火力发电厂水工设计规范
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4 水源和水务管理

4.1 水  源

4.1.1 火力发电厂的水源选择应符合下列规定:

1 水量充沛可靠;

2 原水水质较好;

3 采用直流、混流或混合供水系统的火力发电厂宜靠近水源;

4 应考虑水源的综合利用及取排水对水域的影响;

5 应考虑其他用户对火力发电厂取水水质、水量和水温的影响;

6 取排水设施的设置应能满足保护区及水功能区划的要求;

7 滨海发电厂所在地的淡水资源不能满足要求时,可采用海水淡化工艺制取淡水;

8 生活用水水源宜采用城市自来水或地表水;

9 扩建工程应充分利用已建机组的排水;

10 缺水地区或环保不允许外排水时,淡水循环水系统的排水可作为其补充水及化学补给水处理系统的水源;

11 缺水地区建设燃用高水分褐煤的电厂可采用煤中取水技术获得水源。

4.1.2 缺水地区新建、扩建电厂生产用水严禁取用地下水,应严格控制使用地表水,宜利用城市再生水和其他废水,坑口电厂应首先使用矿区排水。

4.1.3 当有不同的水源可供火力发电厂选用时,应根据水量、水质和水价等因素经技术经济比较确定。采用单一水源可靠性不能保证时,应另设备用水源。

4.1.4 当采用地表水作为水源时,在下述情况下,仍应保证其满负荷运行所需的水量:

1 当从天然河道取水时,对于单机容量在125MW及以上的火力发电厂,应按保证率为97%的最小流量考虑;对于单机容量在125MW以下的火力发电厂,应按保证率为95%的最小流量考虑;同时均应扣除取水口上游必须保证的工农业规划用水量和河道水域生态用水量;

2 当河道受水库、湖泊、闸调节时,对于单机容量在125MW及以上的火力发电厂,应按其保证率为97%的最小调节流量考虑;对于单机容量在125MW以下的火力发电厂,应按保证率为95%的最小调节流量考虑;同时均应扣除取水口上游必须保证的工农业规划用水量和生态用水量;

3 当从水库、湖泊、闸坝取水时,对于单机容量在125MW及以上的火力发电厂,应按保证率为97%的枯水年最小供水量考虑;对于单机容量在125MW以下的火力发电厂,应按保证率为95%的枯水年最小供水量考虑。

4.1.5 当采用天然河道作为水源时,应对包括地下河段在内的河流的水文特性进行全面分析,并应根据河流的深度、宽度、流速、流向、包括悬移质及推移质的泥沙和河床地形及其稳定等因素,结合取水型式对河道在设计保证率时的可取水量及排水回流进行充分论证,当不能得到可靠的分析论证结论时应进行物理模型试验。

4.1.6 当火力发电厂自建专用水库或拦河闸坝取水时,对于单机容量在125MW及以上的火力发电厂,其设计洪水标准不应低于100年的重现期,校核洪水标准不应低于1000年的重现期;对于单机容量在125MW以下的火力发电厂,其设计洪水标准不应低于50年的重现期,校核洪水标准不应低于100年的重现期。水库及闸坝的洪水设计标准尚应符合现行国家标准《防洪标准》GB 50201、现行行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL 252的规定。

4.1.7 当采用海水作为水源时,应对滨海水文、当地港航现状与规划、水域功能区划和环境保护要求、海生物资源等进行全面的调查研究,并应结合海岸类型、海床地质、海流流向、泥沙运动等因素对取水水质、取排水对当地海产资源及排水对海水水质与海域生态的影响进行分析论证,根据工程特点和水源条件可分阶段进行数值模拟计算与物理模型试验。

4.1.8 当采用地下水作为水源时,应根据该地区目前及必须保证的各项规划用水量,按枯水年或连续枯水年进行水量平衡计算后确定取水量,取水量不应大于允许开采量。

4.1.9 当采用城市再生水作为水源时,应根据污水处理厂现状和规划来水量及水质情况、处理工艺及运行情况、出水水量及出水水质情况、其他用户情况等分析确定可供电厂使用的水量,并应达到设计保证率的要求。若不能确定再生水源的供水保证率,应设置备用水源。当再生水有多处来源,且水量充足时,可不设备用水源,否则应按本规范第4.1.3条取水保证率要求设置备用水源。备用水源的供水量应根据市政污水收集系统及污水处理厂的检修及故障失常情况确定。

4.1.10 当采用矿区排水作为水源时,应根据补给范围、边界条件、水文地质特征及补给水量,并结合矿井开采规划和疏干方式,分析确定可供电厂使用的矿区稳定的最小排水量。

4.2 水量和水质

4.2.1 火力发电厂的用水量应根据下列各项确定:

1 凝汽器冷却用水;

2 除凝汽器以外的其他附属设备的冷却用水;

3 化学水处理系统用水;

4 工业用水;

5 除灰渣系统用水;

6 烟气脱硫系统用水;

7 输煤系统用水;

8 生活用水;

9 消防用水;

10 其他用水。

4.2.2 供热机组的冷却水量应按最小热负荷时的凝汽量计算。

4.2.3 湿式循环水系统的水量损失应根据下列各项确定:

1 冷却塔的蒸发损失;

2 冷却塔的风吹损失;

3 循环水系统的排水损失。

4.2.4 湿式冷却塔的蒸发损失水率宜按下列公式计算:

1 当不进行冷却塔的出口气态计算时,蒸发损失水率可按下式计算:

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式中:Pe——蒸发损失水率(%);

KZF——系数(1/℃),可按表4.2.4的规定选取;当进塔气温(干球温度)为中间值时可采用内插法计算;

Δt——进、出冷却塔的水温差(℃)。

表4.2.4 系数KZF

img

2 对进入和排出冷却塔的空气状态进行详细的计算时,蒸发损失水率可按下式计算:

img

式中:Gd——进入冷却塔的干空气质量流量(kg/h);

X1——进塔空气的含湿量(kg/kg);

X2——出塔空气的含湿量(kg/kg);

Q——循环水流量(kg/h)。

4.2.5 装有除水器的湿式冷却塔的风吹损失水率宜采用下列数值:

1 机械通风冷却塔宜取0.1%;

2 自然通风冷却塔宜取0.05%。

4.2.6 湿式循环水系统的排水损失水量应根据对循环水水质的要求计算确定,可按下式计算:

img

式中:Qb——排水损失水量(m3/h);

Qe——蒸发损失水量(m3/h);

Qw——风吹损失水量(m3/h);

N——循环水浓缩倍率。

4.2.7 冷却池的水量损失应根据下列各项确定:

1 自然蒸发损失;

2 附加蒸发损失;

3 渗漏损失;

4 排水损失。

4.2.8 冷却池的自然蒸发损失水量及附加蒸发损失水量的计算应符合现行国家标准《工业循环水冷却设计规范》GB/T 50102的有关规定。冷却池的排水损失水量应根据对循环水水质的要求计算确定。

4.2.9 冷却池的渗漏损失水量可根据池区的水文地质条件和水工构筑物的型式等因素确定。冷却池应采取防渗漏措施。

4.2.10 火力发电厂用水水质应根据生产工艺和生活、消防用水的要求确定,并应符合下列规定:

1 用于凝汽器等表面管式热交换设备的冷却用水应采取去除水中杂物及水草的措施;当水中含砂量较大,且砂粒较粗、较硬时,宜对冷却用水进行沉砂处理;

2 带冷却塔的湿式循环供水系统的补充水中悬浮物含量超过50mg/L时宜进行处理,经处理后的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;

3 间接空冷系统的补给水宜为除盐水;

4 工业用水中转动机械轴承冷却水的碳酸盐硬度宜小于250mg/L(以CaCO3计),pH值不应小于6.5且不宜大于9.5,悬浮物的含量宜小于50mg/L;

5 生活饮用水的水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的要求;

6 生活杂用水水质应符合现行国家标准《城市污水再利用城市杂用水水质》GB 18920的要求;

7 回用水水质应根据回用水用途确定;当回用水系统的供水用于多种用途时,其水质标准应按最高要求确定。

4.3 水务管理

4.3.1 火力发电厂设计中的水务管理除应遵守和执行国家有关的法律法规外,还应符合现行国家标准《地面水环境质量标准》GB 3838、《生活饮用水卫生标准》GB 5749、《污水综合排放标准》GB 8978、《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918等的规定,并应满足火力发电厂所在地区的有关规定和要求。

4.3.2 火力发电厂设计应对各类供水、用水、排水进行全面规划、综合平衡和优化比较,应严格控制耗水指标,并应符合下列要求:

1 应根据厂址地区的水资源条件,因地制宜,合理选择火力发电厂主机冷却系统和辅机冷却水的冷却方式;

2 除各工艺系统采取合理的节水工艺和用水设备外,应优化用水流程,提高复用水率和废水回收率;各种废水宜按照水质条件优先考虑直接回用,不能直接回用的废水,应根据各工艺系统对水质的要求,选择适宜的废水处理方式经处理后回用;

3 火力发电厂应根据水源条件及环保要求确定废水排放方式;燃煤发电厂在受纳水体没有纳污条件下宜采用废水零排放,在严重缺水地区或环保不允许外排水的情况下,应采用全厂零排放。

4.3.3 火力发电厂节水设计应按照现行行业标准《发电厂节水设计规程》DL/T 5513的规定选择采用适宜的节水技术和措施。

4.3.4 火力发电厂的设计耗水指标宜根据当地的水资源条件和采用的相关工艺方案计算确定。对于单机容量为125MW及以上的火力发电厂,其设计耗水指标应符合现行行业标准《发电厂节水设计规程》DL/T 5513的规定。对于单机容量为125MW以下的火力发电厂,其设计耗水指标应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的规定。

4.3.5 火力发电厂的设计取水流量及年取水量应按现行行业标准《发电厂节水设计规程》DL/T 5513的规定经计算确定。

4.3.6 火力发电厂中的供、排水系统应配置必要的计量和监测装置。火力发电厂水量计量装置的设置部位应符合现行行业标准《发电厂节水设计规程》DL/T 5513的要求。水量计量装置和水质监测装置应根据火力发电厂用水和排水的特点、介质的性质、使用场所和功能要求进行选择。