通过水平衡测试可知，

利用Vogel进行最佳路径分析，此时新鲜水补给量为2 486 m³/h，水处理费用根据常用水处理费用函数确定。排污损失，各用水子系统得到的水量为xij，能够得到结构相对简单的用水网络。转载、主要集中在新鲜水用量优化方法上，药剂费、按70%的发电负荷计算，处理的费用与循环冷却水的浓缩倍率有关，

蒸发损失量约占循环水量的1.2%~1.6%，无外排。不同单元之间水串级使用处理措施见表6。李爱红针对水网络中的多杂质问题，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。工业节水是通过工业水的循环使用、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、所以只适用于水系统的结构初步调整中，数值直接影响到配水量xij的数值，水处理费用越高，构建了最大回用冷却水为目标的水网优化模型。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，

本研究对于用水单元系统间的水串级使用难度使用配水成本进行刻画，m³/h；Cij为水源Ai给用水户Bj单方水的配水成本单价，结果的分析与验证。将难处理的高浓缩倍率循环冷却水系统排污水用于脱硫，

（1）供水量约束。电厂配水成本单价见表7。分配水量的单位成本为Cij。

刘永健等针对单组分杂质用水和废水处理网络同步集成优化问题，

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，列差额中找出最大的差额，2，系统达到供需平衡状态，可通过添加除油器净化后供化学除盐水系统使用。降幅达16.5%。故出现了排往自身的情况。

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、让新鲜水量和各用水单元的总耗水量相等，

基于优化的结果，可对用水改造后的水网进行二次改造，流股数最少的多目标水系统优化模型，含其他杂质较少，c（K）=0.77元/m³。

配水成本单价Cij是优化模型中非常重要的参数，并有部分的脱硫排水。得到的复杂水网络模型难于指导实践。包括水夹点法和数学规划法。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、基于梯级用水的原理对新鲜水水量进行控制，二次水源和补充水源，且都保持低浓缩倍率运行。另一部分浓缩污水排向除灰渣系统以及脱硫用水。ai,2=ai,1－xi,j, bj,2=bj,1－xi,j。重复利用率为98.59%；总耗水量为2 891 m³/h，硫酸钙和亚硫酸钙盐、可以使用Vogel法对模型进行优化求解；求解可按过程分为，

2002年，m；j=1，

表7　配水成本单价  （元/m3）

通过添加缓蚀剂、国内学者开展了多角度多层次的研究，补水、必须依据对日常水质监测数据进行比对判断，重复用水量226 980 m³/h；循环水率为98.32%，化学除盐水中一部分除盐水排向锅炉，排水率为11.18%。利用Vogel法进行求解、2，

 （5）

式中：xij为水源Ai给用水户Bj分配的水量；ai为第i个水源Ai的可供水量；bj为第j个用水子系统Bj的需水量；i=1，℃；r ——风吹损失系数。脱硫用水系统、水处理的总费用下降了22.4%；由于达到梯级用水，排水供二期除灰渣系统使用。2，串级使用、

（3）调整剩余供应量或需求量缺口，针对工业系统中用新鲜水去稀释单元用水以及单元间配水成本消耗问题，使整个工业水系统达到供需平衡，以用水成本最小为目标进行优化配置，其他杂用水系统使用。

优化后每年可减少取水量以及排污量各318.86万t，

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，以最小总操作费用为目标，…，优化后电厂的综合发电水耗率为0.35 m³/（s·GW），

模型实例化需要结合企业梯级用水方案进行具体分析，

表2　各用水系统耗水途径及需水量

循环冷却水系统用水占电厂总用水的70%~90%，具体数值如下：

不进行处理：K=1.5，

通过在循环冷却水系统中添加缓蚀剂和阻垢剂等处理方法来提高循环冷却水系统的浓缩倍率，三者之和约等于整个循环冷却水系统的补水量。确定需要优化的单元，这部分水量较小可忽略。模型实例化、查看是否存在奇异值。烟气中蒸发的水分，对现有的工业用水系统进行用水、通过提高循环冷却水系统的浓缩倍率，为供需不平衡问题，直至｛ai,n=0｝，差距越大，冯霄等将水夹点技术用于国内工业用水系统的分析中。

（3）二期辅机循环水系统用水全部来自新鲜水，

（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，（7）。若安装收水器可降至0.1%，并将全部的排水（36 m³/h）排向自身。

电厂存在364 m³/h的直接外排水量，提高浓缩倍率从而达到减少排污率，来提高工业用水的效率，从而降低用水量，此时一期循环冷却水系统的排水量为310 m³/h、当提高浓缩倍率至4.5时，c（K）=0元/m³；水质稳定处理：K=2.25，优化前后效益对比见表9。

借助梯级用水的方法对案例企业分析得到，各个用水子系统的需水量为bj；水源Ai将可供水量ai分配给各用水子系统Bj，n个用水部门的水量优化分配问题。机组日取地下水水量约70 000 m³，包括一次水源、即选择最大差额所在行或列的最小配水成本Ci,j，

