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火力发电厂每年要消耗多少淡水?

已有 11381 次阅读 2018-6-19 14:34 |系统分类:科研笔记| 节水, 火电

火力发电厂每年要消耗多少淡水?

赵顺安 


    至2016年底我国电力装机总容量为16.5亿千瓦,其中火电10.5亿千瓦、水电3.3亿千瓦、风电1.5亿千瓦、光电0.8亿千瓦、核电0.3亿千瓦。由于风、光电的可利用小时数限制,火电装机容量虽占总装机容量的约64%,而发电量达总量的70%以上,火电仍将是长期我国能源供应主要方式。

    火电主要是以燃煤为主的蒸汽轮机发电工艺过程,如下图示,水由锅炉加热为高温高压蒸汽,进入汽轮机做功,做功后的乏汽须重新变相为水才能进入锅炉形成循环。这就需要将乏汽送入凝汽器进行冷凝,乏汽冷凝放出大量低温废热,由循环冷却水带出,并散于环境水域或大气中。燃烧的煤的热量仅有约40%转化为电能,其余弃于环境。循环冷却水的温度高低影响着发电的效率,温度越低,蒸汽轮机的低压端乏汽凝结形成的真空度就越高,发电效率就越高。

    由于环境水域热容量限制,循环冷却水中的热量通过两种方式散向大气,一种是开放式冷却塔,另一种是空冷。开放式冷却塔为带废热的循环水与大气直接进行蒸发换热,这种方式效率高但耗水量大;而空冷是通过间壁式换热将废热璺 给大气,这种方式效率低优点是耗水量少。

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    火电的耗水量与机组功率相关,300MW以下机组耗水约1.0m3/(sGW),600MW机组约0.8m3/(sGW),1000MW机组约0.5m3/(sGW)。采用空冷机组耗水指标可控制在0.2m3/(sGW)以下。2016年总发电量为5.99万亿度,其中火电约为70%,空冷机组主要用于三北地区,若占火电装机40%,可以估算2016年火电用去的淡水量约80亿立方(按带冷却塔的火电机组平均耗水0.65m3/(sGW)计算),其中由冷却塔蒸发的水量可达约35亿立方(占湿冷机组耗水量的约60%)。由此可见,电厂特别是冷却塔的节水及节水技术的研发与采用对于降低火电用水量具有重大社会与经济意义。




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