1　研究目的　　
　　随着全球环保法规愈来愈完善，火电厂废水排放控制愈来愈严格，因此，如何规划火电厂的水量平衡和水质平衡，正确核算用水量，优化循环用水系统，降低耗水指标，加强废水治理和废水资源化的利用，保护水环境，是电力行业当前面临的紧迫任务。在实现新、扩、改火电厂的配套设施设计、安装、运行、管理、优化循环用水排水系统的同时，要加快老火电厂的治理，最终达到管水、节水、治水一体化，以实现电力与环境的协调发展。

2　金竹山电厂基本情况　　
　　金竹山电厂总装机容量600 MW，其中1，2号机组各为50 MW，3～6号机组各为125 MW，锅炉总蒸发量2 040 t／h，6台机组均系煤粉炉。据1996年年报统计，年燃煤量为196．1万t，主要燃用冷水江、涟源、新化等地区无烟混合煤，全年灰渣排放量60．19万t（其中灰54．39万t、渣5．80万t），排入灰场灰渣量为41．69万t，废水排放总量23 015万t，其中化学废水15．3万t，冲灰渣水2 040万t。

　　除尘方式：1～5号炉全为文丘里＋水膜2级除尘，6号炉采用电除尘器除尘。
　　6台炉均采用水力除灰方式，冲灰水集中流入厂内主灰沟，冲渣水集中汇入主渣沟流入筛分楼。3～6号炉渣用泵送往10 m高的1号筛分楼，1，2号炉渣进入2号筛分楼，筛出的大于3 mm的渣，用渣斗储存，自动装车外运，用作水泥掺合料和沙浆粉。小于3 mm的灰渣水混入主渣沟流至灰浆泵房，由灰浆泵通过灰管送到浓缩池溢流水排往资江。经浓缩后的灰水（设计灰水比为1∶1．5）由玛泵房的油隔离泵经灰管输送到二灰场。灰水在二灰场自然澄清后排往资江。

3　研究内容与方法
3．1　对金竹山电厂供、排水质进行系统调查

　　由于火电厂生产具有单一连续性，其排水的化学组成和浓度会因负荷变化、设备检修、事故排放等原因而随机变化。为使调查结果能够准确地反映火电厂排水状况，1987，1990，1997年对金竹山电厂进行了全面调查，周期性采样、连续采样时间最长达12 d。
　　1987～1990年，课题组查明了金竹山电厂的主要污染物，探讨了AS，F来源及AS，F，pH，Ca等在灰水中的分布规律和灰水闭路循环后AS，F的积累。防腐防垢研究的实验室试验，因在试验室无法模拟烟道中的烟气，1992年设计了1套与金竹山电厂湿式除尘器性能和灰水性能相似的模拟台（模拟台的几何比例为10∶1），1993年完成了模拟台的制作安装，1994年在现场进行了大量的模拟试验，试验结果表明：
　　a．灰水闭路循环模拟台运行70多h后，水质达到动态平衡，经取样分析，pH在3～4之间，但实际运行中电厂采用的方式为文丘里＋水膜，电除尘器混合水pH在6～7之间，其他污染因子均不超标。
　　b．实验室试验表明，灰管结垢可能性较小。同时灰管磨损试验值与实测值推测灰水闭路运行的磨损速率仅为0．35 mm／a。估计灰管使用寿命可达10a以上。
3．2　水量平衡调查

3．2．1　实测法
　　水量测定采用HJ－1C固定式流量计在厂区总排水口进行自动连续监测。采用美国ISCO4250便携式流量计在各点进行监测，图1为水量调查监测布点。
3．2．2　物料平衡法　　

　　根据物质和能量守恒定理，在生产过程中进入系统的总水量等于流出系统的总水量，即Q_进＝Q_出。
3．2．3　统计法
　　收集金竹山电厂主要水泵的额定流量、运行记录及设计资料等进行统计分析和估算。
　　科学合理运用以上3种方法，确定各进水、出水水量，绘出水量平衡示意图见图2。

