火力发电厂深度节水技术措施探讨

[摘要]探讨火力发电厂深度节水技术措施，分析煤中取水的重要性和可行性，达到节能节水，降低运营成本，提高经济效益目的。

[关键词]节能降耗；深度节水；火力发电

随着国家加快推进大气污染防治行动计划，以及“西电东送”特高压通道的建设，一批超临界、大容量煤电一体化坑口电站也纷纷相继建设投产，切实将内蒙古自治区褐煤资源优势转化为经济优势，拉动了少数民族地区经济发展，在满足东部沿海地区电力需求的同时，保护生态环境意义也十分重大。除了当地政府实施了一系列的严格的水资源管理政策，如“城市中水再利用”等一些积极的节水措施外，企业也纷纷在最初的设计上采取了诸如：主辅机空冷、干除灰渣、输煤系统真空清扫、雨水收集、废水回收再利用等积极有效的节水措施。

但我们认为上述节水措施还远远不够，经过研究和分析，当地电站所燃用的煤种多为褐煤，水分Mt高达30%左右。因此，“向煤要水，从煤中取水”成为我们亟待研究和开发的课题。

1 当地水资源条件

电厂位于内蒙古中东部，属于干旱半干旱草原气候，年平均降水量297mm，境内地表水系不发育，虽有四条河流，但多数为季节性河流。根据当地的水源条件，电厂可用水源有煤矿疏干水、水库水地表水、城市污水处理厂的再生水共3个水源。按照以上水源的具体情况和国家的用水政策以及工程煤电一体化的特点，因此电厂的水源主要考虑使用城市中水和煤矿疏干水。

2 火力发电厂耗水量现状及节水途径

电厂节水是一项牵涉到各个专业和部门的工作，合理的设计、高效低耗的节水技术和设备、电厂的运行管理，各方面都是相辅相成的，缺一不可，要以经济合理和保护水环境为条件，凡是可以重复利用的水要多次使用，做到各种水质的水都能“水尽其用”，提高污水的回用率，从而减少用水量和排水量，提高经济效益和社会效益。尤其在电厂的规划和设计中要把节约用水作为一项重要的技术原则，通过机组选型、优化机组冷却方式和冷却水系统、合理选择冷却方式、除灰系统、脱硫形式、加强水务管理、开展废水治理和废水资源化等措施，为施工和生产过程中的节约用水，降低耗水指标创造条件。

3 燃用煤质情况

4 煤中水分高对于电厂锅炉经济性燃烧不利因素分析

一是增加碎煤系统负担，首先该煤种哈氏可磨系数为58，再加上水分高，较难破碎和磨制，因此增加了破碎机和磨煤机的机械损耗和电耗。

二是由于煤中水分高，因此也相应增加了磨煤机干燥风量，增加了热耗。

三是在冬季，北方气温可达-30℃，极端时夜间可达-40℃，极容易造成输煤系统因燃煤冻结导致上煤困难和锅炉原煤斗因棚煤（因冻结造成下煤不畅）导致机组减负荷运行的被动局面。

四是对于循环流化床锅炉等炉型而言，由于煤中水份高，使得锅炉烟气量增大，水份在炉膛中吸收大量热量后，随着烟气流动到尾部烟道又释放出汽化潜热，致使排烟温度升高，从而降低锅炉热效率。

5 降低煤中水分，对电厂经济性的有利因素分析

一是经研究采用褐煤干燥技术，可提高燃煤热值近900大卡，可显著提高锅炉效率，降低发电标准煤耗和厂用电率。

二是将煤中的水分回收利用，经初步测算，每台机组可回收水量约90吨/小时，可减少电厂水资源消耗量，具有显著地经济效益和社会效益。

6 取水方式分析

一是氮气循环法蒸汽管回转煤干燥工艺，该技术应用广泛，具有煤调湿和冷凝水余热回收利用等技术特点，可实现生产过程自动控制，并与电厂生产系统实现互联，技术较为成熟，运营成本低。缺点是蒸汽回转干燥设备庞大，占地空间大，且水回收需另设装置。

二是采用过热蒸汽内加热流化床干燥工艺，该工艺已在电厂领域成功应用，燃煤提质效果明显，设备运行可靠性高，技术路线成熟，可有成效回收煤中水分，且水质好，可作为机组水耗的补充。缺点初期投资成本较大。

三是采用脱硫塔后净烟气取水技术，即在脱硫岛后设置一级烟气换热器，冷却烟气降低烟气中水蒸气含量，达到收集冷凝水的目的，将收集到的凝结水经处理后做为电厂补充水加以利用，缺点是烟气中化学成分复杂，处理难度较大，应用面较窄。

7 结语

火力发电厂一直是我国取水量最大的行业之一。近年来我国加强了水利资源的保护和管理，在缺水地区新建火力发电厂基本采用空冷机组，与湿冷机组相比，耗水量减少了80％以上。同时，加大了污、废水处理的力度，达到了废水零排放。这些，特别是对于本电厂，地处煤炭资源丰富，但煤质低劣，需要最大限度的利用地区有限的水利资源，建设更多大容量的深度节水型火力发电机组。可见，节约用水、建设深度节水机组对本工程来说有着重要而深远的意义。综上所述，在缺水地区建设电厂，采用“煤中取水”是企业节约水资源，提高经济效益，实现可持续发展的有效途径，也是建设资源节约型和环境友好型企业的必由之路。