李長寬

(中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司遼寧北方分公司，遼寧 沈陽 110003)

隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，水資源短缺問題日益凸顯，近年來氣候異常頻發(fā)，干旱內(nèi)澇并存的情況時有發(fā)生，干旱季節(jié)企業(yè)與民爭水問題嚴重制約企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營，隨著國家環(huán)保、節(jié)能政策的不斷收緊，取水、用水、排水問題對燃煤電廠的影響越來越大。因此，燃煤電廠合理用水，減少廢水產(chǎn)生及排放，最大程度節(jié)約用水成為當前生產(chǎn)經(jīng)營面臨的重要任務(wù)。

本文從燃煤電廠設(shè)計情況、行業(yè)技術(shù)發(fā)展及國家政策變遷對企業(yè)的影響以及燃煤電廠生產(chǎn)運營期間企業(yè)自主節(jié)水改造等方面分析相關(guān)節(jié)水項目或方案的可行性，立足較小改動產(chǎn)生較大節(jié)水效果，提出了幾種切實有效的改造方案，可為已投產(chǎn)的現(xiàn)有燃煤電廠節(jié)水改造工作提供參考。

1 燃煤電廠取水、排水及廢水情況

1.1 電廠取水

1.1.1 工作介質(zhì)

燃煤電廠的發(fā)電工作原理是將煤炭中儲備的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為鍋爐內(nèi)除鹽水的內(nèi)能，爐內(nèi)除鹽水被加熱成蒸汽后通過在汽輪機內(nèi)做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽輪機的機械能，汽輪機與發(fā)電機同軸，帶動其在電場中切割磁感線，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。因此，作為能量轉(zhuǎn)換重要環(huán)節(jié)的鍋爐用除鹽水是電廠用水的重要途徑之一，但其水量較小。

1.1.2 冷卻介質(zhì)

汽輪機做功后的乏汽需回收利用，就需要使用大量冷卻水將其冷凝下來，而該冷卻水也需要循環(huán)使用，因此循環(huán)冷卻水和熱力設(shè)備輔機冷卻水成了電廠最大的用水環(huán)節(jié)。

1.1.3 生活用水

企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中，食堂、打掃衛(wèi)生等生活用水也占電廠用水的一定比例。

1.1.4 脫硫系統(tǒng)用水

脫硫系統(tǒng)制備石灰石漿液、煙氣帶水后補充吸收塔液位，也是電廠用水的重要方面。

1.1.5 其他用水

燃煤電廠生產(chǎn)過程中消防、綠化、油庫噴淋降溫等方面都可能用水。

1.2 電廠排水

1.2.1 脫硫廢水

根據(jù)火電廠石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程[1]，脫硫廢水因氯離子含量高，且在脫硫吸收塔內(nèi)吸收了煙塵中的重金屬，其處理過程比較困難，需要排放到灰場[2]。

1.2.2 循環(huán)水排水

循環(huán)水因冷卻塔不斷蒸發(fā)濃縮，含鹽量不斷上升，為保證凝汽器不結(jié)垢，熱力系統(tǒng)換熱效率滿足設(shè)計要求，必須進行換水排放，其中某2×600 MW機組燃煤電廠額定工況下循環(huán)水排污量為133 t/h。

1.3 廢水處理難點

火電廠水處理技術(shù)相對成熟，近年來未出現(xiàn)水處理工藝的重大變革，但隨著環(huán)保標準越來越高，廢水處理工藝向純凈水方向演變后，企業(yè)的處理成本成倍增加。廢水中懸浮物、pH、濁度等處理成本都相對較低，高含鹽量廢水的綜合利用是燃煤電廠的最大挑戰(zhàn)，脫鹽過程因其成本太高，是整個燃煤電廠廢水處理和綜合利用的最大困難所在，因此一直未被火電企業(yè)廣泛使用。

