火力发电厂全厂废水零排放改造方案优化研究

陈航,陈冰

摘要：我国社会经济的发展，人们对电力的需求呈逐年上涨的趋势，火电行业在发展的同时也形成了大量的废水，造成了严重的水环境污染的问题，同时也对我国的水资源带来不良的影响。随着我国对生态环境保护重视度的提升，废水标准排放、区域废水排放总量控制也更加严格，为了保证火电行业的发展，火电废水处理技术也不断得到创新，因此对火力发电厂全场废水零排放改造则有重要意义。火力发电厂在改造前存在很多取排水的问题，水处理设施无法满足循坏水运行的要求，进行火力发电厂全场废水零排放改造的目的在于促进资源的合理化应用，保证废水零排放。

关键词：火力发电厂；全厂废水；零排放；改造方案；优化对策

随着我国发电技术的进步出现了很多新型的发电方式，其中火力发电是历史最悠久、发展最成熟的方式，也是目前我国最常用的发电方式。现代的火力发电厂相比传统火电厂有了很大的进步，现代火力发电厂是一个巨大的、复杂的电能生产系统和热能生产系统，主要包括控制、电气、汽水、燃烧、脱硫脱硝部分，运行的核心设备是过滤、发电机等，核心设备放置在主机房中，极大配电装置、主变压器则单独设立在户外。水资源是人们生存赖以生存的重要资源，电力工业是我国民生经济的支柱，是消耗水资源大户同时也是排水大户。我国经济的发展，人们生活水平的提高，所需用电的电器不断增多，因此也对电力提出了更高的要求，水资源短缺目前是电力行业发展需要解决的重点问题。

一、火力发电厂给排水水量水质特点

（一）火力发电厂的给水

我国的火力发电厂用水量占总工业用水的40%左右，平均装机耗水量相比国际水平提高50%左右，也就是说每年需要多消耗15亿立方米的水，随着火电装机容量、发电量的提升，我国的火力发电厂发电耗水量有所降低，不过整体用水量以及废水排放量依然较高[1]。

（二）火力发电厂的排水

第一，电厂排水的分类和水质特点。火力发电厂的排水包括灰水、循环水、脱硫系统排污水、各车间排水、生活污水等。循环水中不仅含有大量的盐分，还有阻垢剂、防腐剂，这些都是有毒成分；化学除盐水系统排除的废水中的PH值以及悬浮物都不达标；灰渣系统排水的水质非常差，有很多重金属、悬浮物，而且PH值也不达标；工业冷却系统排水中有固体残渣、轻微油污染，但是水质相对来说较好；脱硫系统废水中包括重金属、悬浮物、氯化物等物质；生活污水中有蛋白质、油脂等。第二，各系统的排水量。电厂排水量与用水子系统的排水量之间存在密切的关系，按照废水逐级利用的原则，一个系统排水能够成为另一个系统的给水，电厂外排废水量与各用水子系统的废水利用率有关，零排放的火力发电厂通过对废水的重复使用和末端处理，能够做到整个电厂没有外排废水的要求。见表1。

表1  火电厂的用水子系统排水情况[2]

废水	频率               排水量（%）
冷凝器冷却排污系统 其他冷却系统排污 化学水处理系统排污 锅炉排污 锅炉及设备清洗排污 冲灰废水 脱硫系统排水 煤场及输煤系统排水 生活废水 含油废水 杂用水系统排污	连续                30～60%      连续                10～20%      间断                3～6%      连续                1～4%      间断                1.5～3.5%      连续                20～50%      连续                10～15%      间断                0.5～3%      连续                1.5～4.5%      间断                0.1～0.5%      间断                1～2%

