李洋
华电云南发电有限公司 云南 昆明 650028
摘要：我国火电体量大，火电是电力系统的稳定器，目前正值“十四五”能源规划的关键时期，火电的定位转变，将从从电量为主的定位转变为电力电量并举，最终转向系统服务的定位。因此火力发电厂必须跟上国家“清洁低碳，安全高效”的节能理念才能在庞大的火电竞争市场中不被淘汰，合理利用水资源，降低水污染物排放是目前的耽误之急。
关键词：火力发电厂；节水；水务管理；水质；水处理
前言
随着 国家“十三五”能源规划提出“加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系”的工作要求，“十四五”将仍然秉承此核心目标，燃煤电厂近年来面临的不仅仅是对于煤耗、油耗、厂用电等传统的节能指标降耗压力，节水减排也成为了火力发电行业的重点课题。国家《水十条》、新版《环境保护法》、水利部相关节水用水规划对企业节水、用水及排水提出了更高要求。。
火力发电厂是工业耗水大户，其用水量约占工业用水量的30%～40%，随着水资源的日益匮乏和国家环境保护要求的提高，水的成本在电厂运行成本中所占比例越来越大，在有限条件下优化和提高水资源利用效率是燃煤电厂的必然选择。因此，提高水务管理水平，全面掌握全厂用、排水系统的水量、水质，做到“优化用水、梯级利用”，最大限度地合理利用水资源，减少废水排放量，保证废水达标排放，直至实现废水零排放，是节约用水、降低水耗、保护水环境的必然趋势。
1火力发电厂工作原理分析
1.1火力发电厂的发展历程
2018年，全球一次能源消费138.6亿吨油当量（标准油），同比增长2.9%，是过去十年平均增速（1.5%）的两倍，也是2010年以来的最高增速。 煤炭仍然是主导的发电燃料，占比达到38%，与二十年前的比重基本保持在同一水平。天然气是第二大主要发电用能源，份额达到23.2%, 高于1998 年。石油和核电的比重在这一时期有明显下降。可再生能源的比重从十年前的仅3%增长至9.3%。截至2019年底，全国发电装机20.11亿千瓦，增长5.8%。2019年新增发电装机容量10173万千瓦。近十年来，我国发电装机保持增长趋势，由2010年9.66亿千瓦增长到2019年的20.11亿千瓦，已连续七年稳居全球第一装机大国地位。在2001年到2005年8月间，国家环保总局就审批了火电项目达到472个，2004年审批项目135个，2005年审批项目213个，这些项目逐渐投入生产后，火电装机容量激增，随着发展2006年12月，全国火电发电量仍占主导[1]。
1.2火力发电厂的工作原理
火力发电是不同于热能发电的，火力发电厂是利用煤矿、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，是在锅炉中放入必需的燃料并且燃烧加入热水实现蒸汽，并用蒸汽推动燃料的化学能转化为热能，热能在机械化作用下转化为机械能，并由此转化为电能的过程。过程并不复杂，详细解读它的工作原理可以得出水是连接燃料和最后电能发生的纽带，没有水的作用，燃料只能停留在加入锅炉中，并不会对电能的产生发挥巨大作用[2]。
2火力发电厂的存在对城市的影响
2.1火力发电厂对城市环境的影响
火力发电厂作业过程中燃料的燃烧阶段和蒸汽阶段都会产生和排放出污染物，排放的污染物主要有废水、废气和粉煤灰等污染物。这三种污染物如果全部排放到空气中或者河流中，因为排放量巨大，势必会对环境和河流产生不可逆的污染。细分这三种污染主要的粉尘污染是煤矿的飘尘和锅炉的烟尘，主要的废水污染指的是溶于水的二氧化硫气体或者含油含悬浮物等，废气主要就是二氧化硫气体和氮氧化物气体。这些污染物如果不采取相应的措施进行防护，对城市空气和水流的影响会直接危害人类的健康还有水下生物的健康，尽管发电量能够满足人类的生活需求，但是环境直接就影响人类的工作和城市经济发展水平还有人们的幸福生活指数往往得不偿失。
