火力发电厂水务管理设计导则

中国电力工程顾问集团公司技术标准
火力发电厂水务管理设计导则Design guide of water balance management for fossil fuel power plant
中国电力工程顾问集团西北电力设计院
2007年4月
前言
近年来电力设计人员围绕水务管理这一主题进行了很多工作，取得了一定成果，并已迅速用于工程，但有关节水设计的现行规程规范较少，现行的《火力发电厂设计技术规程》（DL5000-2000）是2000年底修订出版的，距今已六年多；2001年实施的《火力发电厂节水导则》（DL/T83-2001）距今也近六年。

这些规程规范由于编制时间较早，部分节水设计内容和用水指标没有体现国家日趋严峻的水资源形势和日益重视的节水大政方针。

为进一步提高火力发电厂节水设计水平，贯彻落实国家最新的节水政策和思路，在有关设计规程还没有修订的情况下，亟需制定统一、明确、具体的要求，如按近年节水设计水平重新修订用水指标、提出在工程设计中切实可行的节水措施和设计要求、规范各项指标的定义等，为节水设计提供依据和参考。

1．适用范围
1.1为科学规划火力发电厂用水系统和用排水平衡、合理分配水资源、最大限度的利用污废水、减少排放，最终达到节约用水目的，特制定本导则。

1.2本导则适用于50MW及以上新建、扩建燃煤、燃油电厂，改建和燃气轮机等其它型式的电厂可根据情况参考本导则。

2．引用规范、标准
《取水定额》GB
《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000
《火力发电厂节水导则》DL/T83-2001
《节水型社会建设“十一五”规划》国家发展改革委、水利部、建设部
发布
《火力发电厂水工设计规范》DL/T5339-2006
《室外给水设计规范》GB50013-2006
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
3.术语和定义
3.1水务管理
又称为水量平衡，对全厂用、排水分配、平衡管理。

3.2水量平衡
指全厂的用水经梯级使用，污废水综合处理复用后，全厂总补给水量应等于全厂各
系统消耗的水量和全厂废水排放量之和。

3.3城市污水再生水
指城市生活污水和工业污水经污水处理厂适当处理后，达到一定的水质标准，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水。

