【技术汇】火电厂水平衡试验后的节水改造

作者 | 郑春华

华电新疆发电有限公司红雁池电厂 

关键词：水平衡试验 节水 改造

华电新疆发电有限公司红雁池电厂（以下简称华电红雁池电厂），装机容量为4×200MW机组，冷却水系统采用敞开式循环冷却方式。华电红雁池电厂的生产用水和大部分生活用水的补充水为国电红一电300MW机组循环水入口，通过补给水泵输送到厂区净化站系统后，一路通过无阀滤罐过滤后补充厂区的生水系统和生活水系统用水，另一路作为工业、消防用水系统和冷却塔循环水系统的补水。在正常情况下，工业、消防蓄水池的补水门是关闭的。厂区的少部分生活用水来自乌鲁木齐市政自来水供水系统，主要供食堂、行政楼、招待所、单身楼用水和车间的饮用水。

厂区主要水损失有：工业用户的排、漏和不合理使用损失，冷却塔蒸发、排污损失，化学水处理系统的废水排放损失，生活水消耗，冲灰渣蓄水池的溢流，部分辅机冷却水的外排，机组汽水循环跑、冒、漏损失等。 

 为摸清电厂的用水状况和制定切实可行的节水技术措施，华电红雁池电厂委托华电电力科学研究院进行全厂水平衡试验，该试验分为夏季纯凝和冬季供暖两个工况，夏季纯凝工况(简称夏季工况)的现场试验于2015年7月至2015年9月顺利完成，夏季试验工况，全厂总用水量为171304m³/h，全厂实际总耗水量为1983m³/h，复用水流量为169321m³/h，复用水率为98.84%，全厂发电水耗率为4.15m³/(MW·h)(1.15m³/(GW·s))；冬季供暖工况(简称冬季工况)的现场试验于2015年12月1日至2016年3月7日顺利完成。总用水流量为118462.5m³/h，全厂实际总耗水量为951.5m³/h，复用水流量为117551 m³/h，复用水率为99.23%，全厂发电水耗率为1.99m³/(MW·h)(0.55m³/(GW·s))；夏季由于试验期间电负荷因素影响，高于DL/T 783-2001规定淡水循环供水、单机容量小于300MW的凝汽式电厂全厂发电水耗率应在2.52~3.24m³/(MW·h) （0.70~0.90 m³/(GW·s)）之内的规定；华电红雁池电厂全厂发电水耗率冬季达到优秀水平，夏季由于受电负荷影响，全厂水耗率高于DL/T 783-2001规定标准。

表1 各系统排污量统计表

通过水平衡试验，摸清了华电红雁池电厂外排废水的量，并制定可以回收利用的废水，确定改造方案，进行系统改造，将可利用的水重新利用，降低发电水耗，节约水资源。

2.1 对燃油泵房油罐冷却水回收改造

原#1、#2油罐夏季需投入冷却水降温，冷却水利用生活原水，循环后排入地下窨井的外排废水排放系统，未得到利用。通过对现场进行考察，确定将油罐围堰外现排水总口接长管道，利用废旧管道，引入污水站清水池，用于夏季厂区绿化用水。每年夏季4个月大约能减少废水排放量14000吨。

2.2 对泥水沉淀池澄清后上部清水的回收改造

2016年全厂水平衡试验，发现化学泥水沉淀池澄清后的清水，直接排入工业废水下水道，造成大量水资源浪费。为节约用水，现对化学泥水沉淀池澄清后的清水进行回收，利用以前从泥水沉淀池一沉池排至新增阀门室的一趟DN159的直埋管路，在靠近3号澄清池南侧截断，至新增阀门室管路一侧加装堵板，另外一侧新增管路引至3号澄清池内，新增管路长18m，实现泥水沉淀池澄清后清水的回收利用。改造后设备运行正常。按照化学定期工作规定，平均每两天泥水沉淀池排污一次，每月15次，每次排水20吨，合计每月回收泥水沉淀池排水300吨，每年回收排水约3600吨，因此，通过节水改造项目每年节约原水3600吨。

2.3 对无阀滤罐的反冲洗水的回收改造

2016年全厂水平衡试验，发现无阀滤罐的反冲洗水直接排入工业废水下水道，造成大量水资源浪费。为节约用水，现对无阀滤罐的反冲洗水进行回收。在原无阀滤罐反洗排水窨井排入工业下水道上增加阀门，新增一根排水管，依靠地势差，直埋管路顺势引至1号塔池内，在1号塔池旁边在制作阀门井（井深0.5m）1个，将水回收至1号塔池。每日无阀滤罐反洗一次，每次反洗排21.45吨，合计每年无阀滤罐反洗排水约7829吨，因此无阀虑罐反洗排水回收至1号塔池的节水改造，一年共计节约原水约7829吨。

