火力发电厂水平衡测试的方法和应用

2006.10中国青岛火力发电节水技术研讨会1火力发电厂水平衡测试的方法和应用刘斌（华能日照电厂276826）摘要：本文结合日照电厂在实际进行水平衡测试过程中的经验，对水平衡测试的方法和步骤进行了论述，通过日照电厂采取的节水实例进一步说明了水平衡测试在火力发电厂中节水的重要意义。关键词：火力发电厂水平衡测试步骤应用1引言水是生命的源泉、农业的命脉、工业的血液。没有水，人类就不能生存，社会就不能发展。早在1977年，联合国就召开水会议，向全世界发出严正警告：水不久将成为一个深刻的社会危机，继石油危机之后的下一个危机便是水。把水看成取之不尽、用之不竭的时代已经过去，把水当成宝贵资源的时代已经到来。科学的预言很快就变成了严峻的现实。目前,世界上有一百多个国家和地区缺水。我国的水资源也很匮乏,尤其是我国北方缺水更为严重,全国共有450个城市,近300个城市缺水,严重缺水的城市有100多个,如青岛、大连、太原、西安、长春等。水的危机正在严重地威胁着火力发电厂的机组正常运行。有些电厂不得已通过高昂的投入采用海水淡化解决水资源紧缺的局面。为提高火力发电厂的经济效益,降低发电成本,强化用水管理,降低发电水耗率就显得更为重要。查清火力发电厂用水、取水和排水,达到合理用水科学管水,做好水平衡测试工作是唯一的途径。2水平衡测试目的水平衡测试是对用水单位进行科学管理之有效的方法，也是进一步做好节约用水工作的基础。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，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，单位节水管理节水水平和业务技术素质。8、为制定用水定额和计划用水量指标提供了较准确的基础数据。3电厂水平衡测试的方法步骤3.1宣传发动阶段这一阶段首先要进行全厂性的宣传，进行水平衡测试知识的普及工作。宣传电厂进行水平衡的重要意义，进行水平衡的步骤方法。宣传的手段可以利用图表、图片、文字等形式，要做到通俗易2006.10中国青岛火力发电节水技术研讨会2懂，让每一个人都能尽快了解水平衡的影响因素。熟悉掌握DL/T606.5-1996《火力发电厂水平衡导则》的有关内容。其次，要进行水平衡测试的重点宣传和培训。抽选机、炉、电、燃、化专业人员参加水平衡测试工作，要求参加试验的人员熟悉专业系统，具有一定的运行经验和理论知识。必要时可以举办水平衡测试学习班熟悉掌握水平衡导则DL/T606.5-1996。日照电厂在进行水平衡测试时分为了汽机组，锅炉组，燃料组，化学组，综合组，测量组共计六个组。并对每个组人员进行了培训和交底。参加水平衡测试的人员也都是熟悉专业和系统的专业工程师，在很短的时间内就全面掌握了水平衡测试的方法和步骤。为了做好此次水平衡试验，日照电厂成立了水平衡测试组织机构，成立了运行副总师任组长的领导小组。实事证明，如果电厂第一次进行全厂性的水平衡测试一定要成立相应的领导机构，昀好由分管厂长参加。水平衡测试不仅宣传上到位，而且在措施上也要到位。3.2资料收集准备阶段该阶段是水平衡测试成功与否的关键阶段。收集的主要资料有：a查清全厂各种水源情况，掌握全厂水系统管网布置情况，要求绘制成图。该阶段往往比较复杂，对于新投产的机组地下管网的布置一般比较清楚，能够通过查找图纸来确定管网的布置情况。但对于运行时间较长的机组，由于进行了大量的改造，往往不能确定管网的布置情况，需要对个别不确定的管道进行重新开挖土方确定位置和存在。在该阶段需要配备一定数量的实施人员，进行管道的查找摸排工作，详细掌握供水管道的地下布置情况。b根据绘制的管网图，确定管网的主要节点，为下一步的测量点确定位置。