火力发电厂水系统深度优化技术的实践

0 引言

随着节能减排力度的增大，碳排放与节能工作，生态保护与水资源循环利用越来越深入社会发展的各个角落，火力发电企业更是在诸多方面做足了功课。从降低发电煤耗、厂用电率，到工业废水处理系统投用，再到水系统深度优化、水资源梯级利用技术改造，节能减排工作逐步延伸到社会关注的污水治理及水资源循环利用等方面。江苏华电扬州发电有限公司（正文简称扬电公司）在上马脱硫废水处理系统、污水处理系统、含煤废水系统之后，在水系统深度优化、废水零排放等方面作了积极尝试，取得了良好效果。

1 水系统构成

系统主体。凝结水系统除了供热消耗外处于密闭循环，循环水和工业水系统半开式运行，生活用水为市政自来水。排水系统主要由330 MW机组脱硫废水喷雾干燥零排放系统、化学制水排水系统、含煤废水系统、渣水系统、雨水系统、生活污水处理系统等组成。

2 水系统状况

2019年9月2日至9月19日，扬电公司进行了全厂水平衡试验。试验工况为#6机组平均负荷为243 MW，#1、#2燃机机组平均负荷为710 MW（为设计总负荷的60%）。经复核全厂总装机容量80%负荷工况得到优化后水平衡表（见表1）。

扬电公司经三期扩建，现有装机2×330 MW燃煤机组和2×475 MW燃气机组，发电生产用水来自京杭大运河，取水系统经过三次主要升级。从节省费用角度考虑，最近的系统沿用了2×330 MW机组与2×220 MW机组（已拆除）发电时期的取水

2.1 排水系统状况

1）取用水量1 690．5 m

/h，废（污）水排放量575．7 m

/h，其中废水排放量172 m

/h，循环冷却水排放量403．7 m

/h，排放水率35．4%。

2）发电耗水率0．49 m

/s·GW，高于《火力发电厂节水导则》（DL/T 783-2018）规定的0．1～0．2 m

/s·GW标准。

3）热力系统除盐水补水率2．24%，高于导则规定的1．5%标准。

4）复用水率97．3%，优于导则要求。

5）水消耗率64．6%，水漏失率3．47%。

1）消防水使用量58．7 m

/h，大于同等电厂使用量。

3）厂区内存在跑、冒、滴、漏现象并外排。

4）含煤废水进入渣水系统，造成渣池补水量大于消耗量，同时，部分工业废水及循环水进入渣水系统，造成渣水系统溢流。

5）生活污水未全部进行处理，大部分经过曝气处理后溢流外排。

1）排水系统分割不清。

2）污水未全部得到处理。

3）溢流过多，回收利用不足。

2.2 取水系统状况

生产补充用水由大运河通过原水泵取水输送到净化站处理。2×475 MW燃机投产时，2台34HΠH型原水泵更换为新泵（Q=2 160～3 240 m

/h，N=185 kW），保留2台小泵（32SA-19C型）作为备用泵。另新建一套污泥处理系统，污泥脱水后外运，清水回用至澄清池补水（见图1）。

PPP投资型项目面临金融风险、技术风险、市场风险、运营风险。为实现对这些风险的有效防控，建立完善的管理和风险控制体系是必要的。然而，尽管采取有效措施，加强PPP投资型项目管理具有重要作用。但在实际工作中，部分管理人员责任心不强，没有严格落实管理措施，影响PPP投资型项目管理效果提升，存在的问题表现在以下方面。

1）原水预处理系统运行正常，出水水质良好。

2.3 两组患者术后性生活质量比较 研究组患者术后6个维度的性生活质量显著高于对照组患者，差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

2）原水提升泵出口扬程在变频处于70%以下时无法再进行调节，机组低负荷或机组停运时，原水净化系统的出力偏大，导致燃机补给水池溢流，造成全厂用水率较高。

3）污泥池存在溢流现象，导致中排口排水悬浮物含量超标。

4）回用水池溢流口设计水位偏低，有效容积较小，空擦滤池反洗瞬时水量大，回用水池存在溢流现象。

5）污泥泵选型不合理，污泥脱水装置出泥量较少。离心泵结构造成污泥输送过程中将矾花破碎，导致二次混凝效果不好，加药量大。

贵刊 2018年 8月下在《精短杂文小辑》中刊登的署名李羽的《美丽与威慑》，系全文抄袭我的文章（一字未改）。我文首发于《思维与智慧》（2016年第17期），题为《动物小思》（共 18则），先后被《青年文摘》（分 4期）、《特别关注》（分 4期）、《意林》、《经典杂文》等报刊转载。对李羽这种不劳而获、抄袭别人作品的行为应公开谴责！

