火力发电厂水平衡导则.doc

火力发电厂水平衡导则Guide for water balance of thermal power plantDL/T 606.5-1996前 言 本标准是根据电力工业部1995年电力行业标准计划项目（第二批）（技综199544号文）的安排，由东北电力集团公司制定的。能量平衡是火力发电厂节能工作的一项基础工作。火力发电厂能量平衡是考核火力发电厂能源利用水平的重要方法之一。 本标准是根据有关国家标准，并吸收火力发电厂在能量平衡工作中的经验和节能的科研成果而制定的。根据火力发电厂生产的特点，生产过程和主要能耗，将火力发电厂能量平衡导则分为五个部分，即：DL/T 606.1 火力发电厂能量平衡导则总则DL/T 606.2 火力发电厂燃料平衡导则DL/T 606.3 火力发电厂热平衡导则DL/T 606.4 火力发电厂电能平衡导则DL/T 606.5 火力发电厂水平衡导则在编排上有总则，但还尽可能地保持四种能量平衡各自的独立性，便于应用。本导则是第五部分DL/T 606.5火力发电厂水平衡导则。本导则附录A、附录B、附录C、附录D都是标准的附录，附录E是提示的附录。本导则由中华人民共和国电力工业出版社提供。本导则由电力工业部标准化小组归口。本导则主要起草单位：电力工业部东北电力集团公司。本导则主要起草人：张登敏、王雅贤、宋家升、常建华。本导则由电力工业部标准化领导小组负责解释。生中华人民共和国电力行业标准DL/T 606.5-1996火力发电厂水平衡导则Guide for water balance of thermal power plant中华人民共和国电力工业部1997-02-24批准 1997-06-01实施L 范围 本标准规定了火力发电厂水平衡测试的内容和方法。适用于火力发电厂水平衡测试。2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GBJ10287 工业循环水冷却设计规程 GB711986 评价企业合理用水技术通则GB897888 污水综合排放标准 GJ1987 工业用水分类及定义 CJ2087 工业企业水量平衡测试方法 DL/T606.196 火力发电厂能量平衡导则总则3 总则3.1 水平衡测试的定义 以火力发电厂作为一个确定的用水体系，研究火力发电厂水的输入、输出和损失之间的平衡关系。3.2 水平衡测试的目的3.2.1 通过对火力发电厂各种取、用、排、耗水的测定，查清火力发电厂用水状况，找出节水潜力，制定切实可行的节水控术措施和规划，使火力发电厂的用水达到合理使用和科学管理。3.2.2 通过水平衡测试，正确地评价火力发电厂的用水水平，制定出合理的先进的发电水耗、供热水耗、补水率、灰水比等定额标准。4 名词、术语、图示、测量仪表配备、水量动态平衡关系4.1 名词、术语4.1.1 新鲜水量Qx从水源开采以后第一次利用的水量（自来水、地下水、河水）。4.1.2 总用水量Qz在发电过稆中使用的所有水量之和，它包括新鲜水郓复用水量。4.1.3 复用水量Qf使用两次及两次以上的水量，包括串用水量和循环水量。4.1.3.1 串用水量Qc生产过程中已经利用过的水，在水质、水温满足另一流程要求的条件下，被串联使用代替新鲜水，如冲灰用水。4.1.3.2 循环水量Qxh循环使用的水，在其水质、水温处理后，仍用于原工艺流程的水。4.1.4 排放水量Qp完成生产过程后，最终排出体系外的水量。4.1.5 消耗水量Qxi生产过程中消耗掉的水（例如蒸发散失的水）。4.2 图示与图例 图示与图例见附录A1、A2(标准的附录)。4.3 水平衡测试计量仪表配备 水平衡测试计量仪表醒备见附录A3(标准的附录)。4.4 水量动态平衡关系 水量动态平衡关系见附录B（标准的附录）。5 水平衡的内容、方法5.1 水平衡测试前的准备工作5.1.1 查清全厂各种水源（河水、自来水、地下水）情况，填写表l和表2。5.1.2 查清用水情况，填写表3。绘制水系统管网图，用水计量网络图。5.1.3 用水系统情况调查。5.1.4 用水分类。5.1.4.1 按水的用途分类：间接冷却水、循环水、冷凝水、洗涤水。5.1.4.2 按水的使用范围分类：生产用水和非生产用水系统。