1、典型火电厂用水、排水分析
典型火电厂用水分析典型电厂中的用水单元分为循环冷却水系统， 化学除盐类工艺。由于湿法脱硫技术已经很成熟，脱硫效率高，应 用很广泛约占85%。 脱硫系统用水主要有系统蒸发和渗漏掉一部分水，还有副产品的清洗水和包含水。脱硫系统用水 量和燃烧煤种的含硫量有很大的关系，含硫量高用水量大。 对于这部分废水可以送到冲灰水系统。 烟气脱硫用水对水质的要求不高，可以利用其它系统的废水。 杂用水系统。 厂区的杂用水很多， 包括浇洒道路用水、绿化用水、检修用水、机房杂用水、输煤系统冲洗水、 原煤加湿用水等。
1．1 典型火电厂排水分析火电厂的排水分为经常性排水和非经常性排水。 经常性 排水包括主厂房内的生产排水，化学水处理车间的排水，辅助设备冷却用水的排水冷却塔的排水生活污水，灰场排水，脱硫系统排水和其他废水。非经常性排水包括设备检修 废水，化学清洗排水，锅炉排污，含油污水，雨水排水等。 典型电厂中的废水水质为: 循环水的排污水除了含有大量的盐分外，还有防腐，防垢加入的药剂，这部分药剂是有毒的；化学除盐水系统的排水主要是 pH 值和悬浮物不合格；灰渣系统排水的水质比较差，含有很多重金属，悬浮物和 pH 值不合格；工业冷却系统的排水主要含有少量的固体残渣和轻微的油污染、水质较好；脱硫系统的废水主要含有重金属、悬浮物和氟离子、氯化物等；生活污水中主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂等有机物。
水系统(锅炉补给水系统) ，灰渣用水系统，工业冷却水系统，生活及消防水系统，杂用水系统和脱硫用水系统。
(1) 循环冷却水系统。 循环冷却水系统主要用于冷却凝 汽器排汽系统，分为湿式冷却和干式冷却。干式冷却(空冷系统)节水效果很明显，耗水量仅为湿式冷却的 1%多，但 是干式冷却系统有一些缺点，如投资大，冷却的效率低(会 影响电厂的经济性和机组的出力)，运行管理复杂等;湿式 冷却水系统一般分为直流式和循环式两种， 用水量和耗水量很大， 在湿式冷却的电厂中循环水的用量约占到电厂总用水 量 90%以上。
(2) 化学除盐水系统。 化学除盐水系统主要处理锅炉用水的补水。在凝汽器发电厂中，锅炉补给水量等于锅炉排污 量和各项汽水损失之和，大致相当于锅炉蒸发量的 5%～ 7%。在热电厂中应根据热力负荷及凝结水的回收程度来决定锅炉补给水量。
(3) 生活及消防水系统。 电厂生活用水量与每个电厂的实际情况有关，包括职工的人数，是否对家属区供水等。消防用水量应按室内消防用水量和室外消防用水量之和计算。
(4) 工业冷却用水系统。 火力发电厂的工业冷却水分为间接冷却水和直接冷却水两种。 间接冷却水通过热交换器换热，不受传热介质污染，主要用于主冷油器，发电机空气冷却器，辅助冷油器和锅炉辅机等设备，这部分水可以利用循 环水系统的水;直接冷却水和热介质直接接触冷却，如轴承 冷却水和一些转动设备的冷却水。
(5) 灰渣用水系统。灰渣用水系统是电厂第二大用水和耗水系统。对于除灰方式主要有水力除灰和干除灰。现在干 除灰能最大程度地节水，并且干灰可以被用来生产水泥，铺 路等，干除灰得到了越来越多的重视。但我国大部分电厂仍采用水力除灰，冲灰水的大量排放不仅浪费水资源，又由于灰水pH 不合格和含有重金属等，对环境造成很大的污染。 灰渣水损失可占电厂水损失的10%～45%， 主要是灰渣水的 渗漏，蒸发损失。
(6) 脱硫用水系统。 电厂烟气脱硫技术按脱硫过程是否 加水和脱硫产物的干湿状态，可以分为湿法，半干法和干法。
2、火电厂节水
火电厂节水主要通过两种途径来实现： 一是采用节水型的系统，合理分配补水，减少新鲜水补给量;二是充分回收各种废水，重复利用。
