燃煤電廠水平衡模型與節水分析

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觀點凝練

摘要：隨著水資源的日益短缺和火電裝機容量的持續增加，應用節水技術是目前火電行業可持續發展的重要途徑。基于煤種、氣象條件和電廠性能參數，提出了電廠水平衡模型，繪制了電廠水流圖，直觀體現了進入和離開電廠的水平衡關系，辨析系統節水的關鍵環節。定量分析了煙氣余熱及水分回收系統的節能和節水效果。以燃煙煤的超臨界機組為例，在離開電廠的水流中，冷卻塔蒸發、風吹損失占60%，冷卻塔排污占20%，排煙中水分占15%。火電廠節水的重點在于冷卻系統、廢水排放和排煙水分回收。針對火電廠余熱和水分回收的系統，理論計算表明：對于濕冷機組，如果煙氣水分回收60%，則超臨界機組單位供電量耗水量下降19.2%；對于空冷機組，如果煙氣水分回收60%，則電廠的取水量為零；如果同時采用半干法或干法脫硫系統，則電廠可以成為供水方。

結論：本文基于煤種、氣象條件和電廠性能參數，提出了電廠水平衡模型，并以文獻數據進行了驗證。繪制了電廠水流圖，能夠直觀地體現進入和離開電廠的水平衡關系，給出電廠用水損失分布。基于水耗模型和水流圖，討論了煙氣余熱及水分回收系統的節能和節水效果。主要結論如下。

（1）電廠發電效率每提高1個百分點，火電廠單位供電量取水量下降3.5%。原因在于發電效率提高，冷凝器負荷減少，從而減少冷卻系統水耗；單位發電量的煙氣量下降，也會減少脫硫系統水耗。

（2）以燃煙煤的超臨界機組為例，在離開電廠的水流中，冷卻塔蒸發、風吹損失占總水量的59.1%，冷卻塔排污占總水量的19.7%，排煙中水分占總水量的15.6%。因此火電廠節水的重點在于冷卻系統、廢水排放和排煙水分回收。

（3）提出了一種火電廠余熱和水分回收的系統。初步理論分析表明對于濕冷機組，如果煙氣水分回收60%，則超臨界機組單位供電量耗水量下降19.2%；對于空冷機組，如果煙氣水分回收60%，則電廠的取水量為零，如果同時采用半干法或干法脫硫系統，則電廠可以成為供水方。

引文信息

劉廣建, 岳鳳站, 周碩, 等. 燃煤電廠水平衡模型與節水分析[J]. 中國電力, 2022, 55(4): 221-228.

LIU Guangjian, YUE Fengzhan, ZHOU Shuo, et al. Water balance model and water-saving analysis for coal-fired power plants[J]. Electric Power, 2022, 55(4): 221-228.

（來源：中國電力）