火电厂冷却水循环系统水量监测技术的研究

张灿 王恒栋

摘 要：本文以某火电厂为例，循环水塔接受工业水的补水，同时接受锅炉排水、综合处理水系统与化水系统的排水。此外，旁流过滤系统除大部分退回各自循环系统外，废水经反洗排水进入沉淀池处理，最终形成淤泥，余水再重新补入循环水塔。循环系统的排水还将供脱硫系统和煤灰渣系统使用。循环水塔的水经多次循环后，酸碱度显著上升，此时，可加大向综合处理水系统的排污量，经综合处理水系统处理之后再补入循环水塔，以节约新鲜工业水的使用。但是，目前火电厂对于生活用水部分的监测不到位，无法实时追踪循环水塔的补水量，造成了一部分补水的浪费。

关键词：火电厂;水量平衡;监测系统;数据处理

一、火电厂冷却水循环系统概况

1.1一级冷却水循环系统

一级冷却水循环系统包括新水补给、至少一组循环水塔和循环水系统、与循环水系统连通的旁流过滤系统、与循环水塔连通的综合处理水系统。由循环水塔进入综合处理水系统的用水经过污水过滤处理后重新输送回上述循环水塔，由循环水系统流入旁流过滤系统的用水经过污水过滤处理后一部分输送至循环水塔，另一部分排入二级冷却水循环系统。一级冷却水循环系统如图1所示

1.2二级冷却水循环系统

二级冷却水循环系统由一级冷却水循环系统和反洗排水、沉淀池处理组成，其中，来水水源包括化水处理系统、锅炉排水、空冷塔冲洗排水、辅助循环水池，排水用于脱硫用水和煤灰渣用水，部分水量被蒸发风水带走。

1.3三级冷却水循环系统

第三部分为整个冷却水循环系统的水量平衡过程（包括与冷却水循环系统有水量交换的厂区其他用水系统），采用黑箱方法，只考虑电厂工业进水与最终排水结果，也可得出蒸发量粗值。三级冷却水循环系统如图3所示。

二、冷却水循环监测系统构建

冷却水循环监测系统主要由硬件设备和软件支撑组成。硬件设备包括远传式流量计、存储服务器、应用服务器、短信服务器和显示平台。远传式流量计用于冷却水循环系统各节点水量监测，并实时传输到服务器终端;存储服务器用于存储各种数据;应用服务器用于安装Web服务软件，专业计算服务等;短信服务器用于短信预警通知;显示平台用于显示处理后的水量数据。软件支撑则包括操作系统、数据库系统、Web服务软件。操作系统采用RedHat Enterprise Linux Server，安装在存储服务器和应用服务器上;数据库系统采用Oracle11G/12C，安装在存储服务器上;Web服务软件采用Oracle WebLogic Server，安装在应用服务器上。

系统网络架构以以太网为核心，使存储服务器、应用服务器和其他服务器共同工作。短信收发通信器通过GSM和Wi-Fi将数据发送至本地终端或异地移动终端，再通过VPN（虚拟专用网络）传送至因特网。监测系统由计算机控制，定期采集数据，再实时传到计算机，使工作人员能及时、有效地掌握设备的运行状况，正确判断运行效果。

三、系统应用

3.1水量监测

针对一级冷却水循环系统平衡监测，在系统内所有的进排水口增加水流监测设施。其中，补水来源为新水补给，综合处理水系统和旁流过滤系统在第一层级里作为污水过滤系统，处理后的干净水继续进入循环水塔，参与循环水塔工作，另一部分进入下一级进行处理，在进出口分别安装流量计，监测此过程的水量变化。在此过程中，大部分水量被蒸发消耗，通过进出口水量变化可知循环水塔蒸发量。二级冷却水循环系统由一级冷却水循环系统和反洗排水、沉淀池处理组成，其中，来水水源包括化水处理系统、锅炉排水、空冷塔冲洗排水、辅助循环水池，排水用于脱硫用水和煤灰渣用水，部分水量被蒸发风水带走。监测方式同样采用一级冷却水循环过程方法。三级冷却水循环系统采用黑箱方法，只考虑电厂工业进水与最终排水结果，不考虑内部复杂的水量变化过程，同样可得出蒸发量粗值。所有数据上传至数据中心，模拟电厂水循环系统水量平衡过程。

3.2数据处理与功能实现

数据经网络传输到架设好的服务器平台，经计算后通过显示平台呈现，显示单元可以采用液晶显示器。在本例中，还包括预警单元，所述预警单元分别与所述显示单元和数据中心通信连接，所述数据中心根据各流量计采集的水量数据进行统计，当出现水量不平衡达到设定安全阈值时，通知预警单元生成预警信息，预警单元将预警信息发送至显示单元进行显示，提高本系统对突发事件的响应能力，以便于管理人员及时发现问题进行维护。同时，通过短信服务器将报警信息传输给管理者，以便能够及时处理突发事件，防止产生更加严重的情况。

四、结语

提高冷却水循环处理技术水平，可为企业甚至整个社会的可持续发展做出应有的贡献。通过分析电厂面临的水循环问题，构建了一套冷却水循环水量平衡监测系统，用来监测冷却水循环过程，实现水量的全过程追踪。作为“智慧水务”的组成部分，冷却水循环水量平衡监测系统在电厂智慧水务管理平台中可实现冷却水单元的动态水平衡测算，實现水循环的及时诊断与故障位置快速定位，推动电厂水务信息化有序、实时、持久、健康可持续发展。

参考文献：

[1]邢嘉珅，万勇刚.1000MW超超临界火电机组循环冷却水零排放工程设计应用[J].电力科技与环保，2018，34（3）：45-46.

[2]程丹.天津石化公司节水潜力分析及评价[D].天津：天津理工大学，2009.