3 其它水系统状况

3.1 锅炉补给水系统

穿过大门，就来到了王宫的内庭。整座王宫大致呈“回”字形，在中间围成一个方正的庭院，庭院正中是一座灯塔，石头做成的灯柱上有两盏明灯，还有很多金色的装饰。

补水为化学制水，处理设备由过滤器、反渗透装置、一级除盐和混床构成，超滤、反渗透装置3套、一级除盐系统2套，混床2套（见图2）。化学制水系统产生的工业废水主要包括过滤器、反渗透装置清洗排水、除盐系统再生废水等。超滤、反渗透排水通过地沟汇入总排口，除盐系统及精处理再生废水进入工业废水处理站处理。

加强跟踪问效。跟踪指导整合示范县工作，探索典型经验示范带动。指导各地适应整合权限下放的新形势，做到接得住、用得好。落实县级实施主体责任，提高统筹整合工作在扶贫开发绩效考核中的分数权重，评价、考核结果以扶贫开发领导小组名义通报。对统筹整合工作开展好、资金使用效益高的地方，在分配财政专项扶贫资金时给予奖励和倾斜。对不作为、乱作为等行为，严肃追究相关人员责任，做到财政涉农扶贫资金使用的精准、安全、高效，确保如期完成脱贫攻坚任务 。

1）超滤反洗废水未设置回收系统，直接通过雨水管网外排。超滤装置截留了水体中的悬浮物、细菌及胶体物质，水质含盐量基本未发生变化，属于优质废水，可以回收处理再利用。

2）反渗透浓水直接通过雨水管网外排。原水经过机械加速澄清池、空气擦洗滤池及超滤处理，水质清澈透明，可以再利用，较适合作为脱硫系统工艺补水。

3.2 循环水系统

循环冷却水采用自然通风冷却塔系统，主要供给凝汽器冷却水、工业水(辅机冷却水)、脱硫用水等（见图3），主要损失为冷却塔蒸发、风吹、排污损失，脱硫用水，工业用水的外排等。循环冷却水为混凝处理的运河水，采用稳定剂处理和适当排污，投加氧化性杀菌剂（次氯酸钠）和非氧化性杀菌剂进行处理，对象为循环水系统及凝汽器内细菌、藻类等微生物和生物污泥，浓缩倍率煤机按照2．5、燃机按照3～3．5控制。

循环水系统运行时，补给水池补水进入循环水池，一部分进入凝汽器换热后回冷却塔，另一部分进入开式冷却水系统，煤机用户有闭式水换热器，燃机用户有闭式水换热器、真空泵冷却器。

建设项目施工中应设置专门的保险管理岗位，配置专人主导项目保险管理的各个阶段，使项目保险管理系统化。因保险理赔过程中还涉及工程部、物资部、安全部、设备部等多个部门，由专人牵头和主导，能更好的执行保险策划和理赔。项目专业保险人员还应深入解读保险合同条款，并以合同交底的形式将条款的理解宣贯与项目其他管理人员，以做到人人知保险、人人懂保险，这样才能在出险后更加高效的统计损失和证明资料，避免错项、漏项，也能更加快速的获得经济理赔。同时加强保险管理人员的专业知识培训，使得投保策划全面可行、合同履约及时、理赔有理有据。

1）煤机循环水浓缩倍率偏低。

本研究结果表明，研究组治疗总有效率显著高于对照组（P＜0.05），治疗后两组患者的IL-6、PCT水平及APACHEⅡ评分较治疗前均显著降低，且研究组低于对照组，两组比较差异具有统计学意义（P＜0.05），两组患者均未发生不良反应。