2.4 对1号、2号机凝结水泵及低加疏水泵冷却水的回收改造

2016年全厂水平衡试验，发现1号、2号机凝结泵及低加疏水泵冷却水回水直接排至污水井，造成大量水资源浪费。为节约用水，现将1号、2号机凝结泵及低加疏水泵冷却水回水进行回收。将原1号、2号机低加疏水泵旁排水坑出口封堵，将排水坑扩大（长800mm*宽500mm*深250mm）。在低加疏水泵旁排水坑至凝汽器排污泵坑之间开水槽，将低加疏水泵冷却水回水引至凝汽器排污泵坑。在1号、2号机凝汽器泵坑排污泵出口总管上加装三通，新增管路将1号、2号机凝结泵及低加疏水泵冷却水回收至工业回收水池，进行重新利用。根据水平衡报告，1、2号机组凝结泵冷却水冬夏季平均在1.27m³/h、

1.23 m³/h，1、2号机组低加疏水泵冷却水冬夏季平均在2.03m³/h、2.23 m³/h，2016年1、2号机组运行小时分别为3675小时和4919小时，改造后可节约用水1号机组12127吨，2号机组17124吨，合计可回收水量29251吨。

2.5 对捞渣机渣仓析水排水进行回收改造

#1-4号炉捞渣机渣仓析水排水管原来是外排至地沟，现将渣仓析水排水管直接引至捞渣机渣箱内进行回收重新利用，不进行外排，单机组每小时可回收水2t，四台机组节约用水8t/h，2016年全年机组运行5759.77小时，全年共节约用水46078吨。

2.6 利用炉后工业水进行绿化，降低塔池倍率减少排污的改造

1、2号冷却塔的补水流量为749 m³/h(见表2)，3、4号冷却塔的补水量为513 m³/h。由于1、2号机组炉侧的部分辅机冷却水经炉后工业回收水母管流至3、4号冷却塔，数值为228 m³/h，这就造成3、4号冷却塔在长期排污的情况下，浓缩倍率维持在较差的水平，而1、2号冷却塔常年不排污的情况下，浓缩倍率保持在很好的水平。水平衡试验期间，1、2、3、4号冷却塔的浓缩倍率曲线(见图1)。建议在3、4机组炉后工业回收水泵的出口加装管路，把部分炉后工业回收水引至1、2号冷却塔，这样可以减少3、4号冷却塔的排污量。

表2 冷却塔补水量

因我厂绿化面积较大，原绿化水使用燃料废水处理后清水池的水，不足绿环时使用原水。为有效利用院水，减少排污量，于2016年07月对炉后工业水至#1、#2号冷却塔回水管进行了改造，将炉后工业水部分替代绿化水，具体方案实施如下：在炉后工业水至#1、#2冷却塔手动门后管路沿线每隔50米加装放水门，门后接50MM放水管，可随时与绿化水临时管线相连。在#3机主变对侧，炉后工业水至#1、#2冷却塔放水点处加装放水门，并铺设绿化水管线至#3、#4冷却塔及东大门围墙处。在#2冷却塔挡土墙处加装工业水至绿化水母管连接管，并增设联络一、二次门，在塔池倍率高时排污的水即进行绿化，2017年大约有14000吨水用于绿化，有效降低了原水的耗量。

华电红雁池电厂在2007年水平衡试验后，已进行了多项节水改造项目，对大部分的外排废水进行了回收。2017年针对2015-2016年进行的冬、夏两季水平衡试验结果所暴露出的主要排水问题，又进行了进一步的技术改造，取得了明显的节水效益，这一点也可以从近两年的发电水耗数据得以验证，数据见下表3。

表3  2016和2017年用水情况统计表

2017年比2016年同期综合水耗降低0.23m³/(MW·h)，完成20.05亿千瓦时的发电量，发电量较上年略有增加，较上年少取原水44.53万吨，节约水费约22.56万元。

表4 节水改造直接经济效益统计

 华电红雁池电厂通过本次水平衡试验，掌握了本厂用水现状和各用水系统取、用、排之间的定量关系，把握了节水工作的重点，实现科学、合理用水管理。并通过完成上述节水项目技术改造工作，大量地节约了原水的取用，降低了发电成本，企业直接获得了经济效益。火力发电厂作为水资源的工业大用户，在新疆这样严重缺水的地区，华电红雁池电厂做到节约用水、减少废水排放的同时，对电厂周边水资源环境也进行了更好的保护，此项工作具有很好综合效益，值得同类电厂借鉴。

[1]《华电新疆发电有限公司红雁池电厂全厂夏季水平衡试验报告》[R]华电电力科学研究院  2015-09

[2]《华电新疆发电有限公司红雁池电厂全厂冬季水平衡试验报告》[R]华电电力科学研究院  2016-03