2．1 用水系统节水火电厂耗水量较大的有汽轮机冷却系统损失， 除灰系统用水和循环水排污。对于带湿式冷却塔的循环冷却水系统， 其节水措施主要是减少风吹损失和提高冷却塔冷却效率。 可在冷却塔进水位置上侧安装收水器减少风吹损失。 采用水力输灰的火电厂除灰用水的补水主要采用循环排污水。除灰系统采用浓浆输灰，灰水比例根据全厂水量及 灰场水量平衡综合考虑。 浓浆水力除灰不仅减少了厂区水补给量， 且减少了排放量灰水; 闭路循环是节水的另一个途径。 另外，干除灰耗水量甚少，采用干法输灰也是火电厂节水的一个有效措施。 目前， 国内火电厂汽轮机尾部排汽冷却一般采用带湿式冷却塔的循环冷却水系统，冷却过程中有大量的蒸发，风吹 及排污损失，这部分损失占全厂补水量的 60%以上。20 世 纪 30 年代国外提出干式空气冷却系统。空冷系统分为直接 空冷和间接空冷， 直接空冷是将汽轮机的排汽直接通过表面 散热器与空气热交换; 间接空冷是汽轮机排汽首先与循环水 换热后，循环水通过表面散热与空气进行间接热交换，冷空 气由空冷塔或风机供给。与同容量的湿冷机组相比，空冷机 组冷却水系统可节水 97%以上， 全厂性节水约 62%。 应用该 技术虽节水率高，但空冷机组一次性投资和能源消耗较高， 适用于富煤缺水地区。另外，火电厂也可采用干湿联合冷却 系统，使长年运行的空冷段发挥节水功能，夏季运行湿冷段 发挥省煤效能。 随着节水措施的不断出现，脱硫用水，工业用水，锅炉 排水等系统的节水受到重视，脱硫用水对水质要求不高，故 可用冷却塔出水，工业用水虽水量较少，但一般水质较好， 温升不高，可考虑串联使用，即水质较好的经回水管或集水箱返回至循环水系统使用;锅炉补给水水质要求高，锅炉冷 凝水的水质也较好，因此，未经处理的锅炉冷凝水可循环用于几乎所有的用水系统，经处理后可用于脱硫及设备冷却。
2．2 废水处理与回用
(1) 循环冷却水系统 循环冷却水排污水中除了含大量盐分外，还有为防腐， 防垢而加入的药剂，这些药剂有一部分是有毒的，因而排污水处理与再用是电厂废水处理过程中的一个新课题。 排污水处理的原则是尽可能的减少排放量，以降低处理废水费用， 其处理方法是除盐或软化。 脱盐后的水可作为除盐水的补充水或冷却塔的补充水。 当用反渗透出水供锅炉补给水处理装 置作为原水使用时，由于该水含盐量较低，可以节省锅炉补 给水处理装置的酸碱消耗量，从而使得年运行费用减少，进一步提高其经济性。另外，也可通过对冷却塔补充水进行软化除盐处理或采用高效水质稳定剂，以提高循环水浓缩倍率，减少冷却塔排污量，节约用水。再循环到蒸发冷却塔的冷却水含有溶解的和悬浮的固体， 这些固体会随冷却塔补给水进入到系统中。 较好的处理方法是连续处理一部分水以除去沉淀形成的物质——通常用澄清和软化联合处理。这样， 冷却塔排污中固体浓度可高达 10～30 g/L。采用适当的处理，水的再循环是可能的，且可避免排污到排水沟，湖泊或蒸发池中。
(2) 冲灰渣水系统 目前新建电厂的除灰方式有了较大的改进， 有条件的地 方首选干除灰方式;若采用水力除灰，灰水尽量做到闭路循 环;当灰水闭路循环确有困难时，则使用高浓度水力除灰。 大部分老厂有望实现从稀浆输灰向浓浆输灰转变。 对于新设计系统，采用灰渣分排，渣水闭路循环。采用这些措施，可使冲灰新鲜水用量及废水外排量大幅度下降。 目前对除灰系 统的改进措施主要包括:浓相气力输送系统的国产化，干灰储存与粉煤灰综合利用的开发应用， 以及干排渣系统的实际应用。 新建火电厂锅炉均采用灰渣分排技术， 节水效果明显。
(3) 生活用排水系统 厂区的生活污水根据其特点，处理应以生物膜法(一般采用接触氧化法)为主。其主要工艺流程为:格栅井→调节 池→升压→初沉池→接触氧化池→混凝沉淀池→消毒池→ 过滤→清水池。 生活污水水质仅上述处理后可以直接用于冲 灰，绿化，冲厕等低质用水的场合。
