息；

（2）資料檔案：記錄水務(wù)設(shè)備管理相關(guān)資料文獻(xiàn)，包含視頻、圖片、文檔；

（3）巡檢記錄：記錄水務(wù)設(shè)備巡檢信息；

（4）安全監(jiān)控：記錄水務(wù)設(shè)備安全管理信息；

（5）檢修記錄：記錄水務(wù)設(shè)備檢修信息；

（6）壽命情況：基于設(shè)備清單記錄設(shè)備運(yùn)行壽命情況。

指標(biāo)管理

系統(tǒng)提供指標(biāo)配置如圖6所示、指標(biāo)實(shí)時數(shù)據(jù)展示如圖7所示、指標(biāo)歷史曲線查看功能如圖8所示。可針對每個指標(biāo)進(jìn)行定義、設(shè)定計(jì)算公式；實(shí)時數(shù)據(jù)展示頻率為1分鐘，指標(biāo)實(shí)時數(shù)據(jù)展示頁面數(shù)據(jù)刷新頻率為1分鐘；針對每個指標(biāo)，可查詢歷史曲線，時間范圍可自由選擇。

2.2.6 全廠用/排水管網(wǎng)3D展示

采用Unity3D方式，進(jìn)行全廠用、排水管網(wǎng)3D展示，包括全廠用、排水管道與主建筑物、管道之間、管道與地面的相對位置、水平距離、垂直距離等數(shù)據(jù)；顯示管道的管徑、材質(zhì)、閥門、管道井、支路管道等管道的本體及主要附件。

全廠用/排水管網(wǎng)3D展示主要包括循環(huán)水給水管、循環(huán)水回水管、輔機(jī)循環(huán)水給水管、輔機(jī)循環(huán)水回水管、雨排水管、生活污水排水管、工業(yè)無壓排水回收管、非經(jīng)常廢水排水管、含油廢水排水管、消防供水管、生活給水管、工業(yè)水給水管、復(fù)用水管、脫硝廢水管、高懸浮物廢水排水管、工業(yè)水壓力排水回收管；廠區(qū)中水水源補(bǔ)給水管、廠區(qū)備用水源補(bǔ)給水管、工業(yè)水回收復(fù)用水管、生活污水處理回收水管、泡沫消防管、脫硫廢水管、輸煤沖洗排水管、煤水處理回收水管、有壓雨水排水管。不同的分系統(tǒng)需要以不同顏色區(qū)分，可以選擇顯示全廠3D管網(wǎng)或者某個分系統(tǒng)管網(wǎng)。

3D展示的供水管網(wǎng)界線以供水泵為起點(diǎn)，至用戶所處的建筑物、設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)的邊界，建筑物內(nèi)和設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)的供水管網(wǎng)不做3D展示。全廠用排水3D管網(wǎng)圖如圖9所示。

2.2.7 主要指標(biāo)預(yù)警/診斷/優(yōu)化

（1）主要指標(biāo)預(yù)警

系統(tǒng)提供預(yù)測模型算法，根據(jù)預(yù)測模型算法計(jì)算規(guī)則，對關(guān)鍵用水指標(biāo)、用水、排水、管道在線泄漏、水質(zhì)等指標(biāo)，利用系統(tǒng)后臺邏輯算法進(jìn)行分析，在故障早期捕捉緩慢變化和快速發(fā)展的異常征兆，跟蹤劣化拐點(diǎn)，變事后為事前調(diào)控，防止事故擴(kuò)大，保證設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。主要指標(biāo)預(yù)警示意圖如圖10所示，主要指標(biāo)預(yù)警展示圖如圖11所示。

