供热电厂水务管理及耗水量分析

供热电厂水务管理及耗水量分析

水工室陈承宪

摘要：供热电厂一般有对外供汽的要求，其水务管理和耗水量与常规电厂的差异因此也备受关注。本文结合若干个工程实例，对供热电厂的水务管理及耗水量进行了分析，可供热电厂的规划、设计以及决策方参考。

关键字：热电厂水务管理耗水量

在我国，为了提高热效率，单纯以发电为目的的纯凝发电机组容量和进汽参数日益提高，目前大容量纯凝机组已达到1000MW级以上，机组的进汽参数也先后由亚临界、超临界发展至超超临界等级。多年以来，纯凝发电机组一直是我国火力发电厂主流机型。近年来，随着我国城市化进程的不断推进，城市供热电厂也异军突起。供热电厂因其燃料能量能够被有效的梯级利用，热效率方面具有一般的纯凝发电厂所无可比拟的优势，因而更符合国家节能减排的大政方针，并且能够在电网内享受以热定电的待遇，预计将在今后一段时间成为电力建设的主流机型之一。

相对纯凝发电机组而言，一般的供热电厂均有对外供汽的特殊要求，因而其水务管理和耗水量与常规电厂的差异因此也备受关注。

火力发电厂的水系统是比较复杂的，全厂的水务管理和耗水量会因外部条件、系统工艺流程的不同而有较大区别，所以，探讨供热电厂的水务管理和耗水量问题必须针对具体外部条件和内部工艺系统流程，具体问题具体分析。

1供热电厂供水条件

影响电厂水务管理和水平衡的主要因素是主冷却系统和外部水源条件。1.1主冷却系统

供热电厂的主冷却系统与一般纯凝机组没有本质区别，只是供热机组承担供热任务后，汽轮机冷端热负荷相对减少，所以，相比一般同容量的纯凝机组，供热机组的主冷却系统规模相对较小。

供热电厂的主冷却系统一般分为直流供水系统、冷却塔循环供水系统以及空冷系统等几种冷却形式。其中直流供水系统又分为海水直流供水系统和淡水直流供水系统，冷却塔循环供水系统又分为海水冷却塔循环供水系统和淡水冷却塔循环供水系统，空冷系统有分为直接空冷系统和间接空冷系统。

从耗水量的角度，海水直流供水系统和海水冷却塔循环供水系统对淡水没有

消耗；淡水直流供水系统的冷却方式以接触传热为主，淡水冷却塔循环供水系统的冷却方式以蒸发散热为主，所以直流供水系统比冷却塔循环供水系统淡水消耗量要少得多，实际计算结果表明，直流供水系统由于水温温升引起的附加蒸发损失还不及冷却塔循环供水系统蒸发损失的1%；空冷系统如果没有喷湿度夏要求，其对淡水的消耗量也微乎其微，但空冷系统由于机组排汽背压较高，机组整体热效率较低。因此，当外部水源条件允许时，采用直流供水系统或空冷系统可大大减少淡水的消耗。

1.2外部水源条件

供热电厂的外部水源一般可为城市中水、地表水、矿井疏干水以及海水等。由于供热电厂一般靠近城市，淡水资源往往比较缺乏，因此，城市中水作为电厂的淡水水源已成为发展潮流。部分滨海供热电厂由于城市中水不足，电厂的全部水源均来自海水，主冷却水系统采用海水直流或海水冷却塔循环供水系统，电厂所需的淡水水源通过海水淡化制取。因此，外部水源条件与主冷却方案之间也存在内在制约关系。

2供热电厂主要耗水用户

供热电厂的主要耗水点大多与常规纯凝发电厂相同，主要区别在于供热电厂增加了热用户。供热电厂主要耗水点见下表。

由表2-1可见，供热电厂的耗水项目与大多纯凝电厂相同，只是增加了热网补水和工业供汽项目。从已建和在建供热电厂项目来看，热网补水和对外供汽是用水大户，且往往无法回收，是供热电厂乃至热网系统需要重点关注的用水对象，有时甚至成为项目可行性的关键。

3供热电厂水务管理的关键

水务管理的目标是优化系统用水流程，通过完善的监控机制，使电厂在安全经济运行的基础上，达到最大限度的节约用水。

供热电厂内部水务管理并无特别之处，关键是提高包括外部热用户在内的外部水务管理水平。供热电厂中热网补水和对外供汽是新增的主要用水大户，这两项耗水又与外部用户有着错综复杂的联系，供热电厂的水务管理因而比较复杂，难以掌控。从若干个工程实践来看，一般供热电厂向外提供的工业蒸汽的冷凝水多数无法返回，少数采暖热网由于老化严重也会有大量循环水泄漏消耗，造成水资源的大量浪费。供热电厂的水务管理只有在地方规划部门、热用户、供热管理

部门以及供热企业等多方面积极参与下才有可能获得满意效果。

地方政府以及地方规划部门应当对热用户宣传节水意识，尽量回收那些可以回收的凝结水，必要时通过政策导向鼓励企业采取节水措施，完善硬件基础设施，杜绝跑冒滴漏。只有多方位参与，供热电厂的节水目标采能真正实现。

供热电厂内部要在设计上提高技术监控水平，运行上提高日常管理水平，在积累经验的基础上，建立各方广泛参与的水务管理预警机制。做到有问题能及时发现，发现问题能及时处理，处理问题能及时备案，解决问题后能及时总结反馈。

总而言之，狭义上的水务管理只集中在供热电厂的内部，广义上的水务管理不仅包括供热企业，还应包含政府、热用户乃至社会的广泛参与和配合，供热电厂的水务管理应属于广义上的水务管理范畴。

4供热电厂耗水量分析

供热电厂的耗水量视工艺系统的不同而不同，有的工艺流程耗水指标会大大高于常规纯凝电厂，有的工艺流程则会明显低于常规纯凝电厂的耗水指标。影响供热机组耗水指标的主要因素包含水源条件、主冷却系统工艺、主机机型等。4.1供热电厂不同工艺系统对耗水指标的影响分析

供热电厂与耗水指标有关的比较常见的不同工艺组合耗水指标优劣排序参见表4.1-1。

表4.1-1给出的耗水指标和经济性排序仅为定性排序，仅能供外部条件不十分明确时初步参考，当厂址地理位置、地质条件、产品及原材料价格浮动时均可能导致上述排序的改变。

从表4.1-1可见，当机组型式为背压机组且外部疏水全部回收时，耗水指标最佳，经济性也最好，原因是背压机组的冷端热负荷完全被用户所利用，最大限度提高了热利用效率，且没有一般冷却塔散热过程带来的蒸发水量损失。

当机组型式为背压机组且外部疏水无法回收时，耗水指标最大，原因是供热机组冷端热负荷减少引起的冷却塔蒸发损失减少幅度一般要小于机组对外供汽量的增加幅度。这一现象从物理学的角度也容易解释，冷却塔对外散热至少包含两部分，即向空气蒸发传热和接触传热，而不完全依靠蒸发散热，因此，当进入