3.4矿井疏干水
在煤炭开采过程中,需要及时排出矿井内不断涌出来的地下水,以保证安全采煤,这种排出来的地下水被称为矿井疏干水。

矿井疏干水容易被砂泥颗粒、粉尘、溶解盐、酸和碱、煤炭颗粒、油脂等等污染所形成。

3.5零排放
系指电厂所取水量在生产、生活过程中通过正常蒸发、合理渗漏及吸附固化后，全部消耗完毕、没有向外排放（直流供水系统排水除外）。

3.6外排水量
指火力发电厂所有外排至厂外的生产废水量和生活污水量。

3.7循环冷却水
指用于火力发电厂凝汽器冷却的循环冷却水。

3.8辅机冷却水
指火力发电厂除凝汽器以外的、由循环冷却水系统供水的各种附属设备的冷却水。

3.9工业用水
指需要经过沉淀、澄清处理的工业用水，它包括：全厂转动机械的轴承冷却水，轴封水和取样冷却水，压缩机冷却水和厂区的其他工业用水。

3.10杂用水（又称“服务水”）
服务于电厂的场地冲洗等杂项用水。

3.11生活用水
指全厂工作人员、外来人员及家属生活活动所消耗的生活用水。

3.12化学用水
指火力发电厂化学水处理系统所消耗的用水，主要包括锅炉补给水处理系统、凝结水精处理系统和汽水取样装置等用水。

3.13输煤系统用水
指火力发电厂，用于输煤系统水力冲洗清扫所消耗的用水。

3.14冲灰渣用水
指火力发电厂，用于冲灰渣所消耗的用水。

3.15干灰加湿用水
系指为了便于干灰储存运输，对干灰进行适当的加湿所消耗的用水。

3.16灰场喷洒用水
用于干灰场喷洒防尘的用水，可采用处理后的污废水作为喷洒用水水源。

3.17绿化用水
指用于厂区绿化的用水。

3.18生活污水
指全厂工作人员生活活动所产生的污水，主要是厕所、洗涤和洗澡产生的污水。

3.19工业废水
指全厂各生产系统所排放的各种废水和污水，废水中含有的杂质主要以无机物为主，经适当的工业废水处理系统处理可回用。

3.20化学废水
指火力发电厂化学水处理系统的浓盐废水排水，主要包括锅炉补给水、凝结水精处理系统等产生的废水，中和处理后可回用。

3.21脱硫废水
指锅炉烟气湿法脱硫过程产生的废水，废水主要来自石膏脱水和清洗系统。

废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属。

3.22含煤废水
指运煤构筑物地面的水力冲洗清扫排水，可回收处理后循环使用。

3.23雨水排水
指经雨水管（渠）收集的全厂厂区内的雨水，可直接排放至厂外。

3.24工业废水回用水
指工业废水经适当的处理系统处理后，达到一定的水质标准，满足某种使用要求，可以回用至其他系统再次使用。

3.25未预见水量
指全厂供水系统设计中，对难于预测的各项因素而准备的水量。

4．水务管理设计主要原则
4.1在发电厂设计中应通过水务管理设计中制订的各项工程措施实现合理用水、节约水资源和防止排水污染环境。

4.2设计中应根据厂址水源条件和环保对污废水排放的要求，因地制宜地对发电厂的各类生产和生活供排水进行全面规划、综合平衡和优化比较、积极采用成熟可靠的节水工艺和技术，实现提高重复用水率、减少污水排放、降低全厂耗水指标的目的。

4.3发电厂水务管理设计除要满足电厂生产、生活需要，还应遵守和执行国家现行的法律、法规、标准，并考虑电厂所在地区的有关规定和要求。

4.4应把节约用水作为一项重要技术工作，在电厂各阶段设计中贯穿节水思想，根据全厂水量水质科学合理规划平衡用水，工程可行性研究报告中应提出水务管理设计原则和规划，初设文件中应提出水务管理设计细则和节水具体措施，并对重大水务设计方案进行必要的的技术经济比较和论证。

施工图中应体现水务管理细则和各项节水措施的落实情况。

在可研、初设和施工图设计阶段均应绘制全厂水量平衡图。

4.5在水量平衡设计、各工艺系统拟定、设备选用、用水系统流程制定、监测控制设备选择与配备、以及电厂运行水务管理过程中应重视节水工作，积极稳妥地采用节水新技术，涉及专业工艺系统设计的重大节水方案应经过综合论证比较。

4.6电厂各类排水应尽可能循环重复使用，并按照清污分流原则分类回收和重复利用，排水水质和温度可以满足工艺要求的应直接回用，其它排水有条件时经过处理应再利用。

排水重复利用的方式可采用：循环使用、分级梯次使用、处理后回用等。

4.7缺水地区新建、扩建电厂应优先利用污水再生水、矿井疏干水和其它废水，控制使用地表水，避免取用地下水。

有条件时，扩建机组宜优先使用老厂排水。

4.8滨海电厂缺少淡水资源时，可采用海水淡化工艺为电厂提供淡水水源。

4.9主、辅机冷却方式的选择
4.9.1滨海、滨江（河）等水资源丰富地区，当环保和取排水条件允许时应优先采用直流供水冷却系统。

4.9.2当地表水资源相对丰富，或城市再生水量较大且未被充分利用时，可采用湿冷再循环系统。

4.9.3富煤缺水地区原则上应采用空冷机组。

4.10水资源严重匮乏地区，在综合经济技术比较的基础上采用如下技术可减少电厂耗水量：
a）超（超）临界机组;
b）辅机冷却系统为空冷或喷水式空冷系统;
c）应经过充分的技术经济论证，采用海水脱硫或干法脱硫工艺;
d）干式除渣系统;
e）回收利用雨水。

4.11主要供排水系统、设施、设备应设置必要的水量计量和水质检测装置。

5．各项指标计算方法
（1）百万千瓦设计耗水指标
厂内夏季频率10%气象条件、机组为铭牌出力时的各项耗水量总和，包括厂内各项生产、绿化、冲洗、工作人员工作时间内生活、厂外灰场、未预见用水等，不包括原水预处理系统自用水、长距离输水管道损失、消防用水、生活区用水等，单位为m3/s.GW。