2）燃机循环水排污没有回用途径。

3.3 工业水系统

2）进入除渣系统水量大，导致除渣系统溢流。

水源来自循环水前池，主要用于输煤系统、汽机房、锅炉房地面冲洗，其次作为渣浆泵、循泵、机组排水槽等设备冷却水，冷却水回水至循环水系统（见图4）。

通过赵五娘这一人物形象，我们可以将《琵琶记》的思想意义概括为揭露封建文化环境下对个体的道德要求与情感忽视，尤其表达出对女性自我压抑和牺牲的同情。从这个意义上来说，《琵琶记》闪烁着人道主义的光辉，具有永恒而普遍的价值。

1）新材系统用水量大。

3）工业水系统用水量较大时，不能提高循环水系统浓缩倍率，不利于节水工作开展。

3.4 生活水与污水处理系统

1）脱硫工艺水采用循环水，无法消纳其它工业废水。

生活水为市政自来水直供。生活污水收集后进入生活污水管网，由厂内生活污水处理站处理，达标后复用（见图5）。

1）生活用水系统用水量较大。

2）生活污水收集系统不完善，收集量小。

3）生活污水处理设施处理能力偏小，部分生活污水溢流进入雨水系统外排，污水处理系统出水未正常回用。

3.5 渣水及含煤废水处理系统

水系统深度优化项目涉及1个取水系统9个用水、排水系统，最大限度实现优化用水、排水回收利用、废水零排放，以可靠的技术措施减少单位发电取水量。

1）进入渣水系统水量较大，渣水系统水量不平衡，溢流水量约在30 m

/h。

2）除渣系统轴封水、冷却水直接排入生活污水系统，水量约在20 m

/h。

3）除灰渣系统场地冲洗水部分未回收。

3.6 脱硫废水处理系统

脱硫废水处理系统用水由循环水及工业水（少量）进行补水，用水由工艺水箱通过工艺水泵供给各用户（见图7）。脱硫废水经三联箱调整PH值，脱硫零排放系统蒸发处理。各冲洗水由地坑泵进行内部循环，其中制浆系统、制粉系统机封水外排至地沟。

2）化学制水系统的超滤及反渗透排水未回收。

式(8)是Van Genuchten(VG)土-水特征曲线(SWCC)模型与Mualem(M)渗透系数模型[18-19]结合在一起的结果，其中VG模型的方程为

2）脱硫废水经三联箱处理后，出水未经澄清池处理，直接进入脱硫清水箱，致使清水箱水浑浊，悬浮物含量高，易导致烟道蒸发系统喷嘴堵塞。

真的到了深圳，才发现学中文的我，简直就跟没专业差不了多少。大学是别想进去了，就连去中学当老师，人家都七关八证地要，倒是工科的伟翔很快在公司做得顺风顺水。

4 水系统深度优化原则

经过以上分析，扬电公司水系统优化应采取节水优先、分类回收、梯级利用原则。

他突然又凑上前来，神秘地说：“你放心，就算康美娜永远也不能再回来，可是你还有老爸老妈呢。我比你更可怜，我什么也没有。”

5 水系统深度优化经济性分析

渣水处理系统水源为工业水和沉淀后含煤废水（见图6）。渣水混合物经破碎输送至脱水仓进行渣水分离，渣传送至船舱外运，水回流澄清。含煤废水处理系统部分详见《上海节能》2021年第03期《含煤废水循环利用技术措施的实践》。

5.1 节约水费分析

1）扬电公司发电水耗为1．75 m

/MW·h，为复核全厂总装机容量80%负荷水平衡试验数据，全年实际负荷不足全厂总装机容量50%，发电水耗实际年均超1．86 m

/MW·h。以三年平均发电量40亿kWh计算，单一节水收益为60余万元。

并且该控制系统主要目的是通过控制导轨俯仰角α从而控制小球在导轨上的位置x，故可针对系统状态量x和α设置偏差函数：

年节水收益＝节水量×水费＝〔（1．86 m

/MW·h－1．71 m

/MW·h）×40亿kWh〕×0．45元/m

＝60（万元）。

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以设备15年使用期计算，累计节水收益＝60×15＝900（万元）。

2）水平衡试验后，扬电公司对市政供给的厂内自来水系统进行了设备检查，消除缺陷20余处，安装用水配给计量表26只，加强厂内水务管理，月均自来水用量下降约5 000 t，年用量合计下降约6万t，年节约自来水费用约22万元，15年累计节约费用约达330万元。

