电厂水平衡报告.docx
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电厂水平衡报告
某公司
空冷机组
水平衡测试报告
（送审稿）
某设计院
二○○七年三月
1前言1
任务来源1
电厂基本情况2
机组型号3
供排水系统3
已有的主要节水措施8
2水平衡测试工作概况10
水平衡测试的目的及原则10
水平衡测试目的10
水平衡测试的原则11
水平衡测试的主要技术依据11
水平衡测试术语、代号及公式12
水平衡测试的项目、测试方法及测试设备13
水平衡测试项目及内容13
水平衡测试方法14
测试仪器、设备14
测试期间机组运行状况说明15
3水平衡测试结果汇总16
全厂水平衡测试结果16
全厂水平衡测试数据16
全厂水平衡测试结果分析16
全厂用水情况分析17
主要分系统水量分配概况20
供水系统20
辅机冷却水系统21
化学除盐系统27
灰渣系统29
脱硫系统30
废污水处理系统31
4测试结果分析33
不平衡分析33
用水水平评价33
5节水建议35
搞好水务管理工作35
水务管理的概念及内容35
搞好水务管理工作的重点36
节水技术路线37
节水原则37
节水方案37
全厂废污水分类处理回用方案37
小结40
加强全厂关口流量计的维护和校验，消除非正常用排水40
全厂水平衡优化41
6结论43
1.前言
火力发电厂是工业用水大户，其用水量和排水量十分巨大，随着国家《节约能源法》、《环境保护法》和相应的用水、排水收费政策（水资源费、排水费、超标费）的颁布，以及《国家电力公司火力发电厂“十五”节水规划》等规定的逐步实施，对火电厂用、排水量和水质都有严格的指标限制。
从可持续发展的角度考虑，要达到这些目标，实施有效的节水措施是一条最佳途径。
水平衡测试是做好电厂节水工作，实现科学、合理用水管理的基础。
通过测试，可以掌握电厂用水现状和各水系统用水量之间的定量关系，把握节水工作的重点，寻找节水的潜力，制定切实可行的用水、节水规划方案。
任务来源
某电厂一贯重视企业的节能、环保工作，为了贯彻落实国家相关政策法规，合理地利用水资源，增效节能，减少工业废水的排放，提高企业的经济、环保和社会效益，提高电厂的运行水平，2007年4月，某发电厂和某设计院签订了“某发电厂水平衡测试”技术服务合同。
按照合同的进度要求，2007年4月上旬，某设计院在查阅了电厂水工设计资料及全厂水系统图的基础上，向某发电厂提交了“全厂水平衡测试技术方案及安全措施”。
在电厂有关部门的协助下，2007年4月、8月以及2008年5月进行水平衡测试工作。
电厂基本情况
某发电厂位于某市的某县政府所在地某镇东南约2.5公里处。
现役4台国产600MW、亚临界、一次中间再热、燃煤、直接空冷凝汽式机组，其中#1、#2机组于2002年6月、2002年4月投产发电，#3、#4机组于2003年12月投产发电。
电厂供水水源主要取自距电厂约60公里的某县某水库水，某河地下水源作为施工水源和备用水源：
辅机循环水系统采用直接空冷系统；除灰渣方式为采用灰渣分除，静电除尘，干除灰。
1.2.1机组型号
1）汽轮机：
制造厂：
汽轮机厂
额定功率：
600MW
额定工况主蒸汽流量：
h
额定工况再热蒸汽流量：
h
主汽门前额定蒸汽压力：
主汽门前额定蒸汽温度：
538℃
再热蒸汽温度：
538℃
额定工况冷却水温度：
38℃
2）锅炉：
制造厂：
公司
型号：
HG2070/
过热蒸汽流量：
2070t/h
过热器出口蒸汽压力：
过热器出口蒸汽温度：
541℃
再热器出口蒸汽压力：