1.4 廢水排放問題

1.4.1 歷史遺留問題

歷史遺留廢水處理方面的問題主要包括設(shè)計方面問題和施工建設(shè)方面問題。設(shè)計方面主要體現(xiàn)在早期節(jié)水用水標準和環(huán)保標準相對較低，設(shè)計方面不夠重視，設(shè)計院為了降低項目投資概算，簡化水處理系統(tǒng)和用水系統(tǒng)流程工藝，造成可以使用廢水回收后的復(fù)用水時使用了清潔新鮮水；應(yīng)按不同水質(zhì)設(shè)計處理工藝流程的，合并了管線或溝道，表面上降低了投資成本，但為以后的生產(chǎn)運行埋下了重大隱患。施工過程同樣存在人為制造廢水的情況，包括不按照設(shè)計圖施工，亂接水管，擅自改變?nèi)∷|(zhì)的管線安裝情況，造成新鮮水用量增加和廢水產(chǎn)生量增加。

1.4.2 政策變更影響

隨著環(huán)保標準的不斷提高，部分區(qū)域已逐漸禁止原來允許循環(huán)水外排的情況，必須做到絕對意義的“廢水零排放”，這就給燃煤電廠帶來了前所未有的水處理壓力。

1.4.3 企業(yè)自身問題

水處理工作在很多燃煤電廠受重視程度較低，企業(yè)內(nèi)部歷來對涉及水處理、廢水綜合利用的支持力度欠缺，因管理上的疏忽，很容易造成水資源浪費或取用水不合理等情況，進而對企業(yè)節(jié)水、廢水綜合利用等造成不良影響。

2 節(jié)水治理

電廠節(jié)水治理工作是一項系統(tǒng)性工作，從時間上要追溯到項目設(shè)計建設(shè)到后續(xù)投產(chǎn)后系統(tǒng)改動情況，從范圍來說，全廠整個區(qū)域都有用水、排水的設(shè)備和系統(tǒng)，而且水管種類較多，管架布置和地下埋管等施工安裝方式并存，因此查清節(jié)水治理前的企業(yè)用水現(xiàn)狀是一項復(fù)雜的工作，其次針對不同的用水性質(zhì)，有針對性制定節(jié)水措施和節(jié)水改造方案，還涉及到各個專業(yè)、各個部門的協(xié)作配合，最后具體實施和長期執(zhí)行過程也是關(guān)鍵所在。

2.1 源頭治理

燃煤電廠可以根據(jù)本單位水平衡設(shè)計圖，了解全廠主要用水情況和用水耗量情況，通過實際監(jiān)測或統(tǒng)計得到更加準確的用水數(shù)據(jù)，一般來說火電廠循環(huán)冷卻水是全廠最大的用水系統(tǒng)，因此燃煤電廠可以委托有資質(zhì)的單位，使用本單位新鮮原水對其循環(huán)水系統(tǒng)做動態(tài)試驗，選取最優(yōu)的循環(huán)水緩蝕阻垢劑，最大程度提高本單位循環(huán)水濃縮倍率，這將是燃煤電廠節(jié)水工作的重要途徑；其次在有備用水源或兩路水源的企業(yè)，可結(jié)合能耗情況優(yōu)先選用原水含鹽量低的水源取水也是很好的選擇。

2.2 系統(tǒng)優(yōu)化

全廠熱力系統(tǒng)用水情況較多，因消防水系統(tǒng)管網(wǎng)覆蓋廣、水質(zhì)好、壓力高、取用方便，在實際工作中經(jīng)常被亂接亂用，破壞系統(tǒng)水平衡，引起新鮮水用量和廢水排放量雙增情況。因此，企業(yè)應(yīng)排查清楚全廠各區(qū)域和系統(tǒng)用水情況，統(tǒng)一進行優(yōu)化處理，如鍋爐撈渣機補水使用消防水或工業(yè)水的情況很多，而該系統(tǒng)是必須消納全廠含鹽量最高水質(zhì)的去處，如水處理除鹽系統(tǒng)反滲透濃水或其他高含鹽量廢水，必須嚴格處理才能有效控制全廠取用水情況。

燃煤電廠一般都設(shè)計事故應(yīng)急水池，而很多企業(yè)經(jīng)常是將其閑置不用，每當雨季或廠區(qū)下大雨時煤場廢水量激增，往往引起工業(yè)廢水處理系統(tǒng)負荷較高，電力設(shè)計院設(shè)計廢水處理系統(tǒng)一般只注重常規(guī)廢水處理，很多電廠的工業(yè)廢水處理能力為100 t/h，設(shè)置的廢水貯槽不超過4 000 m3，常規(guī)情況能滿足運行要求，但在特殊情況下很難滿足廢水處理要求，因此燃煤企業(yè)應(yīng)及時啟用和投入事故水池的功能，防止污水外排或溢流情況發(fā)生。