生产用水系统：汽轮机循环水、工业水、发电工质水、锅炉冲灰水、供热用水、化学自用水、地面冲洗和煤场除尘用水等。非生产用水系统：用于辅助生产的用水（如基建用水、机械加工、供外单位用水等）和生活用水（职工生活区、厂区生活用水）。5.1.5 主要设备调查。5.1.5.1 全厂装机容量、台数、投产自期及主要技术规范。5.1.5.2 全厂主要用水设备台数和技术规范（用水量、水质、水温和冷却水介质的设计要求和技术数据）。5.1.6 排水、耗水系统情况调查。5.1.6.1 排水、耗水系统的设备和设施的技术参数。5.1.6.2 全厂近几年来的主要排水点的排水量统计。5.2 建立水平衡系统，选定测试的测点5.2.1 划分水平衡测试体系，即确定测试对象，划出水平衡测试范围和边界。5.2.2 划分系统时，全厂水系统为大体系，设备为小体系，中体系可按分场（如汽轮机分场、锅炉分场、化学分场等）、系统（如工盐水系统、冲灰水系统等）划分。5.2.3 测试时可根据实际情况划分全厂水系统为大、中、小体系，测试结果整理时，再归结到要求的三级水平衡。5.3 水平衡测试计量仪表的配备5.3.1 一级用水升量麦，配备率、合格率、检测率均达到100%，对贯流系统可采用辅助测量方法。5.3.2 二级用水计量表，配备率、合格率、检测率均达到95%以上。5.3.3 三级用水计量表原则上要装表计量，表计不完善时可参照附录C（标准的附录）采用辅助测量法。5.4 水平衡测试的原则及要求5.4.1 选择在常规工况下进行水平衡测试，且运行机组的发电负荷应占全厂总装机容量的80%以上，保证其真实用水水平。5.4.2 重点设备必测，生活用水必测，相同设备抽样测。5.4.3 分专业系统测量，填写表4和表5。5.4.4 水表的精确度不应低于2.5%，水表的记录要准确。5.4.5 一、二级用水的计量仪表要定时检验，有累计量。5.4.6 三级用水的计量表什要定时检查记录，有累计量，用辅助方法测量时，要选取负荷稳定的用水工况进行测量，其数据不少于5次测量值，取其平均值。5.4.7 火力发电厂的水平衡测试应定期分冬、夏季两次进行，以便分析。5.4.8 火力发电厂的水平衡的不平衡率（即总水量与分支水量之和的误差）：一级水平衡5%；二级水平衡4%；三级水平衡3%。5.5 测试项目5.5.1 全厂总取水量、总用水量、复用水量、循环水量、消耗水量。5.5.2 全厂总排水量、水质及水温、回用水量。5.5.3 全厂复用水率、循环水率、损失水率。5.5.4 全厂发电量（供热量）、发电（供热）水耗量和发电（供热）水耗。5.5.5 汽轮机循环水损率和锅炉排污率、补水率及冲灰水比。6 水平衡测试数据整理6.1 水平衡数据的整理层次，由机组设备到分场（车间），再到全厂，逐级计算整理、平衡。6.2 各用水体系的水平衡计算。6.2.1 参照附录E（提示的附录）中图E2、图E3绘制水系统分类的水平衡方框图。简历相应的水平衡方程式，见附录B（标准的附录）。6.2.2 计算出全厂总用水量、取水量、复用量、漏损率、消耗量、排放量，填写表6。6.2.3 按附录E（提示的附录）中图E1绘制出全厂水平衡图。6.2.4 根据水平衡方程式计算结果，导出全厂各类用水所占的比率、全厂复用率、冷却水循环率、发电（供热）水耗、灰水比等经济指标值。7 测试结果分析7.1 水平衡计算 按附录B（标准的附录）进行水平衡计算和水平衡的不平衡率计算。7.2 节水措施和预计节水效果7.2.1 用水合理化分析 根据计算结果分析用水是否合理，查出不合理用水因素和管理上的薄弱环节a7.2.2 绘制出水量因果图 水量因果图见图l。图l 水量因果图7.2.3 采取相应的管理措施和技术改造，挖掘节水潜力，制定出节水规划。8 用水水平评价8.1 生产用水系统评价8.1.1 用水设备效率、系统运行状态和技术管理三方面进行评价。8.1.2 评价内容。8.1.2.1 发电（供热）水耗率与主管局考核指标或同类厂先进指标进行比较。8.1.2.2 设备用水量评价参考设计值并与同类设备比较。8.1.2.3 全厂复用水率，汽轮视循环水为闭式循环的电厂应大于95%。8.1.2.4 灰水比应与设计值及国内、网内同类用水先进厂比较。8.1.2.5 火力发电厂汽轮机循环水量、处理方法和浓缩倍率等与本厂运行规程比较，做出综合评价。