再热器出口蒸汽温度：
541℃
3）发电机：
制造厂：
电机厂
冷却方式：
定子绕圈水冷，定子铁芯、转子绕组氢冷
额定功率：
600MW
额定容量：
667MVA
最大连续输出容量：
728MVA
额定氢压：
MPa
1.2.2供排水系统
某发电厂水源设计为某水库水以及某河地下水。
水源地概况：
该水库位于某县境内某河干流上，水库大坝位于县城东南约20km，距旗镇东厂址约60km，距盆窑梁厂址约17km。
某水库与上游的某水库首尾相接，某水库坝址距上游的某水库坝址15km。
某水库在正常水位时，水面面积为，水库长15km，库岸线长40km。
水库各项指标详见表1:
表1某水库各项技术指标
水库坝型
粘土斜墙土坝
调节库容
m3
设计泄量
404m3/s
坝长
死库容
108m3
校核泄量
698m3/s
校核水位
坝顶高程
m
高程系统
黄海工程
正常水位
1
设计水位
m
总库容
死水位
m
目前净水站的工艺流程为：
水源地来水→减压阀→配水井（水位高出机械加速澄清池4m）→流量计→管式混合器（加聚合氯化铝）→机械加速澄清池→调节水池（2×3000m3）→至厂区综合给水泵房；
某水库水源水水质情况见表2：
表2某水库水水质表
序号
项目
单位
设计水质
校核水质
1
pH值
2
电导率
μs/cm
3
全固形物
mg/L
206
4
溶解固形物
mg/L
196
5
悬浮物
mg/L
10
6
全硬度
mmol/L
7
碳酸盐硬度
mmol/L
8
非碳酸盐硬度
mmol/L
9
酚酞碱度
mmol/L
10
甲基橙碱度
mmol/L
11
OH-
mg/L
12
CO32-
mg/L
13
HCO3-
mg/L
14
SO42-
mg/L
15
Cl-
mg/L
16
NO3-
mg/L
17
CO2
mg/L
18
K+
mg/L
19
Na+
mg/L
20
Ca2+
mg/L
21
Mg2+
mg/L
22
Ba2+
mg/L
23
Sr2+
mg/L
24
Fe2+
mg/L
<
25
Fe3+
mg/L
<
26
SiO2
mg/L
27
可溶硅
mg/L
28
胶体硅
mg/L
<
<
29
COD（Cr）
mg/L
<10
<10
净水站处理水量为万m3/d。
净水站处理设施在汛期（每年6～8月）运行，原水非汛期无需净化处理。
当原水水质较好时，部分原水不经处理，直接供至处理站室外调节水池。
净水站水处理系统的处理能力为2×750m3/h，主要处理设施机械加速澄清池为双格（座）布置。
主要除去原水中悬浮物。
生活用水水源来自某河地下水，用管道送至综合给水泵房前池，经生活水泵提升后供全厂生活用水。
某河地下水水质情况见表3:
表3某河地下水水质表
序号
项目
单位
测试结果
限值
1
pH值
色度不超过15度，并不得呈现其他异色
2
色
德国度
<5
不超过1度
3
浑浊度
NTU
<1
不得有异臭、异味
4
臭和味
无
不得含有
5
肉眼可见物
无
~
6
总硬度
mg/L
450
7
铁
mg/L
8
锰
mg/L
<
9
铜
mg/L
<
10
锌
mg/L
11
SO42-
mg/L
250
12
溶解性总固体
mg/L
1000
13
耗氧量
mg/L
14
砷
mg/L
<
15
Cl-
mg/L
250
16
镉
mg/L
<
17
铬（六价）
mg/L
<
18
氟化物
mg/L
19
铅
mg/L
<
20
硝酸盐
mg/L
各部分用水情况统计如下：
1、厂内补充水系统
补充水经净水站处理后自流入综合给水泵房前池，经生产水泵升压后供工业用水、空调用水、锅炉补充用水、脱硫用水等。