早期電力設(shè)計中往往使用生活水系統(tǒng)對全廠綠化草坪澆水，能很好地滿足草坪灌溉要求，但是隨著“廢水零排放”要求的不斷深入，草坪灌溉改用復(fù)用水試點的形式是很有必要的節(jié)水項目，值得各發(fā)電企業(yè)嘗試推廣。在可能的情況下，盡量做到雨污分流、一水多用、階梯用水，這將是燃煤電廠節(jié)水的重要技術(shù)路線和工作思路[3]。

2.3 協(xié)同管控

在火電廠節(jié)水工作中，統(tǒng)籌管理、協(xié)作調(diào)度的作用至關(guān)重要，從全廠水平衡處理中，企業(yè)應(yīng)加強運行、檢修維護管理，做到停運設(shè)備及時關(guān)閉輔機冷卻水，部分設(shè)備及時根據(jù)溫度情況調(diào)低冷卻水流量，還應(yīng)對廠區(qū)跑冒滴漏情況加大治理力度，對文明生產(chǎn)、保潔用水監(jiān)控到位，避免不合理用水情況，企業(yè)制定的節(jié)水工作方案應(yīng)督促各部門、各相關(guān)人員嚴格執(zhí)行，從各個環(huán)節(jié)介入節(jié)水工作要求，控制浪費和不合理的工作方式[4]。

企業(yè)應(yīng)及時調(diào)整和改變用水理念，包括煤場、灰場噴灑降塵用水，除了常規(guī)降塵要求外，還要增加高含鹽量廢水的功能，及時消納脫硫廢水、反滲透濃水和循環(huán)排污水的要求，盡可能提高廢水綜合利用率，減少新鮮水用量，降低廢水產(chǎn)生量，防止廢水外排[5]。

2.4 探索嘗試新技術(shù)

新技術(shù)往往都是生產(chǎn)生活中有需求而研發(fā)的改善生產(chǎn)技術(shù)水平和工作效率的成果，目前水處理行業(yè)提出的一些“廢水零排放”技術(shù)都不太完善，其中較早應(yīng)用的循環(huán)水旁路軟化處理技術(shù)，因CaSO4的微溶解性，常造成樹脂結(jié)塊，且循環(huán)水水量太大，旁路處理造成的能耗增加，一直未能廣泛應(yīng)用。反滲透處理循環(huán)水技術(shù)也是投資運行成本極高，且反滲透濃水需要經(jīng)煙氣蒸干處理，造成鍋爐效率下降，能耗增加，煙氣余熱蒸干反滲透濃水的技術(shù)路線很容易造成石膏雨或大氣污染物因子落地濃度超標，造成環(huán)保不達標情況。高含鹽量廢水處理問題一直是燃煤電廠廢水處理工作的瓶頸，現(xiàn)有技術(shù)雖然有一些進展，但依然存在很多問題，因此很多新技術(shù)一直沒能廣泛推廣和應(yīng)用。燃煤發(fā)電企業(yè)應(yīng)謹慎關(guān)注一些新的水處理技術(shù)和節(jié)水設(shè)施，跟進其真實節(jié)水效果和投資經(jīng)濟性，并兼顧能耗指標變化，隨著國產(chǎn)化的不斷推進及先進技術(shù)的研發(fā)，部分設(shè)備技術(shù)對生產(chǎn)生活的促進作用明顯，企業(yè)應(yīng)做好其使用業(yè)績調(diào)研和經(jīng)濟性核算等工作。

3 結(jié)束語

本文主要立足燃煤電廠用水實際情況，以掌握現(xiàn)狀、查找問題、分析原因、做出應(yīng)對的思路，在工作實踐中確定一些投資較低、切實可行的節(jié)水措施，全廠節(jié)水治理工作應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，重點突破，全員參與，嚴格落實，持之以恒，才能最大程度做好節(jié)水工作。