(4) 锅炉水系统 锅炉补给水主要来自于化学车间制水。化学车间来水取自电厂水源地，源水一般在絮凝池中和絮凝剂作用沉淀澄清， 再进入阴阳离子交换设备和混合离子交换设备除去水中的大部分盐类，最后经过加药处理后去锅炉。有些电厂采用离子交换设备与滤膜相结合的办法， 对原水进行处理后作为锅炉补给水，这种处理过的水含盐量低，对电厂后续工艺设备的结垢腐蚀影响较小， 循环再利用时可以有较高的浓缩倍率。 采用离子交换设备不可避免地存在离子交换柱的定时失效问题，需要不定时地进行反洗，反洗过程中产生废排水。 化学排水的再利用取决于排水水质。 化学车间再生废水一般呈酸性，可与炉渣充分混合中和，炉渣的碱性足以中和这部分酸性水， 在渣池内得到中和的水可一部分用作冲渣水的补水，剩下的水作为输煤栈桥煤粉冲洗水。
(5) 其它水系统除上述水系统外， 还包括煤洗场冲洗水， 烟气脱硫废水， 含油废水。其中含油废水经油水分离器后送入废水处理站。 废水处理站出水可直接作为冲灰水的补充水。 煤洗场冲洗水和烟气脱硫废水可直接作为冲灰水。 烟气净化—烟气脱硫系 统节水最关键的是吸收器的冲洗和泵的密封。 改进可采用不经常的，冲洗强度大一些的冲洗而不是连续冲洗，也可用浓缩池的溢流水来取代外部的水源也可减少冲洗水耗。
3、结语
火电厂节水涉及到电厂锅炉，汽轮机，火电水工，电厂化学，电厂除灰及环保等专业，在节水过程中必须将各专业 融为一体，总体考虑节水效果;火电厂节水技术包括用水， 复用，处理，回用，排放等环节，多种节水技术联合使用成为火电厂节水技术的发展趋势。火电厂节水是一项系统工程，从设计至投运各个环节不但要考虑经济效益，还要考虑到环境的承受力， 必须做到电力发展与环境保护相协调。
典型火电厂用水分析典型电厂中的用水单元分为循环冷却水系统， 化学除盐类工艺。由于湿法脱硫技术已经很成熟，脱硫效率高，应 用很广泛约占85%。 脱硫系统用水主要有系统蒸发和渗漏掉一部分水，还有副产品的清洗水和包含水。脱硫系统用水 量和燃烧煤种的含硫量有很大的关系，含硫量高用水量大。 对于这部分废水可以送到冲灰水系统。 烟气脱硫用水对水质的要求不高，可以利用其它系统的废水。 杂用水系统。 厂区的杂用水很多， 包括浇洒道路用水、绿化用水、检修用水、机房杂用水、输煤系统冲洗水、 原煤加湿用水等。
1．1 典型火电厂排水分析火电厂的排水分为经常性排水和非经常性排水。 经常性 排水包括主厂房内的生产排水，化学水处理车间的排水，辅助设备冷却用水的排水冷却塔的排水生活污水，灰场排水，脱硫系统排水和其他废水。非经常性排水包括设备检修 废水，化学清洗排水，锅炉排污，含油污水，雨水排水等。 典型电厂中的废水水质为: 循环水的排污水除了含有大量的盐分外，还有防腐，防垢加入的药剂，这部分药剂是有毒的；化学除盐水系统的排水主要是 pH 值和悬浮物不合格；灰渣系统排水的水质比较差，含有很多重金属，悬浮物和 pH 值不合格；工业冷却系统的排水主要含有少量的固体残渣和轻微的油污染、水质较好；脱硫系统的废水主要含有重金属、悬浮物和氟离子、氯化物等；生活污水中主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂等有机物。
水系统(锅炉补给水系统) ，灰渣用水系统，工业冷却水系统，生活及消防水系统，杂用水系统和脱硫用水系统。