当某水质可满足工业用水要求时，补充水不经处理，直接经净水站旁路管进入综合给水泵房前池或循环水泵房前池。
2、生产、生活、消防给水系统
电厂生产用水系统一、二期工程共用一个公用系统，主要分生产给水、服务水、输煤冲洗水系统、喷洒水系统；电厂生活给水系统一、二期工程共用一个公用系统。
3、生产给水系统
生产给水系统主要供给脱硫用水、锅炉补充水、除灰系统工业用水、燃油泵房工业用水、输煤系统喷雾抑尘用水、空调补充水等。
4、服务水系统
服务水系统的水源为经工业废水集中处理站处理后的回用水和辅机循环水排污水，服务水泵安装在工业废水处理站内。
经工业废水集中处理站处理后的清水自流至清水池（循环水排污水作为清水池的补充水），清水池内的水经服务水泵提升后供全厂服务水系统用水。
服务水主要用于干除灰系统用水和各车间的冲洗用水、干灰场喷洒和运输道路的喷洒等。
5、输煤冲洗系统
输煤冲洗系统的水源为经煤水集中处理站处理后的回用水，服务水作为补充水。
本系统设煤水集中处理站1座，经煤水集中处理站处理后的回用水自流至清水池。
清水池的水经升压泵提升后供全厂输煤冲洗水系统用水。
输煤冲洗水主要用于输煤冲洗用水、煤场喷洒水和输煤系统除尘。
6、喷洒水系统
喷洒水系统的水源为经生活污水处理站处理后的回用水，辅机循环水作为补充水。
清水池的水经喷洒泵提升后供全厂绿化水系统用水。
绿化水主要用于厂区及灰库区的绿化用水。
7、生活给水系统
本期生活用水水源来自地下水，用管道送至综合给水泵房前池，经生活水泵提升后供全厂生活用水。
电厂的各部分供水管网详见附图1。
电厂的排水系统分为生活污水系统、工业排水系统、煤水排水系统及雨水系统。
各部分排水情况统计如下：
a）生活污水系统
全厂设独立的生活污水管网，生活污水经生活污水泵房提升后进入生活污水处理站进行处理，出水水质达到中水水质标准。
达标后的中水用于厂区绿化地浇洒和灰场绿化。
生活污水处理工艺采用生物接触氧化法，选用一元化生活污水处理设备2套，1套处理能力为15m3/h，1套处理能力为5m3/h，总处理水量：
20m3/h。
生活污水处理站成套处理设备，设有调节池间、污水处理车间、清水池等。
b）工业排水系统
工业废水集中处理系统，主要处理全厂经常性废水、非经常性废水和含油废水等。
经常性废水有：
锅炉补给水处理系统超滤装置的排水、一级RO浓水、EDI排水及工艺系统清洗水，上述排水进入#1经常性工业废水池；凝结水精处理系统的废水、水汽取样装置排水、主厂房地面排水及除渣系统的溢流水这部分排水进入#2经常性工业废水池。
非经常性废水有：
机组的启动排水、空气预热器冲洗废水和锅炉化学清洗废水及机组事故放水；经常性废水及非经常性废水处理系统出力为1×100m3/h。
c）含油废水系统
含油废水包括燃油泵房工业用水排水、变压器坑隔油池排水、主厂房地面冲洗排水。
系统出力为1×10m3/h.。
处理过的合格水进行回用，用于煤场喷洒、输煤系统喷洒、干灰搅拌、除渣系统和部分冲洗用水系统。
d）化学废水：
主要由各类化学车间设备冲洗废水、盘片过滤器的反洗水、超滤反洗水、反渗透浓排水、精处理设备的反洗水等组成，这些废水经处理后汇集到经常性废水池等。
e）煤水排水系统
转运站及输煤栈桥的排水经设在转运站的排水泵排至室外煤水排水管道。
沿输煤栈桥设置沉煤池预沉池，含煤废水经预沉池预沉后、经升压泵提升进入煤水处理站处理。
处理后的水再用于煤场喷洒及输煤栈桥冲洗。
f）杂排水系统
主要由水塔溢流排污水、厂房内杂排水及厂区地面冲洗水等组成；
g）脱硫废水
经脱硫废水处理系统处理后排入灰场。
