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关于火电厂给排水的分析

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来源:中国水网,侵删! 更多专业讨论,行业资讯,免费资料课程→扫描底部二维码加入群聊↓ 燃煤电厂是利用热能转变为机械能进行发电的。普遍的是利用各种燃料(煤、石油、天然气等)的燃烧把化学能转变为热能的发电方式。水作为电厂发电中仅次于燃料的重要物质,作为工质和载体进入电厂,经过一系列的用水过程最后损失一部分并被排放掉。它作为工质吸收燃料的热量,使之变为具有做功能力的蒸汽,进入汽轮机使热能转变为机械能,然后由发电机变为电能输出。电厂用水主要包括循环水系统补充水、锅炉补水、除灰补充用水、脱硫工业及工艺用水、灰场喷洒用水等。以上各种用途的水会有不同的水质和水量要求,经过不同的途径使用后,常会混入各种杂质使水质发生变化,形成电厂复杂的给水系统。下面笔者分析了火电厂给排水系统。

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燃煤电厂是利用热能转变为机械能进行发电的。普遍的是利用各种燃料(煤、石油、天然气等)的燃烧把化学能转变为热能的发电方式。水作为电厂发电中仅次于燃料的重要物质,作为工质和载体进入电厂,经过一系列的用水过程最后损失一部分并被排放掉。它作为工质吸收燃料的热量,使之变为具有做功能力的蒸汽,进入汽轮机使热能转变为机械能,然后由发电机变为电能输出。电厂用水主要包括循环水系统补充水、锅炉补水、除灰补充用水、脱硫工业及工艺用水、灰场喷洒用水等。以上各种用途的水会有不同的水质和水量要求,经过不同的途径使用后,常会混入各种杂质使水质发生变化,形成电厂复杂的给水系统。下面笔者分析了火电厂给排水系统。

一、火电厂给水系统

电厂作为一个大的给水系统,把电厂中的用水单元称为给水子系统。

1、循环冷却水系统

循环冷却水系统主要是用来冷却凝汽器排汽的系统,它分为湿式冷却和干式冷却。干式冷却(空冷系统)包括直接干冷和间接干冷两种,它节水效果很明显,耗水量仅为湿式冷却的16%左右,有的采用干/湿式冷却混用也有很好的节水效果。但是干式冷却系统有一些缺点,如投资大、冷却的效率低(会影响电厂的经济性和机组的出力)、运行管理复杂等。

2、化学除盐水系统

化学除盐水系统主要是处理锅炉给水的补水。在凝汽器发电厂中,锅炉补给水量等于锅炉排污量和各项汽水损失之和,大致相当于锅炉蒸发量的5%~7%。汽水损失主要包括锅炉、汽机、管道的排汽损失和一些热水的蒸发损失等。此外,应考虑补给水制备系统的自身耗水量,化学水处理自用水损失量与水处理的方式有关,约占电厂水损失的l%~3%,主要有酸碱废水、有冲洗水箱时还有过滤器反洗水等。当以附加1.5%~2.0%,无冲洗水箱时,最大的给水量应附加设备的反冲洗量。总计水量可按锅炉蒸发量的6%~10%估算。在热电厂中应根据热力负荷及凝结水的回收程度来决定锅炉补给水量。

3、生活、消防给水系统

电厂生活用水量与每个电厂的实际情况有关,它包括职工的人数、是否对家属区供水等。消防给水量应按室内消防给水量和室外消防给水量之和计算。厂区生活用水可取自地下水域由市政给水系统供给,水质应符合《饮给水卫生标准》的要求。消防水一般直接使用原水或取自市政给水系统。

4、工业冷却给水系统

燃煤电厂的工业冷却水分为间接冷却水和直接冷却水两种。间接冷却水是通过热交换器换热,冷却水不受传热介质污染。间接冷却水主要用于主冷油器、发电机空气冷却器、辅助冷油器和锅炉辅机等设备,这部分水可以利用循环水系统的水。间接冷却水对水质的要求不很高主要是对换热器的热管不腐蚀、不结垢。直接冷却水和热介质直接接触冷却,如轴承冷却水和一些转动设备的冷却水。直接冷却水对水质的要求是应无杂质、低温、不腐蚀设备。

