智慧水务在火力发电厂废水零排放项目中的应用

4智慧水务在火力发电厂中的应用

4.1改造背景

河北某大型火力发电厂是国家八五重点建设项目，河北省九五重点建设项目。东距市区37公里，西距县城1公里。目前装机容量为2600MW。分三期建设，一、二期分别为4×330MW湿冷机组；三期为2×640MW湿冷机组。发电用水的主要水源是黄壁庄水库水、城市中水和深井水。

循环水系统采用串联运行方式，#1、#2机组采用黄壁庄水库水作为循环水系统的补充水；#1、#2机组循环水系统排污水经弱酸树脂处理后作为#3、#4机组循环水系统的补充水；#5机组采用黄壁庄水库水作为循环水系统的补充水，#5机组循环水系统排污水经弱酸树脂处理后与平山污水处理厂中水一起作为#6机组循环水系统的补充水。

各期循环水排污水和水库水用作脱硫用水。化学制水系统水源为#3、#4机组循环水排污水原有零排放反渗透处理后水或水库水。生活水水源为深井水。

该厂通过获取城市的水资源用于生产，城市水资源包括河流水、水库水、深井水、城市中水等。但随着城镇的发展，城市污水处理厂处理的的中水会越来越多，且逐渐替代原先企业生产用水中的河流水、水库水、深井水等新鲜水的摄取，将其转为备用水源。

城市的中水、河流水也存在自身特性，例如城市中水在清晨、接近中午及傍晚到晚上24:00的时候水量最大的时间段，不可调控；河流水在雨季水量大，干旱的时候水量小，用水都要服从城市水体调度的影响。

因此，电厂作为城市的一部分，要建立自己智慧水务，并与城市智慧水务相互信息共享，共同调度取水、用水、排水信息，合理取水[7]。企业自身在进行智慧水务应用时，可以通过合理调配厂内水资源使用、减少水系统排水、精确调整循环水使用等方面深耕挖掘废水零排放对于节水的作用。

通过智慧水务系统和废水零排放项目的“软”“硬”结合能够帮助我们进行深度节水，且该厂自一期建设已运行近30年，水系统存在系统设计不合理、理念老旧，水资源存在高质低用，设备老化严重、故障率多等问题，因此废水零排放改造迫在眉睫。

4.2改造工艺

为优化全厂水平衡系统，通过水的梯级使用，提高水的重复利用率，该厂重新设计全厂水系统，在综合利用原有设备的基础上，通过改建和新购设备，提高废水回收率，在确保设备安全运行的前提下，大部分废水实现回用，少量难以回用的废水通过脱盐处理后，作为循环水补水，末端高盐废水通过旁路烟道蒸发结晶和机械强制蒸发结晶，从而基本实现全厂废水“零排放”。具体改造方案如图3-1所示。

图3-1废水零排放改造平衡图

4.3改造效果

4.3.1厂内水资源调配更合理

全厂废水改造后为了实现水资源的阶梯使用，不同水质的水资源使用和处理也更加细化，系统更加复杂。如何调配这些水资源的使用和处理设备的运行，是智慧水务的重点任务。

如：全厂的废水包括循环水排污水、脱硫废水、反渗透浓水、纳滤浓水、再生低盐废水、再生高盐废水、精处理再生含氨废水、城市中水、机组排污废水等，这些废水均需要处理回用、浓缩减量，最终到达末端处理。

在这些废水中，再生低盐废水、再生高盐废水、精处理含氨废水、反渗透浓水均是间断排水，城市中水量为变化的水量，不可调控。因此水从哪来，水去哪里，设备什么时候启动，什么时候停运，就需要智慧水系统帮我们解答。

通过各系统安装的流量、压力、水位及水质分析测点，建立智慧水务系统的感知体系，将各系统测点进行分析汇总，通过对供给、需求、废水计算和预测，可以提示各系统的切换和系统的启停运行，在满足机组设备安全前提下，合理分配水资源，减少设备运行，使废水处理起到节能降耗的作用。

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