电厂的各部分排水管网详见附图2。
1.2.3已有的主要节水措施
☆采用空冷机组，耗水量可降至相当于湿冷系统耗水量的20%~30%；
☆辅机冷却系统优化，主厂房的辅机冷却水采用开、闭式相结合的系统；
☆采用干除灰系统，节约了大量冲灰用水；
☆除灰系统的捞渣机冷却水采用循环用水方式；除灰设备冷却水循环使用；
☆辅机设备冷却水及轴承冷却水循环使用；
☆部分锅炉排污水、闭式循环冷却系统排污水回收至循环水系统；
☆冷却塔内安装捕水器，使风吹渗漏损失可以降低到%；
☆锅炉定、连排污水补充至辅机循环水系统；
☆厂区冲洗、绿化、杂用水采用回收水；
☆全厂主要供、排水点设置流量计、表。
2.水平衡测试工作概况
水平衡测试的目的及原则
2.1.1水平衡测试目的
水平衡测试是加强用水科学管理，最大限度地节约用水和合理用水的一项基础工作。
它涉及到用水单位管理的各个方面，同时也表现出较强的综合性、技术性。
通过水平衡测试应达到以下目的：
1、掌握单位用水现状。
如水系管网分布情况，各类用水设备、设施、仪器、仪表分布及运转状态，用水总量和各用水单元之间的定量关系，获取准确的实测数据。
2、对单位用水现状进行合理化分析。
依据掌握的资料和获取的数据进行计算、分析，评价有关用水技术经济指标，找出薄弱环节和节水潜力，制订出切实可行的技术、管理措施和规划。
3、找出单位用水管网和设施的泄漏点，并采取修复措施，堵塞跑、冒、滴、漏。
4、健全单位用水三级计量仪表。
既能保证水平衡测试量化指标的准确性，又为今后的用水计量和考核提供技术保障。
5、可以较准确地把用水指标层层分解下达到各用水单元，把计划用水纳入各级承包责任制或目标管理计划，定期考核，调动各方面的节水积极性。
6、建立用水档案，在水平衡测试工作中，把搜集的有关资料、原始记录和实测数据，按照有关要求，进行处理、分析和计算，形成一套完整详实的包括有图、表、文字材料在内的用水档案。
7、通过水平衡测试提高单位管理人员的节水意识、单位节水管理水平和节水管理人员的业务技术素质。
8、为制定用水定额和计划用水量指标提供较准确的基础数据。
本次水平衡测试是以某火力发电厂作为一个确定的用水体系，研究火力发电厂水的输入、输出和损失之间的平衡关系。
水平衡测试是某电厂水资源优化利用的基础，也是开展节水规划必不可少的基础工作。
通过对某发电厂各种取、用、耗水的测试，查清电厂用水状况，找出节水潜力。
为某发电厂下一步节水工作确定方向，为制定切实可行的节水技术措施和规划提供科学依据，以提高电厂用水的合理性和科学管理水平，并实事求是地评价某发电厂的用水水平。
2.1.2水平衡测试的原则
☆应选择在常规工况下进行水平衡测试，运行机组的发电负荷应占全厂总装机容量的80%以上，保证测试结果能够反映其真实的用水水平。
☆重要的用水系统和设备、水量较大的生产用水管道的流量必须通过仪表测量，相同设备抽样测试。
☆应保证全厂水量测试结果的不平衡率б≤±5%。
2.1.3水平衡测试主要技术依据
1、GB/T50102—2003《工业循环水冷却设计规范》；
2、GB/T7119-2006《评价型企业评价导则》；
3、CJ40—1999《工业用水分类及定义》；
4、CJ41—1999《工业企业水量平衡测试方法》；
5、CJ42—1999《工业用水考核指标及计算方法》；
6、DL/《火力发电厂水平衡导则》；
7、DL/T783—2001《火力发电厂节水导则》；
8、DL/T712—2000《火力发电厂凝汽器选材导则》；
9、GB/《取水定额第一部分：
火力发电》；
