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智慧水网在火电厂工程中的应用

摘要：在大数据、云计算、物联网等技术出现及普及后，智慧电厂也必将登

上历史舞台。在全球水资源日益匮乏，环保要求日益提高的今天，作为占全部工

业用水量40%的用水大户：火力发电厂，如何在智慧电厂的概念中优化水网结构，

提高水务管理水平，更好的节水、用水、排水、耗水，做到废水零排放，俨然已

成为亟待解决的问题。于是，“智慧水网”的概念应运而生，该系统可以对全厂

水资源进行统筹监管，实现精细化管理，节约成本，降低损耗，保证用水安全，

保护水资源、水环境。阐述电力生产中的水资源状况,探讨智慧水网的特点,智慧

水网的构造、技术与关键点,结合实际案例对三大系统供应商进行对比,分析实际

运行情况中的问题与措施。

关键词：智慧水网;关键技术;节能应用;

1现状

如今，大部分火电厂仍在沿用传统的水务管理模式，各生产用水系统大多处

于并联状态，无法根据水质、水量的具体要求统一调度；非生产用水系统也存在

供高于求的现象。加之，人员节水意识较差，设备泄露，计量不全，制度不完善

等因素，存在较大的节水潜力待挖掘。

目前，普遍采用的节水措施以单纯采用一两项新技术为主，无法做到系统的

整体考虑。取水、用水、复用、处理、回用、排放等6个环节，具体措施有：提

高循环冷却水处理水平，提高循环水浓缩倍率；减少湿除灰量,降低水灰比；回

收处理利用各种废水和排污水等。例如：水处理、凝水再生排污水经简单的pH

调节后，用作冷却塔的补充水；冷却塔排污水等经澄清池、超滤、反渗透等设备

处理后用作供热系统或水处理淡水箱的补充水；工业废水经简单处理后用于输煤

系统的冲洗或炉渣冷却水；汽包炉的锅炉排污水、捞渣机冷却水回收后用于卸灰

加湿；输煤系统冲洗水循环使用等。

2智慧水网的建设

“智慧水网”是基于物联网、人工智能、大数据、云计算、VR虚拟现实等技

术的新型水务生产管理系统。由硬件、软件和使用者组成，能够将所有用户，各

种水的设备设施，以及管网控制系统和阀门连接起来，贯穿整个水系统流程，基

于云计算、大数据分析，结合常规用水、节水技术，真正实现水资源的高效利用。

2.1构造

“智慧水网”的建设，数据是关键基础。首先，需要建立水量、水质模型，

采集实时数据，实现水资源和用户的信息化。随后，通过有关计算，对水网和用

户进行分级。第三，通过大数据分析有关水质、水量、环境温度等一系列影响因

素，对全厂水资源进行分配。最后，通过DCS系统，实时监控调节水资源，打破

时间、空间限制，实现动态的整体性水量、水质平衡。

2.2技术与关键点

技术。“智慧水网”区别于“智能水网”，它最终目的是能够像电脑一样计

算，像人脑一样思考，并提出解决方案，实现全厂水网系统的协调统一。所以，

对于传统火力发电厂而言，首先需要为全部取水、用水、排水单元加装各种化学

仪表，实现数据的实时在线监测。其次，利用三维成像技术实现设备及管网系统

的可视化。第三，将包括循环水系统、化学制水系统、脱硫系统、输煤系统、热

力系统等在内的各种水资源、用户及管网数据（如：各种取水、用水、排水单元

的位置、时间、水量、水质、制度、污染特性等，以及管网的布置、管径、标高、

切换阀门等）纳入水资源网络管理平台。第四，按照水质由高到低将用水用户分

级。第五，分析多级用户的用水、取水、排水情况，设计主工艺路线的同时，配

备备用路线。设计原则是，将多级用户的同一大类串联，并且上一级用户排出的

废水必须有用户。这样做的好处是，废水只要简单处理就可以循环使用，节省设

备成本、物料成本、人工成本。第六，根据机组负荷、季节影响、水质水量变化、

环境温度等因素，考虑处理后的水质变化，结合多年运行经验，通过数据积累，

实现系统的自动分析，调节应对。在该智慧系统下，可以根据来水、出水的水质

水量任意切换符合条件的补给用户。

关键点。“智慧水网”的废水处理是分布式的，而非传统的集中式处理系统。

通过分布式的废水处理系统对废水进行简单甚至单一处理之后，即可回收利用。

分布式处理系统可以建在污染源或用户附近，节省管线成本。处理工艺简单（常

用的处理方式有：中和、沉淀、过滤、生化、超滤、反渗透、离子交换等），可

以根据生产需要随时增减或改变处理流程。

对于传统的火电厂，集中式废水处理系统可作为废水处理的最后一站。处理

后的排水可并入城市废水管网，进行集中处理；或者成为其他用户的中水水源继

续循环利用。但随着环保要求的日益提高，集中式废水处理站的作用必将逐渐弱

化，废水零排放