（2）主要指標(biāo)診斷/優(yōu)化

系統(tǒng)開發(fā)專家?guī)旃芾砉δ埽瑢⒒趯I(yè)人員對智慧水務(wù)管理系統(tǒng)水量、水質(zhì)已經(jīng)積累的大量的故障診斷及處理經(jīng)驗(yàn)，通過收集系統(tǒng)水量、水質(zhì)的各類故障及各類故障的可能原因和可采取的處理措施，在系統(tǒng)中建立專家知識庫，系統(tǒng)支持專家知識庫持續(xù)維護(hù)更新，對這些專業(yè)知識進(jìn)行存儲。系統(tǒng)支持對專家?guī)煨略觥⑿薷摹h除、查詢（支持模糊查詢）。

當(dāng)異常發(fā)生時，業(yè)務(wù)人員利用專家?guī)觳樵円妫ㄟ^查詢定位專家?guī)熘邢嗤嗨飘惓！⒐收希瑯I(yè)務(wù)人員可根據(jù)專家?guī)旃收咸幚斫?jīng)驗(yàn)得出建議解決方案，使得普通的運(yùn)行人員也可以具備專家分析的能力，快速定位故障。

2.3 數(shù)據(jù)通訊

系統(tǒng)原有或新增流量計(jì)、水質(zhì)儀表及智能水表等，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至智慧水務(wù)管理系統(tǒng)服務(wù)器，結(jié)合電廠SIS或能管平臺數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)集成，實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源為全口徑測點(diǎn)數(shù)據(jù)。

2.3.1 智能水表

LORA是LPWAN（低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)）通信技術(shù)中的一種，LORA作為目前最有發(fā)展前景的低功耗廣域通信技術(shù)，已經(jīng)被運(yùn)用在個各行各業(yè)中。LORA無線通信采用直序擴(kuò)頻技術(shù)，具有通信距離遠(yuǎn)、功率密度集中，抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢。同時具有軟件FEC前向糾錯算法，其編碼效率較高，糾錯能力強(qiáng)，在突發(fā)干擾的情況下，能主動糾正被干擾的數(shù)據(jù)包，大大提高可靠性和傳輸距離。

基于LORA的組網(wǎng)通信系統(tǒng)采用LORA通信協(xié)議進(jìn)行組網(wǎng)通信，系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)終端、通信基站、集成通信模塊的用戶設(shè)備、具備通信功能的用戶設(shè)備等組成，LORA通信一個基站對多個通信設(shè)備的組網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)的互相通信。

LORA模塊是一款工業(yè)級的單片機(jī)和高性能射頻收發(fā)器集成在一起的半雙工無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，體積小，工作穩(wěn)定。模塊采用透傳模式進(jìn)行通信，使用者無需編碼和控制，為開發(fā)人員開發(fā)無線產(chǎn)品大大縮短了周期。模塊內(nèi)置的MCU對數(shù)據(jù)進(jìn)行包裝和處理，使得用戶只需要通過UART接口，即可實(shí)現(xiàn)無線通信。智能水表數(shù)據(jù)傳輸示意圖如圖12所示。

2.3.2 其他數(shù)據(jù)采集

基于目前各類表計(jì)現(xiàn)狀和數(shù)據(jù)采集、傳輸設(shè)備實(shí)際情況，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，考慮采用兩種采集方式，對于不適合這兩種形式的設(shè)備，可考慮第三種方式或其他方式。其他數(shù)據(jù)采集涵蓋已有熱工儀表及化學(xué)儀表、新增熱工儀表及化學(xué)儀表等。

1）系統(tǒng)接口集成方式

對于已有熱工儀表及化學(xué)儀表、新增化學(xué)儀表，系統(tǒng)開發(fā)SIS或能管平臺集成接口，將SIS或能管平臺測點(diǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)實(shí)時同步集成至智慧水務(wù)管理系統(tǒng)；

2）軟件集中采集接口

對于新增熱工儀表，采用工控機(jī)同步集成接口，可將工控機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時同步至智慧水務(wù)管理系統(tǒng)。