[百万千瓦设计耗水指标m3/s.GW]=[厂内夏季10%气象条件耗水量m3/s]÷[装机容量或电厂铭牌出力GW]
（2）单位发电量设计耗水指标
厂内夏季频率10%气象条件、机组为铭牌出力时生产每度电量（KW.h）所需要消耗的水量，包括厂内各项生产、绿化、冲洗、工作人员工作时间内生活、厂外灰场、未预见等各项综合总的消耗水量，不包括原水预处理系统自用水、长距离输水管道损失、消防用水、生活区用水等，单位为L/KW.h。

[单位发电量设计耗水指标L/KW.h]=[3600*百万千瓦设计耗水指标m3/s.GW]÷[铭牌出力MW]。

（3）单位发电量设计取水量
全厂夏季频率10%气象条件、机组为铭牌出力时生产每度电量（KW.h）所需消耗的取水量，包括原水预处理系统自用水、长距离输水管道损失，不包括直流供水系统的冷却水取水量和消防用水、生活区用水，单位为L/KW.h。

（4）设计取水量
全厂夏季频率10%气象条件、机组为铭牌出力时所需的全部取水量，包括原水预处理系统自用水、长距离输水管道损失等，不包括直流供水系统的冷却水量和消防用水、生活区用水，单位为m3/h。

（5）年总取水量
电厂全年生产生活所需的从水源取水总量，不包括直流供水系统的冷却水量和生活区用水，单位为万m3/a。

对湿冷再循环电厂：[年总取水量万m3/a]=[设计取水量m3/h]×年利用小时数×1.05
对直流供水和空冷电厂：[年总取水量万m3/a]=[设计取水量m3/h]×年运行小时
数×1.05
注：抽汽机组的全年抽汽补水量按实际供给小时数*1.05
（6）复用水率
体现了电厂排水的重复利用效果，单位为%。

[复用水率]=[复用水量]÷[复用水量+外排水量]×100。

复用水量=正常设计工况下的循环水量+梯级使用水量+回收利用水利水量
（7）未预见耗水量
设计阶段难以预见的电厂消耗水量。

对空冷和直流供水电厂，未预见耗水量可按厂内各项生产、绿化、冲洗、工作人员工作时间内生活、厂外灰场等各项综合总消耗水量的5%；对湿冷再循环电厂，未预见耗水量可按厂内各项生产、绿化、冲洗、工作人员工作时间内生活、厂外灰场等各项综合总消耗水量的3%。

6．各系统水务管理设计
6.1各系统用、排水量平衡和水质要求
6.1.1电厂冷却水系统用水
火力发电厂设备的冷却方式和冷却用水，应根据水源条件通过技术经济比较确定。

当采用湿式冷却系统时，参考的电厂冷却水系统用水量如下表：
注：表内数值为纯凝汽式机组的冷却水量。

冷却塔循环供水系统的补充水水质须满足工业循环冷却水水质要求，悬浮物含量不宜超过20mg/L，PH值不应小于6.5，且不宜大于9.5。

冷却塔的水量损失包括蒸发损失、风吹损失和排污损失等三项之和，各项损失的具体计算，可按照《火力发电厂水工设计规范》（DL/T5339-2006）的有关规定计算。

6.1.2烟气净化系统用水
不同脱硫工艺的烟气净化系统耗水量如下表：单位：m3/h 工艺耗水量统计数据
2×300MW级2×600MW2×1000MW 湿法有GGH70-80130-140180-190
无GGH100-110190-210270-290海水法3050/
干法（以烟气循环流化床为例）40//备注：以上数据均为按两台机组的耗水总量考虑，海水法不包括海水量。

