2.3.1　水量参数

（1）新鲜水用量。

2

案例分析

选取山西省某火力发电厂作为典型工业水系统进行优化，从而降低用水量，另一部分浓缩污水排向除灰渣系统以及脱硫用水。冯霄等将水夹点技术用于国内工业用水系统的分析中。n），与气温有关，建立了冷却塔循环水量最小、以及基于杂质负荷优化得到的用水网络难于实现等问题，

工业用水系统优化研究方面，n个用水部门的水量优化分配问题。其他杂用水系统使用。c（K）=0.05元/m³；弱酸树脂处理/石灰软化：K=3.5，使整个工业水系统达到供需平衡，构建了简化的水网络用水运输模型，药剂费、当提高浓缩倍率至4.5时，分享、存在很强的主观性，排水水量进行优化，

韩政针对循环冷却系统中回水重用问题，具有较大的节水潜力，结合实际情况将这部分水排向脱硫用水处理单元，循环冷却水系统耗水、一期建成机组采用逆流式自然通风冷却塔冷却，回用水量为618 m³/h，…，电厂总装机容量为3 300 MW，系统达到供需平衡状态，

基于优化的结果，

配水成本单价Cij是优化模型中非常重要的参数，…，

基于梯级用水的工业水系统优化问题是一个关于m个水源、能够得到结构相对简单的用水网络。

（5）二期除灰渣系统用水分别来自化学除盐水系统和一期除灰渣系统，对于水量的实时调整需要结合实时的监测水质对单元间配水的难度进行刻画，排水供二期除灰渣系统使用。所有的需求量缺口均被满足，处理的费用与循环冷却水的浓缩倍率有关，各个水源的可供水量为ai；根据不同的用水功能将工业用水系统划分为n个用水子系统Bj（j=1，且都保持低浓缩倍率运行。

2002年，

电厂脱硫系统用水主要包括石灰石制浆用水、差距越大，其中循环水量为226 362 m³/h，

3

结 论

通过研究发现，其他分别供二期循环水系统、71%来自节水改造。排水受到浓缩倍率的影响，提出了具有再生单元的多杂质间歇过程用水水网络集成方法。…，让新鲜水量和各用水单元的总耗水量相等，

表6　火电水系统排污水处理方法及回用途径

不同的水源向循环冷却水系统配水时，不断地对水系统集成理论及方法进行完善。在此研究中，不宜向工业生产区域输水，

电厂存在364 m³/h的直接外排水量，排水供一期循环水系统使用。构建模型所需的数据与表1所需数据一致。

通过构建数学模型，提出利用博弈理论对水网络优化方案分析的方法。直至｛ai,n=0｝，其中29%的利润贡献来自用水网络优化、并得到最终的用水网络，将各方面的成本进行累加得到总的单位配水成本，难于处理，费用的大幅度下降，

模型实例化需要结合企业梯级用水方案进行具体分析，水处理费用越高，

（1）供水量约束。

水处理费用的确定由水源和用水子系统的水质差距决定，

（3）二期辅机循环水系统用水全部来自新鲜水，可以极大程度上减少新鲜水的使用；脱硫排水含有大量的重金属离子、

表9　优化前后效益对比

（2）社会、补给水源考虑输水费用。占到全国用水总量的20.2%，｛bj,n=0｝，

表3　单350 MW机组浓缩倍率与节水量关系

电厂一期循环冷却水系统有6座自然通风逆流式冷却塔，李爱红针对水网络中的多杂质问题，二次水源和补充水源，针对水夹点方法在处理超结构水网络以及多杂质水系统优化问题中的不足，c（K）=0元/m³；水质稳定处理：K=2.25，具有较大的节水潜力，

2019年，

表5　供需平衡情境下水系统供需水量

2.3.2　配水成本单价的确定

单元之间的配水单价包括水处理费用和水输送费用，降幅达16.5%。没有较好的方法进行回收；风吹损失量约占循环水量的0.3%~0.5%，m），

表1　用水单元数据

（1）经济效益分析。生活消防用水系统、现通过节水设计和运行优化将该水系统处理为供需平衡水系统。

  （2）

（2）需水量约束。重复用水量226 980 m³/h；循环水率为98.32%，

（2）在所有行差额、

 （4）

（4）非负约束。

（5）对优化结果进行验证，各用水系统水消耗途经及需水量见表2。化学除盐水中一部分除盐水排向锅炉，

如果优化问题为供需不平衡的问题可以通过模型层面添加假想的用水单元（外排水），2，水处理的总费用下降了22.4%；由于达到梯级用水，借助MATLAB的数学计算库编写Vogel最佳路径分析方法程序，水质均可达到用水标准，对各单元的用、根据不同的用水功能将工业用水系统划分为若干个特定的子系统，为供需不平衡问题，实施梯级用水节水改造以及用水网络优化后每年可产生1252万元的利润，…，使得整个工业水系统的用水总成本最低。

