火力发电厂节水及水系统优化技术方案---蔡文和

燃煤发电厂节水及水系统技术方案优化,演讲人：蔡文和,目录,我国淡水资源及能源结构的基本国情我国燃煤电厂用水情况燃煤电厂用排水统筹燃煤电厂节水途径燃煤电厂水系统优化方案燃煤电厂节水终极技术猜想,我国淡水资源及能源结构的基本国情,我国水资源分布我国水资源总量2.8万亿立方米，在世界各国中占第六位，而人均水资源仅为世界人均的1/4，占121位，是世界上最缺水的国家之一。,水资源分布：呈南多北少，东多西少的格局。,我国能源结构,以煤炭为主，燃煤发电量占总发电量80%以上。煤炭赋存呈北多南少，西多东少,我国火力发电发展状况及分布,发电装机20002009年,发电机组发展趋势西部、北部变输煤为输电，解决运输矛盾，经济和技术上均合理。,我国煤炭资源分布,2009年全国省增装机容量,燃煤电厂用水情况,我国单位供电耗水与世界比较1、世界先进0.5M3/GWS2、我国同类机组1.0M3/GWS电厂水源 ：地下水、地表水（河、湖、水库）、城市再生水。,电厂用水环节分析,汽轮机凝汽器循环冷却水锅炉及热力系统补充水（脱盐水）辅机冷却水空压机、制氢机组冷油器汽轮机、发电机、水泵、风机转动轴承冷却密封水,脱硫用水除灰、渣用水煤场压尘、降温电厂生活用水厂区绿化化学实验室用水消防备用,电厂用水环节分析,火力发电厂的排水,循环水池（补水率1-3%）排浓脱盐水系统化学除盐系统再生排水反渗透排浓前处理排污（含泥沙、杂物）汽包炉定、联排污辅机冷却水排放（含油、不含油）湿法脱硫泥浆水,湿法除灰、渣泥浆水洗浴排水地面清洗排水化学实验室排水各取样口排水，疏水、导淋排水路面清洗及雨水设备清洗水（锅炉、省煤器等）,火力发电厂的排水,排水品质分析,一级 汽包炉定联排，及疏水、导淋，发电机内冷水排污。（含总溶解物较低）二级 辅机及转动轴承冷却水（近似工业水）三级化学脱盐水、循环水池排浓水、化验室排水（含盐高、含悬浮物）四级预处理及各过滤装置含泥冲洗水，二级以上反渗透排水、含油污水。地面冲洗及雨水，设备清洗水，脱硫除灰、渣浆水。五级厨房、浴室、卫生间排水,火电厂用排水统筹,一级排水可直接并入脱盐水系统供水箱。二级排水可与凝汽器循环水合并。三级排水可供反渗透系统回收。四级排水应合并采用大池串级澄清，板框过滤等方法，祛除泥沙、杂物，然后供给冲灰、脱硫，煤场防尘、降温等，若化验指标符合农用水要求可用于绿化。五级为厨卫废水应经化粪池发酵用于绿化肥料。,火力发电厂节水途径,设计原则用、排水统筹、分级、分类，按照经济原则合理安排分散集中布局。从用水品质角度分级一级用户锅炉补水、发电机内冷水（脱盐、PH值、电导率）。二级用户生活及一般清洁用水。要求：外观清洁、无毒、无味。,三级用户凝汽器冷却水，各种辅机及转动轴承冷却水（要求不结垢、不腐蚀）四级用户场区绿化灌溉，要求：PH值中性、总溶盐较低五级用户脱硫、除灰、排渣、除尘、煤场、灰场防尘、降温（要求无堵塞物即可）,火力发电厂节水途径,火电厂水系统优化方案示意图,溢流,热力发电节水终极技术猜想,现有热力发电厂是以水为热功传导转换工质，其始祖应为300多年前的英国人瓦特先生。由于水的汽化潜热占发电过程热能比重在50%以上，却无法转换成动能进而发电。所以，按目前工艺设计的热力发电厂能源转换效率提高已十分困难。,我们提出以CO2 代替水作为热力传导转换工质，理由如下：纯CO2 是一种化学性质十分稳定的惰性气体，已普遍用于金属焊接防氧化保护气。其液、气转化临界温度为31oc，压力为7.35MPa，CO2 汽化潜热约为水的1/10.CO2作为制冷工质在上世纪30年代前曾大量用于远洋货轮、渔船。美国人根据ORC原理，利用丙烷作工质开发的CCLC（逐级串联闭合回路）技术，利用丙烷作凝汽冷媒，进而推动汽轮机发电，已运行几十年，据称可增加510%输出电能。,热力发电节水终极技术猜想,CO2作为温室气体已引起全世界高度关注。燃煤热电厂CO2 捕集回收已成必然趋势。烟道气中CO2 捕集技术早已在化学工业中应用；我国燃炉电厂CO2 捕集也已在华能集团北京高碑店厂3000t/d和上海某热电厂10万t/d投产，据称其生产成本在400元/吨左右。资料显示，国际上燃煤电厂CO2 捕集成本为60美元/吨，与国内成本基本相当。CO2与丙烷等石化产品比较，不仅成本低廉而且安全性高（不会燃爆，无毒、无臭、热稳定性高）。,热力发电节水终极技术猜想,CO2作为热力发电工质可分两步实施液态CO2 泵入凝汽器气化吸热膨胀然后进入烟道二次吸热，然后推动汽轮机发电。乏气经压缩液化，形成闭路循环，取代循环水，从而可消减热力发电厂60-80%水耗。此一技术、工艺