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

（1）節(jié)約水資源及排污費(fèi)用

根據(jù)GB/T 18916.1-2012《取水定額 第1部分：火力發(fā)電》取水量指標(biāo)：單機(jī)容量為300MW級空氣冷卻機(jī)組單位發(fā)電量取水量定額指標(biāo)為0.63m3/MW·h，經(jīng)過節(jié)水設(shè)計(jì)后，發(fā)電綜合水耗可以達(dá)到0.41m3/MW·h。通過開展火力發(fā)電廠深度節(jié)水，實(shí)現(xiàn)水資源智慧管控后，發(fā)電綜合水耗可以達(dá)到0.19m3/MW·h[5]，機(jī)組利用小時按5500計(jì)算，每年節(jié)水80萬噸，減少廢水排放50萬噸，直接經(jīng)濟(jì)效益200萬元；

（2）節(jié)約全廠水平衡測試費(fèi)用

根據(jù)DL/T 606.5-2009《火力發(fā)電廠能量平衡導(dǎo)則第五部分 水平衡試驗(yàn)》要求，火力發(fā)電機(jī)組應(yīng)定期進(jìn)行冬季、夏季水平衡測試，通過對全廠各種取、用、排、耗水量進(jìn)行測量，查清電廠用水狀況，找出節(jié)水潛力，制定切實(shí)可行的節(jié)水技術(shù)措施，正確地評價電廠的用水水平，使電廠的用水達(dá)到科學(xué)管理和合理使用。

火力發(fā)電機(jī)組一般要求3～5年進(jìn)行一次全廠水平衡測試，測試費(fèi)用一般需要30萬元左右，平均每年測試費(fèi)用約6～10萬元。

3.2 社會效益

我國為水資源匱乏，且分布不均。根據(jù)我國能源政策，華北、西北嚴(yán)重缺水地區(qū)火力發(fā)電量占比37%。國家發(fā)展改革委員會關(guān)于燃煤電站項(xiàng)目規(guī)劃和建設(shè)有關(guān)要求明確指出：在北方缺水地區(qū)，新建、擴(kuò)建電廠禁止取用地下水，嚴(yán)格控制使用地表水，鼓勵利用城市污水處理廠的中水或其它廢水。因此，水資源智慧調(diào)控與運(yùn)營應(yīng)用及示范，可緩解當(dāng)?shù)厮Y源缺乏的狀況，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。

3.3 安全效益

水資源智慧管控與運(yùn)營，可實(shí)現(xiàn)主要水質(zhì)、水量指標(biāo)預(yù)警、預(yù)測、診斷、優(yōu)化，相較于傳統(tǒng)的基于限值可識別的報(bào)警，可實(shí)現(xiàn)預(yù)警時間提前20%，故障診斷正確率達(dá)到90%，可提前對設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)，保證設(shè)備安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.4 環(huán)保效益

水資源智慧管控與運(yùn)營，保證全廠水資源合理利用，實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放，高度契合黨的“十八”大和“十九”大以來有關(guān)環(huán)保法律、法規(guī)的要求。

3.5 管理效益

水資源智慧管控與運(yùn)營，全面提升水務(wù)管理水平，降低全廠發(fā)電綜合水耗。

4 結(jié)語

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，各個領(lǐng)域興起了智能化建設(shè)的熱潮。在發(fā)電領(lǐng)域，智慧電廠建設(shè)成為行業(yè)熱議的話題。火力發(fā)電廠進(jìn)行智慧水務(wù)系統(tǒng)研究與應(yīng)用，作為智慧電廠建設(shè)的縮影，是信息化與工業(yè)化深度融合的生動實(shí)踐。通過智慧調(diào)控與運(yùn)營系統(tǒng)開發(fā)與示范，可以使全廠水務(wù)管理智能化、高端化、低碳化，必將為自動化電廠向智慧電廠升級帶來質(zhì)的飛躍，具有重要示范意義。

作為一種創(chuàng)新管理手段及方法，可廣泛應(yīng)用于自來水廠、污水處理廠、鋼鐵、石化等企業(yè)全廠用、排水系統(tǒng)運(yùn)行、指標(biāo)管控、效能分析、設(shè)備管理、成本控制、指標(biāo)預(yù)警（預(yù)測）及優(yōu)化等。