8.1.2.6 汽轮帆循环水三损率评价可桉照GBJ 102进行。8.1.2.7 锅炉补给水补水率按电力工业技术管理法规对排污率及汽水损失率的要求进行评价。8.1.2.8 排放水质情况评价可按GB8978逃行。8.2 非生产用水评价 应按照国家或当地水资源管理部门的城市居民生活用水、环境绿化、公共场所用水标准和现场测试所获得数据及用水情况，对电厂非生产系统用水进行评价。9 编写水平衡报告9.1 水平衡测试工作概况。9.1.1 水平衍测试的目的、项目、实验方法。9.1.2 主要设备名称、台数、技术规范。9.1.3 测试前和测试中机组运行状况说明。填写表7。9.1.4 主要测试用的仪表、测试点的布置情况。填写表8。9.1.5 测试结果及必要的什算方法。9.2 测试结果汇总。9.3 水平衡图。9.3.1 绘制水平衡系统图、方框图、计量网络图。9.3.2 水平衡图应标明水的流向，按图示划分水的种类：取水（新鲜水、深井水、水源水），复用水（回用水、串用水、循环水），排放水（消耗水），漏损（蒸发漏泄水）。9.4 测试结果分拆。9.4.1 不平衡分斩。9.4.2 用水分析。9.5 提出节水措施和预计节水效果。填写表9。9.6 总结报告的格式按DL/T606.11996中附录A（标准的附录）。表1 地F水资源情况表水井序号井口及深度建井日期产水能力m3/d水 泵水质状况污染状况备注建井初期现在实睬取水量产水潜力容量kW流量m3/hCl-硬度浊度细菌大肠杆菌pH丰水期枯水期日产水日取水时间注：其他取水源的，应按此表内容制表表2 本厂水源情况表序号 水源 规格 取水量主要用途 水表 备注计划用水指标： 限额用水指 标：注：“规格”指出水口径及出水量。“水源”指自来水、井水、海水。“水表”栏内填写一级水表规格及使用情况表3 本厂近5年用水情况表年份用水总量万m/a复用水量年发电量MWh水 耗m/(MWh)装机水耗m/GW备注冷却循环水工艺回用水注：水耗的计算不龟括海水和复倒水表4 分场水平衡测试表用水工序用水设备名称水的用途总用水量取水量冷却循环水量回用水量消耗水量排放水量复用率%排放率%自来水井水生活其他合计表5 分场单台设备用水量测定表设备名称水的用途用水时间用水种类测定方法具体测定规范细则测 定 结 果m3h次数用水量取水量排放水量回收水量l234平均每小时用水量日均用水量回用量备 注表6 全厂备类用水情况分析表 m3/d项目及系统名称总用水量其 中消耗量排放量复用率%排放率%占总用水量%取 水 量冷却水循环量回用量自来水井水合计合计说明：某项目的回用水量若用在其他项目上，该回用水量不计入本项目的总水量中，但要计入其他项目的总水量中，并加注括号表7 已实现的节水技术措施项目表序 号实现日期项目内容节水量m/d备注表8 测试方法统计表测试方法取水量（自来水井水）冷却循环水量工艺间用水量消耗水量排放水量误差率%备注仪表计量法水量占%容积法水量占%容器法水量占%三角堰法水量占%水泵法水量占%计算法水量占%推估法水量占%水量占%合计注1 合计栏的水量应与表4相符。2 “占%”指占该项合计栏水量的百分数。3 误差率由各厂测试中分析确定表9 节水技术措施项目表序号顾 目 内饔预计节水量m/d预计投资万元计划实施日期备注附录A（标准的附录）图示、图例、计量仪表配备说明A1.5A2 图例包括：自来水管、井水管、河水管、回水管、排污管、冷却塔、贮水池、水表、主要用水设备等。A3 计量仪表配备说明A3.1 一级水表计量范围：全厂各种水源的计量。A3.2 二级水表计量范围：各车间段厂陲区产用水计量。A3.3 三级水表计量范围：各设备和设施用水、生活用水计量。附录B（标准的附录）水量动态平衡关系B1 各水量之间动态平衡关系图与计算公式B1.1 动态平衡关系图(图B1)图B1 动态平衡关系图B1.2 各水量的计算公式B1.2.1 总用水量Qz=Qx+Qf式中： Qx=Qxi+Q1+QpQz=Qxi+Q1+Qp+ QfB1.2.2循环、串用水量Qf = Qxh+Qc= Qz-QxP= Qf / Qz100%= Qf /( Qx + Qf)100%K=Qxh/( Qx + Qf)100%式中：P重复利用率，是评价合理用水的重要指标； K冷却水循环利用率。B1.2.3 全厂发电水耗b= Qx /Wf式中：Wf全厂发电量，MWh； Qx发电新鲜水耗量，m3。