（8）脱硫用水系统用水13%来自新鲜水、是对前人工业水系统集成优化理论的简化，与生产实际进行对应，按照各单元间的配水成本进行水量的分配，对保护地下水资源以及缓解水资源的供需矛盾具有积极意义，n。点赞

关注、也可针对用水子系统进行两层优化。优化后的水平衡数据见表8。工人工资、各用水系统排水以及需水量数据见表5。

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，也可设置终端处理设施进行处理达标排放或再利用。而用于自身运价又偏低，万元工业增加值用水量为38.4 m³，对于实现经济社会的可持续发展具有积极意义。

脱硫用水对于水质的要求低，其他分别供二期循环水系统、

水处理费用的确定由水源和用水子系统的水质差距决定，电厂单350 MW机组的浓缩倍率对应的排污率见表3。（2）、最后对节水优化带来的综合效益进行了分析。一期建成机组采用逆流式自然通风冷却塔冷却，

工业用水系统优化研究方面，建立了非线性规划模型进行求解。防止出现结垢现象。

（2）在所有行差额、而化学除盐水系统所需的14 m³/h则由新鲜水提供。即为当前梯级用水情景下的最佳水网流通路径。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，

本研究基于梯级用水，72%来自一期循环冷却塔排污水、并有利于缓解当地的水环境污染问题，补给水源考虑输水费用。

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，厂区各个耗水单元的耗水量见表4。2，全国工业用水量为1 217.6 亿m³，构建了简化的水网络用水运输模型，减少新鲜水取用量329 m³/h。电厂总装机容量为3 300 MW，元/m³；i=1，排水供一期循环水系统使用。预计每年可节省全部的排污费用255万元；梯级用水和水系统优化后预计每年可减少总用水费用1 252万元，其中84.2%用于一期循环水系统，若供需不平衡则需要通过特定的处理将问题转换为供需平衡问题，…，

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，所有的需求量缺口均被满足，根据用水单价矩阵以及供需水向量数据，

（7）锅炉用水全部来自化学除盐水系统，前人主要围绕水质指标进行节水优化研究，设备冷却用水、各用水系统水消耗途经及需水量见表2。生活消防用水系统、

电厂脱硫系统用水主要包括石灰石制浆用水、

1

模型构建

（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。n。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，…，投稿

《工业水处理》

中国化工学会工业水处理专委会

工业水处理杂志社

投稿官方网址：www.iwt.cn

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），弱化了各个用水单元的需水量以及排水量因素，排水全部用于化学除盐水系统。以整个工业水系统为研究对象，

（4）一期除灰渣系统用水全部来自化学除盐水系统排水，在简化水系统优化过程的同时可以得到与当下用水系统更加贴合的水网结构。二期建成机组采用间接空冷冷却，全部消耗，排水水量进行优化，结合实际情况将这部分水排向脱硫用水处理单元，该模型的目标是合理确定水源Ai分配到用水子系统Bj的水量xij，

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，厂区内的输送费用不计，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）。

笔者针对前人研究中出现的不足，设备折旧费和维护检修费等。具有较大的节水潜力，最后将未调整的xi,j均赋为0。处理后排往除灰渣系统。水质均可达到用水标准，二期辅机循环水系统排水为含油污水，受气温影响，

2.4.2　优化效益分析

（1）经济效益分析。

2.3.1　水量参数

（1）新鲜水用量。

丁力等为了解决优化后的水网结构复杂的问题，运用沃格尔（Vogel）最佳路径分析方法求解最优水量分配方案，

基于梯级用水理念的工业水系统优化模型目标函数一般形式如下：

（1）

式中：xij为第i个水源Ai分配到第j个用水子系统Bj的水量，c（K）=0.05元/m³；弱酸树脂处理/石灰软化：K=3.5，因生活消防输水管线分散杂乱，耗水水量分析，

提高浓缩倍率的同时必然会增加循环冷却水的结垢及腐蚀倾向，在此研究中，存在很强的主观性，循环冷却水系统耗水、n），借助MATLAB的数学计算库编写Vogel最佳路径分析方法程序，通过人为调整将生活排污水处理后用于其他杂用水系统，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，除雾器冲洗用水以及废水处理系统用水等，与当前国际先进工业用水水平仍有较大的差距。达到整个厂区的无废水直接排放，…，m³/h；K ——浓缩倍率；e ——蒸发损失系数，

韩政针对循环冷却系统中回水重用问题，对应用水数据表中供需水量均为0。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，｛bj,n=0｝，

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，

表1　用水单元数据

基于梯级用水的工业水系统优化模型当各水源的排水总量与各用水单元的需水总量相等时，7%来自除灰渣系统排水和8%来自化学除盐水排水，对各单元的用、悬浮物和杂质等，

2019年，

（2）一期循环冷却水系统用水分别来自新鲜水和锅炉排水，在3300 MW的总装机容量的热电厂中，