浅论生物质发电厂给排水设计

【摘要】随着发电技术的不断进步，用于发电的能源种类也不断的多样化。在环境友好型社会背景下，生物质发电成为其中的一种发展趋势。本文针对生物质电厂给排水的特点进行简单分析，以利于提高生物质发电厂给排水设计的合理性和高效性，实现生物质电厂综合效益的提升。

【关键词】生物质电厂；给排水；设计

一、生物质发电厂给排水的主要特点

生物质发电厂，其上料系统、给料以及燃烧、主给水加热等系统方面都与常规燃煤电厂存在一定的差异。在进行给排水系统设计时，应该主要针对燃料系统的差异，对其进行精细化的设计。

1.生物质发电厂给水系统主要有以下特点：

1）生物质发电厂机组规模一般相对较小，机组规划台数也较少（发电厂规划容量不宜大于30MW，规划台数不宜超过两台），因此全厂总补水量相对较小。

2）生物质电厂的循环冷却水系统及工业给水系统用水点与常规小型燃煤电厂类似，在循环冷却水系统及工业给水系统上没有明显的差异。

3）生物质电厂的原水预处理系统，等同于常规的小型燃煤电厂。

4）在生物质发电厂中，化学水处理系统的补给量是比较小的，一般采用反渗透处理工艺。

5）从整体布置上看，燃料的贮存在发电厂中所占的比例是比较大的，但其正常用水量较小。

6）燃料系统仍然是电厂消防的重点。尤其在生物质发电厂当中，燃料贮存系统为主要关注对象。针对燃料贮存系统，单体占地面积较大，火灾危险性高，消火栓不易操作的特点，在燃料棚或燃料堆场周围设置消防炮，通过消防炮给水系统来保证其安全。

7）生物质发电厂定员较少，因此生活用水量相对较小。生活给水系统等同于常规小型燃煤电厂。

2.生物质发电厂排水系统主要有以下特点：

1）相比较于燃煤电厂，生物质发电厂生产过程中，生产废水的种类相对较少，因此一般不考虑废水的集中处理，而采用分质分散处理的方式。

2）非经常性废水主要为锅炉酸洗废水，可参照小型燃煤电厂的作法，锅炉定期酸洗过程中所产生的废水暂存于主厂房外的废水池中，而后根据不同的酸洗药剂和方式，由相应的清洗厂家负责将酸洗废水外运并处理达标。

3）循环水系统排污水、化学水系统排水等洁净废水可根据不同水质，直接回收作为次级用水水源，以提高水资源的利用率，降低补水量，减少废水的排出量。

4）大部分生物质电厂暂不考虑脱硫脱硝系统，因此一般不考虑脱硫废水处理。

5）原水的预处理系统产生的排泥水宜设置单独的处理系统，等同于常规小型燃煤电厂。

6）生物质电厂燃料输送系统相对反而较为简单。地面废水主要来自燃料贮存系统，同时污染程度要低于燃煤电厂，可采取分散处理的方式。

7）雨水系统、生活污水系统等同于常规小型燃煤电厂。

二、生物质发电厂燃煤贮存系统给排水

从上述章节可以看出，生物质发电厂给排水总体上尚未脱出小型燃煤电厂的模式，大部分可参照常规小型燃煤电厂进行水系统的节水设计、优化设计。

燃料贮存系统在生物质发电厂当中占据了大部分的面积。以浙江某生物质发电厂为例，全厂总用地面积为8.1ha，共设置有2个大型燃料棚，2个大型燃料堆场。扣除堆场外部放坡及环形道路后，仅计算实际堆场面积，就已经达到3.2ha，接近全厂面积的40%。

因此以下主要关注该系统相关的给排水设计。

1. 燃料贮存系统的给水：

1）燃料贮存系统无经常性的用水要求，主要为少量地面冲洗用水。

在常规的燃煤电厂中，针对贮煤系统易产生扬尘的特点，为满足煤尘防治的要求，一般要求在燃料系统设置喷洒水装置。同时，也兼具防自燃功能。

相对而言，生物质电厂的燃料在破碎前一般为打包状态，大部分区域的燃料单位体积较大，细碎物体积一般也较大，较为容易清扫。由于不存在突出的扬尘问题，采用顶部喷洒的方式，效果并不明显。

此外，生物质燃料自燃的危险性要低于燃煤，可不考虑防自燃。

鉴于燃料贮存堆场巨大的面积，如参照常规电厂设计全覆盖的喷洒水系统，不仅使用频率很低，而且布置上也比较困难。

因此建议结合排水系统的设置，仅在燃料棚及堆场的设置冲洗龙头。至于破碎区域，可局部设置喷洒设施。

2）燃料贮存系统为全厂消防给水的不利点。

仍以上述生物质发电厂为例，根据建筑特点，燃料棚定义为半露天堆场。燃料贮存系统可按照燃料堆场进行设计，设计消防用水量为60L/s，持续时间为6小时，一次消防用水量为1296 m3。

主厂房设计消防用水量为72 L/s，一次消防用水量为444 m3；其它辅助建（构）筑物的设计消防用水量为30.4 L/s，一次消防用水量为219 m3。

因此，燃料贮存系统为一次消防最大用水量控制点。

生物质电厂燃料棚的面积和跨度均不小于常规的大型机组燃煤电厂干煤棚，如采用普通的消火栓灭火系统，操作上较为困难，与干煤棚存在同样的问题。而燃料堆场虽然为露天布置，但根据堆料的特点，在单个堆场内部并未设置固定的通道，鉴于堆场巨大的面积，采用室外消火栓灭火系统，也存在一定的不便之处。

因此，建议针对燃料贮存系统设置固定消防炮给水系统，使得消防设施更加合理高效，更加容易在初期控制火情，相应降低系统乃至整个电厂的火灾危险性。

2. 燃料贮存系统的排水：

在常规的燃煤电厂当中，我们主要关注露天煤场的初期雨水。在生物质电厂当中，也是同样。

在生物质电厂中，初期雨水冲刷下来的污染物一般为散料、碎料、谷壳、木屑等等，体积相对较大，重量较轻，不溶于水，容易随水流漂浮。如初期雨水直接进入雨水管网，很容易引起堵塞，且不易清理。

因此，同样建议堆场周围设置环形排水沟，末端排水首先进入切换井，初期雨水转入沉淀池，后期雨水可直接进入厂区雨水干管。

目前，针对生物质电厂尚无初期雨水量的定义，只能参考燃煤电厂并适度降低标准，结合实际运行情况来进行设计管理。

由于初期雨水的污染程度相对较低，采用简单拦截及沉淀的方式，基本可拦截大部分的污物，出水直接排入厂区雨水管网。

此外，少量的地面冲洗废水也宜排入初期雨水系统，不再另设处理设施。

三、结语

综上所述，在进行生物质发电厂的给排水设计时，基本上可参照小型燃煤电厂，根据小型火力发电厂的设计要求进行设计。

同时，也应当针对生物质发电厂的特点，抓住其燃料系统的特殊性，进行差异化、精细化的给排水系统设计。并关注此后的运行管理，积累经验，不断改进，以利于整个生物质发电行业的更好发展。

参考文献

[1]李满，傅钧，高德申.秸秆电厂水务管理及给排水设计应用[J].给水排水， 2013（10）

[2]李满.惠民生物质电厂给排水设计及节水措施[J].工业用水与废水，2013（6）

[3]GB50762-2012 秸秆发电厂设计规范

作者简介：石靖，籍贯福建，2003年毕业于天津大学环境科学与工程学院环境工程系，就职于中国联合工程公司，从事火力发电厂给排水设计。