10、GB15/T385-2003《某自治区行业用水定额》；
11、某发电厂全厂水系统设计资料和图纸；
12、某发电厂能耗指标等统计数据；
水平衡测试术语、代号及公式
序号
术语
代号
计算公式
计量单位
1
总用水量
Vt
Vt=Vf+Vr
m3/h
2
新水量
Vf
Vf=Vco+Vd+Vl
m3/h
3
耗水量
Vco
m3/h
4
排水量
Vd
m3/h
5
漏溢水量
Vl
m3/h
6
循环水量
Vcy
Vcy=Vcr+Vpr+Vbr+Vlr
m3/h
7
串联水量
Vs、Vd2
m3/h
8
重复利用水量
Vr
Vr=Vcy+Vs
m3/h
9
间接冷却水循环量
Vcr
m3/h
10
间接冷却水循环率
rc
rc=Vcr/（Vf+Vcr）*100%
%
11
工艺水回用量
Vpr
m3/h
12
工艺水回用率
rp
rp=Vpr/（Vf+Vpr）*100%
%
13
锅炉蒸汽冷凝水回用量
Vbr
m3/h
14
每小时锅炉产汽量
D
kg/h
15
锅炉蒸汽冷凝水回用率
rb
rb=（Vbr/D*h）*ρ*100%
%
16
生活水回用量
Vlr
m3/h
17
生活水回用率
rl
rl=Vlr/（Vf+Vlr）*100%
%
18
排水率
rd
rd=Vd/（Vf+Vr）*100%
%
19
职工人均生活日新水量
Vlf
Vlf=Vylf/n*d
m3/人.d
水平衡测试的项目、测试方法及测试设备
2.2.1水平衡测试项目及内容
根据测试前的调研情况，按照电厂实际的水系统划分水平衡测试体系，确定测试对象和范围。
根据某发电厂的实际情况，可以将全厂水系统划分为供水系统、工业水系统、除灰渣系统、脱硫系统、锅炉补给水处理系统等。
根据测试大纲的要求，水平衡测试的测试内容如下：
a）供水系统各部分水量的测定、计算；
b）机、炉工业冷却水系统水量的测定、计算；
c）除灰渣系统各部分水量的测定和计算；
d）全厂废、污水处理系统、全厂总排水量、回用水量的测定和计算；
e）锅炉补给水处理系统各部分水量的测定与计算；
f）脱硫系统用水量的测定与计算；
g）输煤系统用水量的测定与计算；
h）全厂总取水量、总用水量、复用水量、循环水量、消耗水量的测定与计算；
i）计算全厂复用水率、循环水率、损失水率；
j）计算全厂发电耗水量、单位发电量取水量。
2.2.2水平衡测试方法
针对某发电厂水系统复杂，测试数据采集量大，个别测点不能满足测试规定条件的问题，测试小组通过分系统逐级平衡、选择合理的测试方法、增加平行测定次数等多条措施来减少测试的误差，以保证测试数据的准确性和代表性。
a）测试管道上有水量计量仪表的，由测试人员记录，同时查阅以前的报表记录以供参考。
b）测试管道上无水量计量仪表的且无法满足超声波流量计测试条件的，可以采用便携式超声波流量计测定。
c）测试管道上无水量计量仪表、且不便使用超声波流量计测定的，可以测量或记录其相关系统管道的流量，通过计算得出该管道的流量数据。
d）对于间断性通水的管、沟，采用容积法测量。
e）对于灰渣等含水率的计算采用重量法测定。
某些数据是无法在现场测量的，如循环水蒸发损失水量。
这种数据就需要根据运行数据利用公式进行计算。
测试仪器、设备
☆时差式便携式超声波流量计
生产厂家：
日本富士通
型号：
FLCS1011
超声波测流装置的优点是非接触测量，不破坏流场，无压力损失，不影响管道、水沟的正常工作，无需使用外接电源，安全可靠。
☆多普勒式便携式超声波流量计
生产厂家：
美国宝丽声
型号：
SX30
此种超声波测流装置可测量混有较多固体的液态流体，如冲灰水。
辅助设备：