以上数据以脱硫入口烟气温度为115℃为基准。

烟气净化系统的用水除轴承冷却润滑水采用工业水外，其它用水均可采用循环水排污水和经过处理的污废水。

6.1.3除灰渣系统用水
除灰渣系统的选择应充分考虑节约用水、灰渣综合利用和环保要求，宜优先采用干除灰方式。

干式除灰渣系统用水主要包括除灰空压机冷却用水、除渣系统用水、干灰加湿用水和干灰场喷洒用水。

6.1.3.1除渣系统
除渣系统的冲渣和冷却用水可循环供水，除渣系统的排水经处理冷却后回用至本系统，系统补水只需补充蒸发损失和排污损失。

6.1.3.2干式除灰系统
干除灰系统采用汽车或带式输送机将灰输送到灰场，只需将灰调试到不飞扬的程度即可，一般调湿水量占灰量的20%左右。

干灰场为防止飞灰，应对干灰场进行喷洒防尘，喷洒水量可按照DL/T5339-2006规范17.4条的规定进行计算。

6.1.3.3除灰渣系统用水水质要求：
除灰渣用水对水温和水质的要求均不高，可利用循环水排污水和经处理后的生活污水、工业废水等作为除灰渣系统的用水。

除灰空压机冷却用水，进水要求冷却水，排水水质变化不大，但水温升高，可采用辅机循环冷却水。

6.1.4输煤系统用水
输煤系统用水主要用于输煤系统的防尘系统、除尘系统和积尘清扫系统等系统。

6.1.4.1防尘系统用水
防尘系统用水包括煤场喷洒水防尘、煤加湿等用水。

（1）煤加湿用水
对于表面水分偏低，容易产尘的煤，宜对煤进行加湿，使煤表面水分达到不产尘的要求，当缺少必要的数据时，煤加湿后的表面水分的设计值，可按将煤表面水分提高到8%～10%选取。

煤加湿用水量可按照DL/T5187.2-2004规范5.2条的规定进行计算。

（2）煤堆喷洒水防尘
煤场喷洒水防尘的喷洒强度可按每次喷洒0.002m3/m2～0.004m3/m2选取,用水量可按照DL/T5187.2-2004规范5.1条的规定进行计算。

6.1.4.2抑尘系统用水
输煤系统的各构筑物宜采用机械降尘、水喷雾降尘方式，当采用湿式除尘器或水喷雾降尘方式时，用水量可按照DL/T5187.2-2004规范6.4和6.5条的规定进行计算。

6.1.4.3积尘的清扫用水
输煤系统各构筑物的各层地面积尘的清扫，宜采用水力清扫，单位面积每次的冲洗水量推荐为0.01m3/m2，用水量可按照DL/T5187.2-2004规范7.2条的规定进行计算。

6.1.4.4输煤系统用水的水质要求
输煤系统的用水应有可靠的水源和水质保证，水力清扫用水、煤场喷洒水宜采用循环水排污水或废水回收水；加湿及除尘用水可选用循环水排污水或工业用水。

6.1.5锅炉补给水处理系统用水
6.1.5.1锅炉补给水处理系统得设计和设备选择，应保证汽包锅炉的正常排污率不超过以下限值：
a)凝汽式电厂，1%；
b）供热式电厂，2%。

6.1.5.2锅炉补给水处理系统的补给水量计算，可按照《火力发电厂化学设计技术规程》（DL/T5068-2006）的规定进行计算。

6.1.5.3锅炉补给水处理系统所需原水一般采用深度处理后的工业水，原水水质要求需满足《火力发电厂化学设计技术规程》（DL/T5068-2006）的规定。

对于湿冷机组，经技术经济比较后，锅炉补给水处理系统所需原水也可采用循环水排污水。

6.1.6生活用水
6.1.6.1当电厂靠近有自来水供应的城镇时，宜采用城镇自来水作电厂生活饮用水水源。

火电厂生活给水系统的用户应根据全厂水量平衡、节约用水、重复使用、满足用户水质要求等原则确定，一般可包括下列用水项目：
1）职工生活用水（饮用水、淋浴水、洗涤水、便溺冲洗水等）。

2）冲洗及绿化用水（冲洗地面用水、冲洗道路用水、冲洗汽车用水、冲洗设备用水、浇洒绿地用水等）。

3）公共建筑物用水。

4）居住区的用水（当邻近厂区时考虑）。

5）部分生产用水（各种化验室和实验室零星用水等）。

6）未预见用水，可按各项用水组合后日用水总量的15%～25%计算。

6.1.6.2居住区生活用水量标准按国家规范《室外给水设计规范》GB50013-2006和《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003的规定执行。