B1.2.4 全厂供热水耗g=Qg/q式中：Wf供热水耗量，m3；q供热量，GJ。B2 水平衡不平衡率计算公式=（Qz Qi）/Qz100%式中：水平衡不平衡率，%；Qz总用水量，m/h；Qi各系统用水之和，m/h。附录C（标准的附录）水量辅助测量方法简介C1 超声波法C1.1 目前，工业上常用的超声波测流是传播速度法，其原理是根据超声波在流体中的顺流和逆流传播速度之差，求出流量或速度。此法是非接触测量，不破坏流场，无压力损失，不影响管道的正常工作。C1.2 超声波测流装置主要由超声波发、收椐（探头）、主机、电源等组成，其型式有固定式和便携式，一般可测管径253000mm，精度为(1%2.5%)。C1.3 安装调整的一般要求和方法： a)测点上游等断面直管段长度应天于10D，下游应大于5D(D内管内径)。 b)测量时应实际测出测点处的管道周长和壁厚，求出管内径。 c)测量段的管壁要求平滑，无凹凸不平，探头安装时要与管壁良好接触，接触面上应涂上黄油或凡士林作耦合剂。 d)两只探头可以安装在管道的同一侧（V形传播法），也可以安装在管道的两侧（Z形传播法）。注：一般来说，超声波测速仪生产厂家均提供技术条件，安装、调整时应按要求进行。C2 流速仪法C2.1 测流断面的选择和测量C2.1.1 测流断面应选择在垂直于管道轴线的直管段内，对直管段要求： a)断面上游直管段长510D(D为水力直径)，下游的长度与上游的长度的比值为1：(34)。 b)断面处管道（或沟渠）的水力直径应大于(7.5d0.18)m(d为流速仪桨叶直桎)。C2.1.2 断面积测量时，各测点位置的测量精度应高于： a)0.001L(L为断面水平长度)： b)0.02S(S为靠边壁的流速仪轴线与边壁的距离)。C2.2 确定测点数目及位置 对矩形或梯形断面F(m2)，测点数目Z为：24F1/3Z36F1/3，测点布置可按照下列规律：见测点布置示意图C1。C2.3 测量各测点的轴向流速，确定流速分布曲线C2.3.1 流速计算公式V=an+b式中：a、b流速仪标定系数；n流速仪转速，r/min。图C1 矩形断面流速和单元流量分布图C2.3.2 绘制流速分布图 根据测点的轴向流速计算结果，绘制流速分布图。例如：对矩形或梯形断面，可沿水平（或竖直）测线绘制流速分布图，见示意图C1。图C1中，曲线V包围的面积为AA水平测线上的线单元流量qA。利用同样方法，可求出BB、CC、各水平测线单元流量qB、qC、，从而可绘制出线单元流量分布图，线单元流量分布图的面积即为所求流量。C3 堰测法 堰测法是把具有自由表面的水流（如电厂的排水、循环水等）引入水堰中，测量溢流层高度，并利用流量与各溢流层高度的单值函数关系计算流量。C3.1 常用的水堰有90三角堰、矩形堰、全宽揠。三种堰的流量测量范围和主要尺寸见表C1、表C2和图C2。表C1 三种堰的流量、水头测量范围水蝮形式B或Bbm堰水头范围hm流量范围Q10-3m/hL1m90三角堰0.800.700.2601.8348.21.32矩形堰0.910.360.0300.2703.48911.711.20.480.0300.3124.671502.14全宽堰0.600.0300.1506.066.51.350.900.0300.2259.01902.051.200.0300.300124002.701.500.0300.375157003.402.000.0300.50020-14304.503.000.0300.7503039606.755.000.0300.8005071009.00(a)三角堰和矩形堰；(b)全宽堰图C2 水堰主要形式及尺寸示意图表C2 三种堰的主要尺寸 m水堰形式LsL2lLDC90三角堰0.521.062.900.300.75矩形堰0.541.443.690.200.600.631.834.600.250.75全宽0.301.050.152.700.300.600.451.600.234.100.300.750.602.100.305.400.300.900.752.650.386.800.401.05堰1.003.50O509.000.501.501.505.250.7513.500.752.001.607.400.8018.001.002.50C3.2水堰流量计算公式C3.2.1 90三角堰 Q=Ch0.4 (C2)式中：Q流量，m3/h； h堰上水头高度，m； C流量系数。