了解水系统的计量表计安装情况，不合格的表计要进行重新校验，在重要的位置可以安装临时计量表计。根据系统的布置情况划分水平衡测试范围和边界。c掌握全厂装机容量、台数、及主要技术规范。全厂主要用水设备台数和技术规范(用水量、水质、水温、冷却水介质的设计要求和技术数据)。了解主要用水设备的运行数据，通过收集这些资料了解设备的用水规律，确定测量位置和测量方法。d对用水进行分类，主要分间接冷却水、循环水、冷凝水、冲洗水。按照水的使用范围进行分类：生产用水和非生产用水。生产用水分为汽轮机循环水、工业水、发电工质水、锅炉冲灰水。非生产用水主要是辅助生产用水和生活用水。e根据调查的全厂用水管网，绘制成图，根据实际情况确定的测量方法。如果有累计功能计量表计的。在一定间隔内读取表计读数即可。如果测量的管道计量表计没有累计功能，只有瞬时流量功能，那么要调查了解该用水管道的过水规律，通过计算得出间隔时间的用水量。如果测量的管道没有任何表计，可以通过超声波流量计进行流量测量。如果测量的用户不便直接测量可以采用容积法进行测量。如果测量的部位用水没有规律如绿化用水，可以采用限制用水，或每次绿化时安装临时计量表计的方法。f编写本次水平衡测试大纲,要成立组织机构，明确工作任务，明确测试数据，测试工具，测量地点，参加人员，测试人员分工，测试起止时间，测试要求，测试记录表格，测试注意事项等。3.3分工实施阶段水平衡测试周期和时段的正确选择，是保证测试质量的前提，直接关系到测试方式的选择及测试数据的实用性。为获得具有代表性的水量所需的测试时间，水平衡测试周期的确定通常应同生产周期相一致。火电厂属于连续批量型的工业企业，测试周期的确定需综合考虑其生产类型、生产规模、工艺方法、生产设备等及其它非生产性因素的影响，并结合实际情况而定。整个测试工作易采用逐级平衡方式进行，才能使逐层分解的用水系统易于选取具有相同代表性的测试时段，故测试周期一般也不宜过长。由于火电厂化学制水用水存在规律的间断用水，因此在选取间隔时间时不宜过短，要充2006.10中国青岛火力发电节水技术研讨会3分了解本厂化学制水的规律特点确定测试间隔。日照电厂在测试时分别选取了一天，三天，一周的周期分别进行测量，充分考虑的化学制水的特点。用水表法测试时，应每天定时抄水表；用流量法（如容积法或其它流量计法）测定时，各水量断面每天测试应不少于3次，然后取平均值，再根据统计的用水时间换算成日水量。如果用水不规律时，流量法测量要增加测量记录次数。对于不便安装流量表计的地方要进行测量流量，昀好选用超声波流量计进行测量。日照电厂在测试时选用了美国产宝丽声超声波流量测量仪，该测量仪器便于安装，适应范围广，在满足测量要求时能够得到准确的结果。对于不便安装流量计并不便于使用超声波流量计进行测量的位置可采用将其隔离的方法。3.4分析总结阶段a、测试结果校核：由于单位用水单元较多，测试工作量较大，有的单位很难做到各用水单元都同一个时间抄表，测试难免有误差。为保证测试质量，要求在测试阶段所得各类日取水量之和与同期单位实际日总取水量之差不大于10%，可认为测试结果符合要求。否则应继续查找有无漏测和计算错误，直到达到要求。水平衡的分析计算公式可以参见DL/T606.5-1996《火力发电厂水平衡导则》附录D。火力发电厂的水平衡不平衡率σ（即总水量与分支水量之和的误差）：一级水平衡σ≤±5%；二级水平衡σ≤±4%；三级水平衡σ≤±3%。b、各类用水分析：各类用水按用途进行汇总分类，按照用水考核指标体系计算，分析用水合理水平。同时，参照同类型电厂节约用水标准和用水的实际情况，确定各类排放水可回收利用的水量。c、节水计划和规划的制定：根据对各类不合理用水因素的分析，采取相应的行政和技术措施，制定节水措施和规划。