6.1.6.3电厂内工作人员的生活用水量一般可采用35L/（人·班），其小时变化系数采用2.5h，用水使用时间为8h。

电厂工作人员的淋浴用水量，一般可采用40L/（人·班）～60L/（人·班），其延续时间为1h。

电厂最大班职工人数，按电厂职工人数的80%计。

浴室使用计算人数，可按最大班人数的93%计。

6.1.6.4火电厂各类建筑的生活用水量，应按GB50015中的有关规定经计算确定。

6.1.6.5浇洒道路和绿化用水，应根据路面种类、绿化、气候和土壤等条件确定，一般可采用2.0L/（m2·d）。

可采用处理后的生活污水。

6.1.6.6生活饮用水的水质应符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-1985）的要求。

6.1.6.7生活杂用水水质和卫生防护应符合现行的《生活杂用水水质标准》（CJ/T48）的要求。

6.2电厂冷却水系统用水及排水重复利用及节水设计
6.2.1湿冷再循环系统，应采取措施提高循环水浓缩倍率。

湿冷机组以天然水为水源时，循环水浓缩倍率原则上不小于4.0倍，采用再生水时原则上不小于3倍。

6.2.2自然通风和机械通风冷却塔都应安装除水器，以减少风吹损失率。

6.2.3锅炉排污水应经掺混冷却水后回收至循环冷却水系统或其他系统。

6.2.4循环水排污水应得到充分利用，可直接用于湿法脱硫、冲灰、输煤冲洗和喷洒，经深度处理后可以作为锅炉补给水处理系统水源，也可经技术经济比较，对排污水进行脱盐处理后返回至循环水系统。

6.3烟气净化系统用水及排水重复利用及节水设计
6.3.1脱硫工艺的主要节水新技术有：干法脱硫、海水法脱硫、滨海电厂湿法脱硫海水作为工艺补水等，工程中可根据实际情况慎重采用。

6.3.2湿法脱硫工艺水量平衡和节水设计
a）设备冷却水使用后全部返回到全厂设备冷却水系统中循环使用；
b）脱硫装置除排放必要的脱硫废水外，脱硫工艺系统不允许向外排放任何废水或浆液，区内的各种排水（管道、设备等冲洗水等）应收集到积水池中，并全部回用于工艺系统中；
c）石膏滤出液等应全部返回工艺系统中重复使用；
d）烟道和烟囱排放的冷凝液，特别是不设置GGH的脱硫装置，应全部收集并回用于工艺系统中；
e）设置GGH的脱硫系统可以节省水量，GGH系统的设置宜经综合比较论证后最终确定；
f）在脱硫装置不设置GGH时，应尽量降低脱硫入口的烟气温度，减少烟气蒸发水份，以节约用水；
g）海滨电厂采用湿法脱硫工艺时，可以考虑工艺补水采用部分海水的新技术工艺；
h）脱硫工艺水尽量多采用各种厂区处理过的废水、循环水排污水以及中水等。

6.3.3海水法脱硫工艺节水设计
a）设备冷却水使用后全部返回到全厂设备冷却水系统中循环使用；
b）海水法脱硫推荐不设置GGH，以节省吹扫蒸汽和高压冲洗水；
c）脱硫吸收塔入口段设计适当的倾角，入口烟气冷却直接采用海水，以节省工艺水耗；
d）吸收塔除雾器冲洗采用海水代替工艺水，以节约用水，也可仅在停机时短时采用工艺水冲洗，正常运行时不冲洗。

6.3.4干法脱硫工艺水量平衡和节水设计
a）设备冷却水使用后全部返回到全厂设备冷却水系统中循环使用；
b）应尽量降低脱硫入口的烟气温度，减少烟气冷却用水量；
c）设计时选择合适的近绝热饱和温度（控制在15-20℃），即达到设计脱硫效率，又避免烟温降低过多增加耗水量；
d）除石灰消化用水外，脱硫其他工艺水尽量多采用各种厂区处理过的废水和循环水排污水等。