C=4874.4+14.4/h+(504+720D-4.5)(h/B-0.09)2 (C3)式中B堰槽宽度，m；D堰槽底至堰口下缘距离，m。式（C3）适用范围：B=0.51.2m；D=0.10.75m；h=0.070.216m；hB/3m；C3.2.2 矩形堰Q=Cbh1.5 （C4）式中b堰口宽度，m；C=6426+10.62/h+853.2/D-1540.8(B-b)h/D/B0.5+122.4(B/D)0.5 (C5)式（C5）适用范围：B=0.51.2m；b=0.150.5m；D=0.153.5m；bD/B20.06；h=0.030.45h0.5m。C3.2.2 全宽堰Q=CBh1.5 （C6）C=6426+（10.62/h+853.2h/D）（1+） （C7）式中：修正系数，当D1m时，=0；当D1m时，=0.55（D-1）。式（C7）适用范围：B0.5m，D=0.30.25m；h=0.030.8m；且hD及hB/4。C3.3 测量装置和要求C3.3.1 堰板应有良好的刚性和封水性，并应垂直于去垢的变比和底面。堰底面应水平、平滑，其厚度应为12mm，堰板厚应大于堰顶厚，其下游边应倒脚45。C3.3.2 测量渠道应平直，横断面均匀，堰底坡度小于0.005。C3.3.3 堰顶溢流高度h，应在其上游（46倍溢流高度h的地方）进行测量。测点沿堰顶宽均匀设置，堰顶宽B（或b）小于2m时，设两点；B（或h）大于或等于2m，而小于6m时，设三点。C3.3.4 测量时，先测堰顶面水位（即零点水位），后测堰顶水面水位，要求精度在1mm以内。C4 毕托管法毕托管法测流只适用于流速不太低，且无悬浮物的流体。C5 差压装置法使用该方法测量流量时，可按照GB262481流量测量节流装置等资料。C6 溶剂法C6.1 测量方法将被测介质注入预定的容器或水池，用秒表计量水量到达预定容积所需时间，计算出流量。C6.2 计算公式Q=V/t （C8）式中：Q流量，m3/h； V预定容积，m3； t时间，h。C7 热平衡法 热平衡法是根据热量平衡的原理求出冷却水量的一种方法。其计算公式如下： Q=Qr/(I1-I2)l000 (C9)式中：G冷却水水量，m3/h； Qr热源放热量，KJ/h； I1冷却水进口焓，KJ/Kg； I2令却水出口焓，KJ/Kg； 冷却设备的效率，%。C8 示踪法 常见的示踪法有三种：等速注入法、突然注入法和传输时间法。C9 灰水比测量法C9.1 测量灰水比C9.1.1 采集灰浆样 在灰沟某一均匀断面的上、中、下三层，分别采集灰浆样，混合后作灰水比分析（或者在灰场灰管出口处使灰浆流束全郁注入较大的容器中，待取够一定量居，对灰浆进行灰水比分斩）。C9.1.2 灰水比分析将灰浆样称重，并用滤纸滤去清水，将滤纸及湿灰一起烘干后称重，则有Gh=Gzh-Gz (C10)式中：Gh干灰重，g；Gz滤纸重，g；Gzh滤纸及干灰中量之和，g。Gs=Gj-Gh （C11）式中：Gs灰浆中水重，g；Gz灰浆总重，g。式中：x水灰比。C9.2 计算冲灰水量C9.2.1 利用灰浆量计算冲灰水量用适当的方法测出灰浆量，根据测得的灰水比计算冲灰水量：Qch=XGhj/(1+X) (C13)式中：Qch冲灰水量，m/h；Ghj灰浆量，t/h。C9.2.2 利用总灰量计算冲灰水量 注：该方法测量简单，但计算较繁，误差较大，在无更好的办法测量灰水比时可采用此法，一般情况只作为校核用。最好用超声波流量计直接测量出灰水量，然后再根据灰量计算出灰水比。C9.2.2.1 单机组燃煤量计算：B=Dg(Ig-IS)+Dz(Ir-I1)/(Qnetp) (C14)式中：Dg过热蒸汽量，kg/h；Dz再热蒸汽量，kg/h； Ig过热蒸汽焓，k.J/kg； Ir再热器出口蒸汽焓，kJ/kg； I1过热器进口蒸汽焓，kJ/kg； IS给水焓，kJ/kg； n锅炉效率，%；Qnetp燃料低恒发热量，kJ/kg； B锅炉燃煤量，t/h。C9.2.2.2 单机组的灰渣量计算： Gh1=BAar0.9(l+Ch/l00)cc+0.1(1