4水平衡测试在电厂中的应用；通过水平衡测试能够直观发现电厂中的水的流向，明确下一步的重点工作计划，制定节水措施，采取节水技术，加强节水管理，是电厂进行节水工作的重要一环。以下是日照发电厂通过进行水平衡测试进行的节水工作实例分析：4.1废水100％回收再利用工程，昀大限度地提高水的重复利用率，减少新水取用量日照电厂通过水平衡发现机组工业污水不能有效回收利用。为了有效回收废水，电厂实施了废水100％回收再利用工程，将工业污水和生活污水全部回收，每日回收约1100吨。水平衡试验也发现锅炉捞渣机设计采用淡水进行冲渣，每天的用水量达到2640吨，这部分淡水随冲灰水流走，白白浪费。电厂的技术人员通过采取措施，进行了技术改造，将处理后的废水替代捞渣机的冲洗工艺水，这样每天可以节约1100吨的工业新鲜用水。通过利用废水，增加了复用水的利用率，减少了新鲜淡水的用量，达到了社会效益和经济效益的双重回报。4.2改革用水工艺，实施海水替代工程日照电厂进行水平衡试验时发现循环水系统淡水用水量较大。通过分析，循环水泵的冷却采用了循环冷却水工艺，但是轴承的密封冷却水却不能回收利用，每天淡水的消耗量在1400多吨。电厂针对这种情况，将循环水泵的节水改造列入了电厂节能五年规划中。技术人员通过认真的比较分析，对循环水系统的冷却水进行了全面的改造，采用了新的耐腐蚀材料，利用循环水泵自身出口的海水代替淡水作为冷却和密封水，利用机组检修的停机机会进行改造。循环水泵的冷却密封水全部采用海水后，每天可以节约新鲜工业水1400多吨，效果十分显著。2006.10中国青岛火力发电节水技术研讨会44.3进行节水技术改造，减少能源流失针对水平衡测试机组补水量大的情况，日照电厂采取了多项措施和方案降低补水率，主要有：进行机组疏放水系统的检修，减少疏放水系统泄漏量；对汽轮机、给水泵小机的轴封管道疏水进行改造，排入A4低加，进行热量和工质的回收；进行锅炉侧油枪雾化、吹灰系统的疏水回收改造。通过技术改造，机组补水率降低了0.36％。4.4采用节水器具，加强用水管理针对办公和生活用水采取了全面更换节水器具，水龙头、冲便器全部采用节水型。每个用水单位采取定量管理，制定限额，建立奖励制度。4.5时时进行水平衡，发现隐蔽泄漏。随着管道的老化和较多的施工改造工程，电厂中经常会出现供水管道泄漏的情况，特别是地下管道更是难以查找漏点。如果建立健全计量体系，可以随时进行水平衡测试。因此水平衡就为查找用水量异常找到了很好的办法。日照电厂供水管线有20公里长，由于沿线施工和偷盗水的情况时有发生，仅靠人员的巡线杜绝损失显然力不从心。通过在水源地和电厂内分别安装水表，时时的水平衡能够有效发现供水管线的异常泄漏情况，减少了管线的泄漏量。此外电厂内部也可以通过局部的水平衡测试进行查漏工作。4.6掌握用水规律，合理安排用水时段水平衡测试中要进行用水规律的调查，通过绘制供水流量曲线图，能够有效掌握电厂的用水规律，通过合理调整用水时段，能够避免用水过高峰的出现。下图是日照电厂全天的不同时段用水流量图。通过该图可以有效避免在高峰时段的大量用水，以防造成供不应求的局面，同时也能合理安排用水减少供水泵的电力消耗。5结论实践证明，水平衡测试是电厂加强用水管理，制定节水计划和规划，降低电厂用水量的有效方法。日照电厂从建厂以来，连续四年开展水平衡测试工作，采取了多项节水措施，进行了大量的设备技术节水改造和消除用水设备泄漏工作，节约了大量的工业水。节水改造后，日需新鲜水量已由昀初的8000吨减少到5000吨。每年节约新鲜水约100万吨。生消水日供水曲线图05101520253035404550556065707524123456789101112131415