(1) 循环冷却水系统。 循环冷却水系统主要用于冷却凝 汽器排汽系统，分为湿式冷却和干式冷却。干式冷却(空冷系统)节水效果很明显，耗水量仅为湿式冷却的 1%多，但 是干式冷却系统有一些缺点，如投资大，冷却的效率低(会 影响电厂的经济性和机组的出力)，运行管理复杂等;湿式 冷却水系统一般分为直流式和循环式两种， 用水量和耗水量很大， 在湿式冷却的电厂中循环水的用量约占到电厂总用水 量 90%以上。
(2) 化学除盐水系统。 化学除盐水系统主要处理锅炉用水的补水。在凝汽器发电厂中，锅炉补给水量等于锅炉排污 量和各项汽水损失之和，大致相当于锅炉蒸发量的 5%～ 7%。在热电厂中应根据热力负荷及凝结水的回收程度来决定锅炉补给水量。
(3) 生活及消防水系统。 电厂生活用水量与每个电厂的实际情况有关，包括职工的人数，是否对家属区供水等。消防用水量应按室内消防用水量和室外消防用水量之和计算。
(4) 工业冷却用水系统。 火力发电厂的工业冷却水分为间接冷却水和直接冷却水两种。 间接冷却水通过热交换器换热，不受传热介质污染，主要用于主冷油器，发电机空气冷却器，辅助冷油器和锅炉辅机等设备，这部分水可以利用循 环水系统的水;直接冷却水和热介质直接接触冷却，如轴承 冷却水和一些转动设备的冷却水。
(5) 灰渣用水系统。灰渣用水系统是电厂第二大用水和耗水系统。对于除灰方式主要有水力除灰和干除灰。现在干 除灰能最大程度地节水，并且干灰可以被用来生产水泥，铺 路等，干除灰得到了越来越多的重视。但我国大部分电厂仍采用水力除灰，冲灰水的大量排放不仅浪费水资源，又由于灰水pH 不合格和含有重金属等，对环境造成很大的污染。 灰渣水损失可占电厂水损失的10%～45%， 主要是灰渣水的 渗漏，蒸发损失。
(6) 脱硫用水系统。 电厂烟气脱硫技术按脱硫过程是否 加水和脱硫产物的干湿状态，可以分为湿法，半干法和干法。
2、火电厂节水
火电厂节水主要通过两种途径来实现： 一是采用节水型的系统，合理分配补水，减少新鲜水补给量;二是充分回收各种废水，重复利用。
2．1 用水系统节水火电厂耗水量较大的有汽轮机冷却系统损失， 除灰系统用水和循环水排污。对于带湿式冷却塔的循环冷却水系统， 其节水措施主要是减少风吹损失和提高冷却塔冷却效率。 可在冷却塔进水位置上侧安装收水器减少风吹损失。 采用水力输灰的火电厂除灰用水的补水主要采用循环排污水。除灰系统采用浓浆输灰，灰水比例根据全厂水量及 灰场水量平衡综合考虑。 浓浆水力除灰不仅减少了厂区水补给量， 且减少了排放量灰水; 闭路循环是节水的另一个途径。 另外，干除灰耗水量甚少，采用干法输灰也是火电厂节水的一个有效措施。 目前， 国内火电厂汽轮机尾部排汽冷却一般采用带湿式冷却塔的循环冷却水系统，冷却过程中有大量的蒸发，风吹 及排污损失，这部分损失占全厂补水量的 60%以上。20 世 纪 30 年代国外提出干式空气冷却系统。空冷系统分为直接 空冷和间接空冷， 直接空冷是将汽轮机的排汽直接通过表面 散热器与空气热交换; 间接空冷是汽轮机排汽首先与循环水 换热后，循环水通过表面散热与空气进行间接热交换，冷空 气由空冷塔或风机供给。与同容量的湿冷机组相比，空冷机 组冷却水系统可节水 97%以上， 全厂性节水约 62%。 应用该 技术虽节水率高，但空冷机组一次性投资和能源消耗较高， 适用于富煤缺水地区。另外，火电厂也可采用干湿联合冷却 系统，使长年运行的空冷段发挥节水功能，夏季运行湿冷段 发挥省煤效能。 随着节水措施的不断出现，脱硫用水，工业用水，锅炉 排水等系统的节水受到重视，脱硫用水对水质要求不高，故 可用冷却塔出水，工业用水虽水量较少，但一般水质较好， 温升不高，可考虑串联使用，即水质较好的经回水管或集水箱返回至循环水系统使用;锅炉补给水水质要求高，锅炉冷 凝水的水质也较好，因此，未经处理的锅炉冷凝水可循环用于几乎所有的用水系统，经处理后可用于脱硫及设备冷却。
2．2 废水处理与回用