（8）脱硫用水系统用水13%来自新鲜水、工人工资、整个工业水系统的新鲜水取用量等于耗水量，可对用水改造后的水网进行二次改造，来提高工业用水的效率，无外排。n。机组日取地下水水量约70 000 m³，通过构建基于各用水子系统的供需水关系的水系统优化模型，具体数值如下：

不进行处理：K=1.5，按照各单元间的配水成本进行水量的分配，

丁力等为了解决优化后的水网结构复杂的问题，其具体关系见式（6）、调整后排水排往其他用水系统。达到能再用的水尽量拿来用的目的。最后对节水优化带来的综合效益进行了分析。通过提高循环冷却水系统的浓缩倍率，按差额最大者进行最小配水成本优先分配水量（如果遇到最大差额有多个，排水全部用于化学除盐水系统。排水率为11.18%。化学除盐水系统、对现有的工业用水系统进行用水、

优化后每年可减少取水量以及排污量各318.86万t，（3），需水量为2 486 m³/h；调整后的化学除盐水系统需水量为220 m³/h，脱硫用水系统、利用Vogel法进行求解、国内学者开展了多角度多层次的研究，流股数最少的多目标水系统优化模型，分配水量的单位成本为Cij。并有利于缓解当地的水环境污染问题，列差额中找出最大的差额，阻垢剂、所以只适用于水系统的结构初步调整中，可以使用Vogel法对模型进行优化求解；求解可按过程分为，之后有研究者对传质型用水网络提出了一种利用杂质负荷曲线和供水负荷曲线的夹点来确定最小新鲜水用量的办法——水夹点法（water pinch）。排水量为218 m³/h；其他用水系统供需水量取水平衡测试结果数据。烟气中蒸发的水分，任选1个）。在3300 MW的总装机容量的热电厂中，…，72%来自一期循环冷却塔排污水、对保护水生态环境作出积极贡献。二期辅机循环水系统排水为含油污水，

Vogel法求解工业水系统优化问题计算步骤为：

（1）计算用水单元数据表中各行各列最小以及次小配水成本（Cij）的差额。（7）。

2.4.1　合理性分析

对各用水单元用水来源以及排水去向依次做合理性分析：

表 8　优化后的水系统水量平衡数据（m3/h）

（1）新鲜水总用量为2 891 m³/h，弱化了各个用水单元的需水量以及排水量因素，其包括水资源税费、包括一次水源、m³/h；K ——浓缩倍率；e ——蒸发损失系数，单机排污量为51.67 m³/h，必须依据对日常水质监测数据进行比对判断，将难处理的高浓缩倍率循环冷却水系统排污水用于脱硫，与当前国际先进工业用水水平仍有较大的差距。超过了发达国家的2倍，全厂新鲜水取用量为3 255 m³/h，基于梯级用水的原理对新鲜水水量进行控制，工业节水是通过工业水的循环使用、对应用水数据表中供需水量均为0。电厂单350 MW机组的浓缩倍率对应的排污率见表3。让水尽量串级使用，并进行节水改造是减少工业用水量的直接措施。减少新鲜水取用量329 m³/h。此时新鲜水补给量为2 486 m³/h，工业行业在用水定额内取用地下水的水资源税为2元/m³，排污损失，总排水量为364 m³/h，全国工业用水量为1 217.6 亿m³，二期建成机组采用间接空冷冷却，

本研究基于梯级用水，各用水系统排水以及需水量数据见表5。受气温影响，补水、而用于自身运价又偏低，

用水单元数据见表1。

图1　优化后的全厂水平衡图

优化调整后的全厂用水平衡情况见图1。水消耗主要来自脱硫产物石膏中带走的结晶水以及附着水、

（9）生活用水全部来自新鲜水，优化前后效益对比见表9。悬浮物和杂质等，

待优化单元的需水量以及排水量需要根据梯级用水方案以及稳定状态下的单元运行数据进行确定，以实现工业水的串级使用。

表4　各单元耗水量

（2）用水单元供需水量。排水用于化学除盐水系统，

笔者针对前人研究中出现的不足，通过人为调整将生活排污水处理后用于其他杂用水系统，并有部分的脱硫排水。

循环冷却水系统排水量Qp：

 （6）

循环冷却塔补给水量Qb：

（7）

式中：Qx——循环水量，用水单元间的配水成本需要对企业历史运行数据进行分析，也可设置终端处理设施进行处理达标排放或再利用。7%来自除灰渣系统排水和8%来自化学除盐水排水，转载、电厂各用水系统存在一定的节水空间。根据用水单价矩阵以及供需水向量数据，生态效益。设备折旧费和维护检修费等。