3）合计节约水费约1 230万元。

5.2 预期投入

工程静态投资1 593万元，其中建筑工程费323万元，设备购置费262万元，安装工程费654万元，其它费用354万元。

5.3 综合经济性分析

工程动态投入及设施运营维护费用超过1 600万元，相对于节省1 230多万元水费，水系统深度优化项目属于净投入。在有效落实水利部《“十四五”时期建立健全节水制度政策实施方案》的同时，污水、废水零排放得以实现对大运河水系的保护。

6 水系统深度优化技术改造方案

6.1 原水预处理系统优化方案

拆除取水泵房内#3泵（Q=4 700 m

/h），更换一台变频水泵（Q=1 800 m

/h，H=25 m，N=132 KW），基础利旧，重新安装出水管由岸边泵房至原水泵房，废弃岸边泵房#2、#3腐蚀穿墙管，由#3、#4澄清池进水联络门、#4澄清池进水门之间接入系统。

供水系统两条，#1、#2、#4泵由原供水系统供四个澄清池，#3泵由新装管道供#3、#4澄清池。岸边泵房出水系统随机组负荷变化调节供水，澄清池后各水池无溢流，供水管道可切换，设备可以隔离消缺。

6.2 锅炉补水系统优化方案

1）超滤系统的反洗、正洗排水通过回收水泵送入原水预处理系统的机械加速澄清池回收处理，回路增加，超滤排水回收机加池由一个改为四个。

2）新建反渗透浓水回收水池，回收后输送至脱硫系统，不再进入雨水系统。

6.3 循环水、工业水系统优化方案

原水预处理系统优化之后，经模拟试验，以脱硫系统10 m

/h以内的废水量上限值计算，循环水水质按照标准要求浓缩倍率运行，可以保障脱硫废水回收处理，循环水系统现有设施可以确保稳定运行。同时，处于中间环节的工业水系统，溢流、回收不足等问题也迎刃而解了。

6.4 生活污水系统优化方案

将新材区域和燃料区域的生活污水纳入全厂生活污水处理系统，新材区域新建一座60 m

污水回收池，合并回收两个区域的生活污水。输煤综合楼北侧新建污水收集池，收集原二食堂及输煤综合楼的生活污水。现有生活污水处理设施处理能力为2×6 m

/h，满足不了优化后的厂内所有生活污水的处理要求，生活污水处理设施改作备用，厂内生活污水收纳汇集排至市政管网处理。

6.5 渣水处理系统优化方案

1）辅机冷却水回收改造方案：煤码头区域新建一座80 m

冷却水回收水池，回收至就近的冷却塔，作为循环水补水。

2）路面冲洗水回收改造方案：灰码头区域新建一座80 m

冲洗水回收水池，除渣供水泵房区域新建一座120 m

渣水溢流水池，汇集进行二级沉淀后作为燃料区域用水补水。

3）锅炉及除尘区域冲洗水回收改造方案：炉后区域新建一圈设置格栅类盖板的沟渠，通过沟渠将排水引至渣机下的溢流水池，导入渣水系统。除尘区域新建沟渠外，新建一座回收水池，通过泥浆泵将废水输送至渣浆前池，进入渣水系统。

改造后三个区域的渣水和雨水进行分质回收，梯级利用，渣水系统实现自身的水平衡。

6.6 脱硫废水处理系统优化方案

旋转喷雾干燥零排放系统前增设一个容积为200 m

脱硫废水缓冲池，脱硫废水由废水输送泵将20 m

清水箱的水改送至新增废水缓冲池，确保极端情况下稳定运行。

7 项目归纳

扬电公司的水系统深度优化改造工作，从布局企业远期水资源保护和循环利用策略起步，水平衡试验综合性分析开头，逐一探究子系统动态工况下设备功效输出实情，剖析系统性症结和设备匹配状况，搭建水系统优化框架，从立项、报批（中国华电函〔2020〕145号《中国华电集团有限公司打好污染防治攻坚战三年实施计划（2018-2020年）修订版》），到完成所有改造项目，历时两年零五个月，投入1 600余万元。长周期缘于深度的系统性考量以及多点施工复加疫情因素，单一项目创了扬电公司主机改造项目以外最大投入，每一个新蓄水池的设立、每一个新汇水挡板的布置、每一个新连接管的设置都是对水系统深度优化的科学考量。大规模的投入对综合性效益是可期的。