2.2火力发电厂对城市经济的影响
火力发电行业是一个天然的“需求拉动”供应链结构的行业，其特殊性就在于电能作为一个特殊产品，不能够大量的置留起来，但是人类和工作日常运转又需要及时的电量作为支撑，并且用电量和需求变化是随着四季更替还有气候变化，人员流动，不同地区和时间变化而改变的。
这个特殊性就要求火力发电厂的供给电量就要和需求进行相应适时的平衡，所以会用天然的需求拉动供给。在这种特殊性的包围下，人类的工作生活等能够得到电力的持久支撑就会持续稳定拉动整个城市的经济持续发展[6]。
3水质与水是如何作用于火力发电厂
3.1水质的概述
地球是一个水量丰富的星球，并且是迄今为止天文学家发现的唯一一个带水的星球，在地球这个星球上面，自然形成了一个水圈，海洋上的液态水和陆地上的固态水共同构成了一个连续的圈层，这个圈层包含江河湖海中的一切淡水和咸水、土壤水、浅层和深层地下水以及两级冰帽和高山冰川的冰水等，并且这些水在大气运动，气候不断更迭的情况下进行不断的水循环，形成不同的天气和发生水的不同形态的变换 [3]。
4控制研究处理水和水的策略
4.1 节水技术优化
火力发电厂应参照《火力发电厂节水导则》DL/T 783相关技术要求，结合自身工艺特性，选择相应的水处理工艺和水质控制措施，合理有效的回用各系统水资源，减少或者不排放，形成水资源厂内有效循环，提高复用水率。
4.1.1 高悬浮物废水
4.1.1.1 脱硫废水和含煤废水
通常，火力发电厂高悬浮物废水为脱硫废水、含煤废水，脱硫废除呈酸性，含煤废水呈碱性，两种废水可通过相应的处理设施进行初步降浊处理后进行中和处理再进行深度处理，从而投入到复用水系统中进行循环使用。
4.1.1.2 污泥处理上清液和污泥脱水出水
火力发电厂污泥处理一般使用浓缩+离心/板框脱水处理方式进行处理，但澄清上清液和脱水清夜浊度也较大，呈碱性，含有污泥中部分悬浮物和絮凝体，可回收至含煤或脱硫废水中参与水的澄清和絮凝从而参与进一步的降浊和深化处理。石灰预处理的排泥水甚至可以直接参与高浊水的絮凝和澄清反应，但由于石灰预处理排泥水处理工艺要求较高，可能会造成其他污泥处理系统的负担。
4.1.1.3 各种过滤器反洗水
水处理过程中各种物理过滤器如砂滤器、活性炭过滤器等反冲洗水浊度也较高，可以统一收集汇集进入预处理进口处理措施进行沉淀和澄清处理再投入使用。
4.1.1.4 化学清洗高浊废水
除盐车间超滤和反渗透系统在化学离线清洗废水也是常见高浊废水之一，但在正常使用条件下产量不大，清洗时浊度稍高，分为酸洗液和碱洗液，浊度较高且酸碱性也偏高，可汇入专用水池中和并澄清后通过提升泵输入相应的系统酌情回用。
5结语
火力发电厂是城市环境和城市经济不可或缺的一部分，做一个促进城市经济发展的功臣和一个城市的环境保护主义践行者会给整个社会带来一个可持续的良性循环，研究水的综合利用将成为这个良性循环的突破口。
参考文献
[1]吕玲.锅炉补给水处理系统中全膜法的应用[J].中国资源综合利用,2020,38(07):198-201.
[2]刘淑鑫. 火力发电厂电气节能降耗的问题与技术措施[J]. 中外企业家, 2019, 635(09):114.
[3]朱浩, 崔晓光, 赵钦,等. 一种火力发电厂废气高效除尘脱硫装置:, 2020.
[4]姜凯, 王远清, 刘冲,等. 火力发电厂锅炉烟气除湿净化及余热梯级利用供热系统:, 2019.
《火力发电厂节水导则》DL/T 783
《火力发电厂水务管理导则》DL/T 1337