4　节水方案
4．1　加强水务管理，降低灰（渣）水比
　　课题组在不影响机组正常运行的情况下，对灰（渣）水比进行试验研究，尽可能降低灰（渣）水比达到节水的目的。
4．2　浓缩池溢流水回收利用
　　根据金竹山电厂的实际情况，浓缩池溢流水回收利用的可行性论证已做了大量工作，其论证科研成果已通过鉴定，认为金竹山电厂浓缩池溢流水再利用势在必行，技术上也是可行的。此项工作正在进行之中，投运后每年可节水1 109万t。
4．3　排水清污分流
　　根据1996年的运行统计、1997年的实测数据及物料平衡计算，水库渗漏244万t／a，中继泵房水渠溢流437万t／a，共计681万t／a。但这2股清洁水均排入废水总排与机房冲洗地面水、生活污水和浓缩池的溢流水混合后变为废水，无意中每年增加681万t废水。从环保角度考虑，稀释含有毒元素的废水是不允许的。从经济角度考虑，清洁水作为废水收费也是不合算的，所以本方案是浓缩池灰水回收利用，修复水渠以防渗漏，用江边泵房的循环水泵出力与机房循环水泵配套来减少中继泵房水渠的溢流水，可以达到清污分流和节水的目的。

5　讨　论
5．1　供水系统与机组配套的关系
　　金竹山电厂1～6号机投产时间分别为1972年9月、1973年12月、1976年6月、1978年2月、1983年11月、1984年12月，发电机组一、二期循环冷却水采用开式循环冷却，由江边泵房5台循环水泵从资江取水，尔后自流供水。

　　
　　一、二期工程总装机为350 MW（2×50 MW＋2×125 MW），而仍沿用一期工程200 MW自流供水系统，使循环水量达不到设计要求。以4号机组为例，循环水量最高只有14 000 t／h，而设计值为17 800 t／h。为解决这一问题，金竹山电厂采用了中继泵房调节水量的办法，在一定程度上解决了问题。

　　二次扩建，供水系统与机组不配套，尤其是循环水泵一直沿用一期工程的设计，从而导致少运行1台循环水泵水量不够，多运行1台循环水泵水量太多。工业水泵、冲灰泵等停开次数频繁，而循环水泵不允许频繁开停，这是水渠溢流的主要原因。

5．2　冲灰渣水量大的原因
　　a．金竹山电厂在节水、节能方面做了大量工作。
因除灰系统经几次扩建、改造，设施有些不配套。冲灰渣水管多，喷嘴多，导致冲灰水压力不够。灰沟、渣沟比较长，底部比较平坦，冲灰渣水流动阻力大。

    b．渣结块比较多，未及时捞取。

    c．停炉不停水，5号炉冲渣水有一阀门不能关。

    d．卫生冲洗水大部分排入了灰渣沟。
　　以上几点造成灰水比偏大。要减少冲灰渣水量，从根本上改变金竹山电厂废水排放量大、废水污染物超标的状况，除制定必要鼓励政策，加强水务管理外，还必须依靠政策和科学技术，对现有的设备加以改造和完善。如修复阀门，改造卫生冲洗水阀门，完善水泵压力表和电流表，在排水系统合理安装流量计对水量进行监测等。
5．3　浓缩池溢流灰水再利用
　　浓缩池溢流灰水循环使用从水质方面已进行了论证认为可行，并完成了图纸设计。灰、渣水是金竹山电厂废水中最大的部分。循环利用是节水措施中不可缺少的环节。
5．4　清污分流
　　供水系统与机组不配套造成的水渠溢流水和水库渗漏水汇入厂区污水总排口，增加了废水排放量。要解决这一问题，首先要修复水渠和使供水系统与机组配套。现有情况下，通过各部门加强联系来减少水渠溢流水量是可以实现的。如果浓缩池溢流灰水循环使用及生活污水、地面冲洗水等经处理后冲灰渣，就可实现清污分流。