二、电厂现行水系统存在的问题

（一）水循环设施存在问题

第一，高效过滤器故障。循环水补充水处理系统设计进水A水库水，A水库的水指标处于恶化阶段，水中的悬浮物、有机物、含盐量不断增加。在水质恶化的过程中，悬浮物和COD明显高于循环水补充水处理系统的设计值，从而导致高校过滤器压差的提升，系统处理核心下降，循环水补充水处理系统的处理严重与不足。第二，弱酸系统存在问题。由于水库中的水质恶化，高效过滤器的能力有所下降，因此弱酸系统处理能力也随之降低。第三，自用水量较大。双流弱酸反洗水和再生水的收集，某电厂的脱硫工艺水主要是循环水排污水和处理后的生活污水。弱酸再生废水的硬度、含盐量高于循环水排污水，不过对脱硫系统造成较大影响的氯离子、含磷量和悬浮物都低于循环水排污水，因此可以将弱酸再生废水作为脱硫工艺水。大量弱酸再生废水会提高工业的废水量，最终导致无法实现废水零排放。第四，高效过滤器中的悬浮物较多，从而会导致弱酸底部石英砂配水淤堵，后期维护工程难度较高。双流弱酸床每年要进行两次大修，每次都要更换设备部件，维修成分就达到90万元每年

[3]。

（二）循环水补充水处理系统对循环水系统带来的影响

第一，夏季高负荷中循环水补水系统。根据研究，随着水库水质的恶化，高校过滤器的能力明显下降，从而造成循环水浊度的提升。第二，大量未通过处理的生水直补水塔，造成循环水系统浓缩倍率降低，取水量、取水费、污水排放量、排污水处理费用都明显增多，同时也导致循环水悬浮物升高，容易在换热器表面形成沉淀，造成凝汽器铜管腐蚀风险的提升。

三、火力发电厂全厂废水零排放技术改造对策

（一）循环水高浓缩倍率运行，实现全厂废水零排放 

将水库水作为水源，针对循环水的补水系统进行改造，以此来达到全厂废水零排放的要求。通过新建的循环水补充水石软化过滤系统，保证循环水补充水通过预处理装置，将现有的高效过滤器进行改造作为循环水旁流过滤系统，按照水质和全厂的实际耗水量以及循环水系统的腐蚀情况，将循环水浓缩倍率亏功能指在7.1倍，保证循环水排污水完全通过脱硫、消防等手段消耗掉，实现循环水系统零排水。按照电力行业的环保要求以及排污许可情况针对脱硫废水采用三联箱处理装置，对无法回用的脱硫废水进行固化处理[4]。

（二）循环水排污水脱盐，实现全程废水零排放

将水库水作为水源，针对循环补水系统进行改造来达到全厂废水零排放的要求。在循环水排污水综合使用后，剩余的循环水进行脱盐、脱硫等对应处理，根据进水水质和全厂的耗水量，结合水循环系统管材消耗和循环水清洁度的要求，将水循环浓缩倍率控制在5倍。通过循环排污水脱盐处理实现的废水零排放技术，需要采用石灰软化过滤系统、膜脱盐系统以及脱硫废水零排放技术，改造后的脱硫系统补水不需要水库水，可以使用其他系统排出的污水，减少了对干净水的摄取量，真正实现了水资源的循环利用。

三、小结

    火力发电厂水务系统是一个复杂且繁琐的系统，各系统之前的水量波动较大，末端废水浓缩减量后可以全部回用且不需要固化处理。因此全厂用水系统适合配备远传功能的流量计，相关人员要积极掌握电厂运行的实际水量，做好循环水务的管理。

参考文献：

[1]李城孝.关于燃煤火力发电厂脱硫废水零排放处理工艺的探讨[J].中国设备工程,2022(12):123-125.

[2]石中喜.燃煤电厂末端废水零排放处理系统改造分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2021(12):185-187.

[3]周锋,冯锋,王伟,王鑫,戴媛媛.脱硫废水零排放车间值守智能化系统研究与设计[J].现代工业经济和信息化,2021,11(08):116-118.

[4]王正飞. 火力发电厂全厂废水零排放改造方案优化研究[D].山东建筑大学,2021.