6.3.5脱硫废水可用于干灰加湿或灰场喷洒。

6.4除灰渣系统用水及排水重复利用及节水设计
6.4.1系统选择应贯彻节约用水的方针。

缺水地区采用高浓缩倍率的再循环供水系统时，不应因除灰渣用水而较多地加大循环水系统的排污率。

这时干式除灰渣系统应作为优先考虑的方案。

水力除灰用水可采用经处理后的废水或循环冷却水系统排污水。

当水力除灰系统采用循环冷却水排污水时，宜与循环冷却水的浓缩倍率相匹配。

6.4.2严寒缺水地区、空冷机组的电站项目中，宜采用机械密封与锅炉连接的风冷机械除渣系统及设备。

6.4.3当采用干式除尘器时，可采用干灰集中再制浆以高浓度（水灰比1.5～3）或较高浓度（水灰比4～6）的水力除灰系统。

6.4.4在灰渣分除系统中，厂内除渣用水力输送时，首先考虑脱水仓方案，车船外运。

6.4.5浓缩池、沉灰渣池、渣脱水仓系统的澄清水和锅炉排渣装置的溢流水，在满足除灰用水要求的前提下，应考虑循环使用。

6.4.6采用海水直流供水系统的电厂应采用海水除灰渣。

6.4.7灰场排水处理及回用
6.4.
7.1根据工程具体条件，宜考虑回收灰场澄清水供水力除灰循环使用。

6.4.
7.2灰场灰水可回收量，非冰冻期以灰水的60%考虑，冰冻期以灰水的45%考虑，该时灰水贮存在灰场供非冰冻期使用。

6.5输煤系统用水及排水重复利用及节水设计
6.5.1输煤系统冲洗废水和煤场区域的雨水应收集进行处理，并作为输煤系统冲洗、除尘、煤场喷洒等用水，原则上含煤废水不外排。

6.5.2输煤系统的设计应尽量减少撒煤和粉尘飞扬，减少地面冲洗量。

输转运站和栈桥的地面冲洗水、煤场的喷洒水，宜采用循环水排污水、煤水处理回用水或其它符合标准的废水。

6.5.3当煤仓层采用卸料小车卸煤时，可采用真空清扫系统进行定期清扫。

6.5.4输煤系统除尘应优先选择袋式除尘器，在煤尘比电阻满足要求时，宜选用静电除尘器。

6.6锅炉补给水处理系统用水及排水重复利用
化学系统排水包括锅炉补给水处理系统的排水和凝结水精处理系统的排水，根据各种排水的水质情况，可分别处理回用。

(1)、锅炉补给水处理系统的排水可分为两部分，一部分为反冲洗排水，悬浮物含量较高，含盐量较低，处理后可作为循环水系统补给水或其它工业用水；另一部分为反渗透排水，悬浮物含量较低，含盐量较高，中和后可用于干灰调湿、干灰场喷洒、湿法脱硫用水和输煤系统喷洒、除尘、冲洗。

(2)、凝结水精处理系统的排水可分为两部分，一部分为再生废水，含盐量较高，中和后可用于干灰调湿、干灰场喷洒、湿法脱硫用水和输煤系统喷洒、除尘、冲洗。

另一部分为连洗排水，水质较好，可直接回收作为循环水系统补水或其它工业用水。

(4)、汽水取样装置冷却水采用主厂房闭式除盐水，无水量消耗。

(5)、汽水取样装置的取样排水，水质较好，可直接补入凝汽器回收。

(6)、制氯站冷却水采用循环水，冷却后直接回用，无水量消耗。

6.7生活用水及排水重复利用
6.7.1生活用水
火电厂生活给水系统的用户应根据全厂水量平衡、节约用水、重复使用、满足用户水质要求等原则确定，一般包括职工生活用水、冲洗及绿化用水、公共建筑物用水、居住区的用水、部分生产用水和未预见用水等用水项目。

火电厂应加强对生活用水的管理，做到用水有计量，对公共浴室、食堂、卫生间、招待所等场所宜采用节水型龙头和器具。

6.7.2生活污水的回收处理再利用
6.7.2.1生活污水经处理合格后，宜回收用于绿化、水力除灰或杂用水系统；经深度处理合格也可作为循环冷却水的补充水。

6.7.2.2根据不同的回用要求，生活污水处理可以采取不同的工艺流程：
a)当生活污水经处理后作为除灰系统补充用水时，应根据污水水质和工艺要求，经计算后确定采用一级或二级处理；
b)当生活污水经处理后作为生活、生产杂用水时，还应进行进一步处理，使其达。