工业冷却给水点很分散,一些设备的给水量不是很大,这些设备的冷却水量可以参考设备的说明和有关的设计手册选取。各厂工业冷却水损失的差别很大,它和设计和运行管理水平有很大的关系,而不是技术的因素,其损失量约占电厂废水总量的10%-20%。

5、灰渣给水系统

灰渣给水系统是电厂第二大给水和耗水系统,并且废水中含有许多重金属,水质很差。对于除灰方式主要有水力除灰和干除灰。现在干除灰具有最大程度的节水,并且干灰可以被用来生产水泥、铺路等用途,干除灰得到了越来越多的重视,国外有很大一部分电厂采用干除灰,我国也有一些电厂开始采用干除灰。

6、脱硫给水系统

脱硫系统给水主要有系统蒸发和渗漏掉一部分水,还有副产品的清洗水等。脱硫系统给水量和燃烧煤种的含硫量有很大的关系,含硫量高给水量大。以低硫煤分析,对于300MW机组锅炉安装湿法脱硫装置所需水量为60m3/h,产生的废水量约为27m3/h,废水中含有微量重金属、氟离子和氯化物等有害成分。对于这部分废水可以送到冲灰水系统(干除灰时除外)。

对于烟气脱硫给水对水质的要求不高,可以利用其它系统的废水。有时为了保证脱硫副产品的质量,也要控制水中的重金属、氟离子和氯化物的含量。

7、杂用水系统

厂区的杂用水很多,包括浇洒道路用水、绿化用水、检修用水,机房杂用水、输煤系统冲洗水、原煤加湿用水等。杂用水的给水损失约占到电厂损失的2%左右,对水质无特殊的要求,给水量可以根据一般情况估计。

二、火电厂的排水分析

1、电厂排水的分类和排水水质

燃煤电厂的排水可以分为经常性排水和非经常性排水。经常性排水包括主厂房内的生产排水、化学水处理车间的排水、辅助设备冷却用水的排水、冷却塔的排水、生活污水、灰场排水、脱硫系统排水和其他的废水。非经常性排水包括设备检修废水、化学清洗排水、锅炉排污、含油污水、雨水排水等。总之,燃煤电厂的排水主要部分是灰水、循环水、脱硫系统的排污水、和各车间的排水及生活污水,其中冲灰水排放量最大。

2、电厂给水系统的排水量

各给水子系统的排水量为给水量扣去损失量和循环利用量,各给水子系统排水量的多少与机组的型式、规模、电厂所处的地理位置、给水工艺及水平等因素有关。整个电厂的排水量与各个给水子系统的排水量有直接的关系,但它们具有不同的含义。依据废水的分级利用原则,一个系统的废水可以作为另一个系统的水源,电厂外排废水量与各个给水子系统对废水的重复使用程度有关,在零排放电厂中通过对废水的重复使用和末端治理,已经能做到整个电厂没有外排废水。

燃煤电厂中各给水子系统的排水量直接涉及到排水工程及废水治理的规模,是建立电厂水量平衡很重要的因素。区别不同的地区、不同的给水工艺和水平,不同形式、不同容量的机组确定其排水量的标准,有利于确定废水的回收和处理的方式和建立电厂的水量平衡,有助于电厂实现废水零排放。

结语

电力行业是我国工业耗水量最大的行业,年取水量占全国工业取水量20%以上,而且我国燃煤电厂的给排水系统普遍存在用水粗放、单位发电水耗高、水资源综合利用率低、给排水系统不够优化合理、扩建机组用水指标短缺、湿冷机组比例大、电厂绝对用水量大等系列问题。所以改变我国电厂粗放的给排水模式,进行燃煤电厂废水零排放的研究,大力开展节水工作是我国电力工业发展的一个方向。

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