(1) 循环冷却水系统 循环冷却水排污水中除了含大量盐分外，还有为防腐， 防垢而加入的药剂，这些药剂有一部分是有毒的，因而排污水处理与再用是电厂废水处理过程中的一个新课题。 排污水处理的原则是尽可能的减少排放量，以降低处理废水费用， 其处理方法是除盐或软化。 脱盐后的水可作为除盐水的补充水或冷却塔的补充水。 当用反渗透出水供锅炉补给水处理装 置作为原水使用时，由于该水含盐量较低，可以节省锅炉补 给水处理装置的酸碱消耗量，从而使得年运行费用减少，进一步提高其经济性。另外，也可通过对冷却塔补充水进行软化除盐处理或采用高效水质稳定剂，以提高循环水浓缩倍率，减少冷却塔排污量，节约用水。再循环到蒸发冷却塔的冷却水含有溶解的和悬浮的固体， 这些固体会随冷却塔补给水进入到系统中。 较好的处理方法是连续处理一部分水以除去沉淀形成的物质——通常用澄清和软化联合处理。这样， 冷却塔排污中固体浓度可高达 10～30 g/L。采用适当的处理，水的再循环是可能的，且可避免排污到排水沟，湖泊或蒸发池中。
(2) 冲灰渣水系统 目前新建电厂的除灰方式有了较大的改进， 有条件的地 方首选干除灰方式;若采用水力除灰，灰水尽量做到闭路循 环;当灰水闭路循环确有困难时，则使用高浓度水力除灰。 大部分老厂有望实现从稀浆输灰向浓浆输灰转变。 对于新设计系统，采用灰渣分排，渣水闭路循环。采用这些措施，可使冲灰新鲜水用量及废水外排量大幅度下降。 目前对除灰系 统的改进措施主要包括:浓相气力输送系统的国产化，干灰储存与粉煤灰综合利用的开发应用， 以及干排渣系统的实际应用。 新建火电厂锅炉均采用灰渣分排技术， 节水效果明显。
(3) 生活用排水系统 厂区的生活污水根据其特点，处理应以生物膜法(一般采用接触氧化法)为主。其主要工艺流程为:格栅井→调节 池→升压→初沉池→接触氧化池→混凝沉淀池→消毒池→ 过滤→清水池。 生活污水水质仅上述处理后可以直接用于冲 灰，绿化，冲厕等低质用水的场合。
(4) 锅炉水系统 锅炉补给水主要来自于化学车间制水。化学车间来水取自电厂水源地，源水一般在絮凝池中和絮凝剂作用沉淀澄清， 再进入阴阳离子交换设备和混合离子交换设备除去水中的大部分盐类，最后经过加药处理后去锅炉。有些电厂采用离子交换设备与滤膜相结合的办法， 对原水进行处理后作为锅炉补给水，这种处理过的水含盐量低，对电厂后续工艺设备的结垢腐蚀影响较小， 循环再利用时可以有较高的浓缩倍率。 采用离子交换设备不可避免地存在离子交换柱的定时失效问题，需要不定时地进行反洗，反洗过程中产生废排水。 化学排水的再利用取决于排水水质。 化学车间再生废水一般呈酸性，可与炉渣充分混合中和，炉渣的碱性足以中和这部分酸性水， 在渣池内得到中和的水可一部分用作冲渣水的补水，剩下的水作为输煤栈桥煤粉冲洗水。
(5) 其它水系统除上述水系统外， 还包括煤洗场冲洗水， 烟气脱硫废水， 含油废水。其中含油废水经油水分离器后送入废水处理站。 废水处理站出水可直接作为冲灰水的补充水。 煤洗场冲洗水和烟气脱硫废水可直接作为冲灰水。 烟气净化—烟气脱硫系 统节水最关键的是吸收器的冲洗和泵的密封。 改进可采用不经常的，冲洗强度大一些的冲洗而不是连续冲洗，也可用浓缩池的溢流水来取代外部的水源也可减少冲洗水耗。
3、结语
火电厂节水涉及到电厂锅炉，汽轮机，火电水工，电厂化学，电厂除灰及环保等专业，在节水过程中必须将各专业 融为一体，总体考虑节水效果;火电厂节水技术包括用水， 复用，处理，回用，排放等环节，多种节水技术联合使用成为火电厂节水技术的发展趋势。火电厂节水是一项系统工程，从设计至投运各个环节不但要考虑经济效益，还要考虑到环境的承受力， 必须做到电力发展与环境保护相协调。