恒温烘箱、温度计、秒表、皮尺。
测试期间机组运行状况说明
2007年4月至2008年5月在电厂生产管理部门的积极配合下，我局水平衡项目测试组完成了某发电厂的水平衡测试工作。
水平衡测试期间，4台机组总发电负荷稳定在1964MW～2195MW之间，约为设计总负荷的%～%条件下，满足水平衡测试对发电负荷的要求。
全厂平均总取水流量为m3/h，消耗于生产和厂区生活用水量合计约m3/h，总流量为m3/h的外排水。
全厂各项排、耗水量总和约为m3/h，取水量和排、耗水量基本是平衡的。
3.水平衡测试结果汇总
本章将水平衡测试结果分别按分系统水量分配和全厂水系统进行整理。
全厂水平衡测试结果
3.1.1全厂水平衡测试数据
某发电厂水平衡测试水量测试数据详见各分系统的测试数据表。
3.1.2全厂水平衡测试结果分析
测试期间，机组发电用水的主要水源是某水库水、某河地下水。
地下来水分两路进水，平均供水流量为185m3/h；水库来水分两路进水，平均供水流量为148m3/h，两路供水合计112m3/h。
附图5是测试期间某发电厂全厂水量平衡图。
全厂主要耗水包括冷却塔的蒸发损失、风吹泄漏损失、灰渣系统损失、输煤系统损失、锅炉汽水损失、脱硫系统损失、厂区绿化用水等项，合计为253m3/h；外排水主要采用排放至电厂人工湖景观用水方式，合计外排水量为80m3/h。
经统计，某电厂取水量基本等于耗水量与外排量之和，某电厂供水水源情况详见表4，地下水供水管道总布置图详见附图7，地表水供水水源位置图详见附图8。
表4某电厂用水水源情况
序号
水源
类别
新水量（m3/h）
水质
主要用途
备注
水温
pH
硬度
（mmol/L）
浊度
1
地表水
148
常温
生产用水
某水库来水
2
地下水
185
常温
L
<1NTU
生活用水
某河地下水来水
注1：
“水源类别”栏：
当企业有多种水源时，应分别按常规水资源与非常规水资源填报；常规水资源取水量包括：
地表水、地下水、自来水、外购软化水、外购蒸汽等；非常规水资源水量包括：
海水、苦咸水、城镇污水再生水、矿井水等。
注2：
有多条输水管时，应依次列出其管径。
注3：
备注栏内注明水资源费、制水成本等。
3.1.3全厂用水情况分析
全厂水系统由生产和生活两部分组成。
生产用水按用途和工艺流程主要由六个分系统组成，分别是辅机冷却水系统、化学除盐水系统、脱硫及除灰渣系统、输煤系统及废污水回用系统；非生产用水主要是厂区、福利区生活及绿化用水。
某电厂具体用水情况分析见表5：
`表5全厂各类用水情况分析表（测试结果统计）
系统名称
实际用水量m3/h
各系统用水
占总取水量
%
取水量
m3/h
循环水量
m3/h
回用量
m3/h
消耗量
m3/h
排放量
m3/h
复用率
%
排放率
%
回用至何处
辅机冷却水系统
135
72
8946
71
93
54
\
\
脱硫及灰渣系统
化学除盐水系统
30
9
126
6728
96
24
6
\
\
辅机冷却水系统及废污水
脱硫及灰渣系统
124
105
0
0
104
20
\
\
/
输煤及废污水回用系统
20
6
6
0
0
6
0
\
\
/
生活、绿化及其他
24
24
0
0
26
0
\
\
/
合计
112
24
/
说明：
1．取水量是指直接用于系统的新鲜水；回用量是指该系统已经利用过的水、经处理后回用至另一工艺系统的水量；实际用水量指的是最终用于系统的水量，计算公式为：
实际用水量=取水量+其他工艺系统回
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