燃煤電廠擴(kuò)建工程取用水合理性淺析
——以國(guó)電蚌埠發(fā)電廠為例

扶清成 汪亞騰

（安徽淮河水資源科技有限公司 蚌埠 233000 宿州水文水資源局 宿州 234000）

燃煤電廠擴(kuò)建工程取用水合理性淺析
——以國(guó)電蚌埠發(fā)電廠為例

扶清成 汪亞騰

（安徽淮河水資源科技有限公司 蚌埠 233000 宿州水文水資源局 宿州 234000）

燃煤電廠擴(kuò)建工程的取用水與前期工程有著密切的聯(lián)系。本文以國(guó)電蚌埠發(fā)電廠為例，在一期工程實(shí)際運(yùn)行以來(lái)的取水、用水情況調(diào)查與評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，對(duì)二期工程的取水合理性、用水合理性進(jìn)行分析。本著“以新帶舊”的原則，對(duì)全廠用水指標(biāo)進(jìn)行分析、計(jì)算，評(píng)判蚌埠電廠全廠的節(jié)水潛力。

擴(kuò)建工程 取用水 合理性

1 引言

取用水合理性分析的目的是評(píng)價(jià)建設(shè)項(xiàng)目業(yè)主提出的取用水方案是否合理，若不合理，給出改進(jìn)或優(yōu)化的方案，為水行政主管部門(mén)審批取水許可服務(wù)。燃煤電廠因其發(fā)電機(jī)組運(yùn)行相對(duì)獨(dú)立，一般分期建設(shè)，然而擴(kuò)建工程的建設(shè)是建立在前期工程的基礎(chǔ)上的，與前期工程的取用水有著密切的關(guān)系，部分電廠擴(kuò)建工程的取水設(shè)施、污水處理設(shè)施等在前期工程建設(shè)時(shí)就已經(jīng)建設(shè)完成，部分設(shè)備與前期工程共用。擴(kuò)建工程的用水流程與前期工程基本相同，在對(duì)擴(kuò)建工程的取用水合理性進(jìn)行分析時(shí)要首先重點(diǎn)對(duì)前期工程的實(shí)際取用水情況進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)擴(kuò)建工程的取水合理性、用水合理性進(jìn)行分析，最后，本著“以新帶舊”的原則，對(duì)全廠用水指標(biāo)進(jìn)行分析、計(jì)算，評(píng)判電廠全廠是否有節(jié)約用水的可能。本文以國(guó)電蚌埠發(fā)電廠為例進(jìn)行分析。

2 取水合理性分析

取水合理性主要是分析建設(shè)項(xiàng)目與國(guó)家、地區(qū)產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、水利產(chǎn)業(yè)政策和節(jié)水政策等的符合性；與水資源規(guī)劃的總體思路、配置方案、水量分配方案的一致性；是否滿足水功能區(qū)的管理規(guī)定等。

3 用水合理性分析

3.1分析思路

從項(xiàng)目的各用水過(guò)程著手，按照整體最優(yōu)、注重節(jié)水、減污的原則對(duì)用水進(jìn)行平衡計(jì)算，將計(jì)算得出的各用水環(huán)節(jié)的用水水平與國(guó)家、區(qū)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及同行業(yè)同工藝電廠的指標(biāo)作比較，分析各用水環(huán)節(jié)的節(jié)水潛力，進(jìn)一步提出節(jié)水措施和建議，核定各環(huán)節(jié)用水量，最終確定項(xiàng)目合理用水量。分析思路如圖1。

圖1 燃煤電廠擴(kuò)建工程用水合理性分析思路圖

3.2一期工程取用水情況調(diào)查與分析

電廠一期工程年均取水約1567.5萬(wàn)m3，取水許可批復(fù)年取水量為1900萬(wàn)m3。電廠一期工程2009～2012年的實(shí)際取用水情況及部分用水指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 蚌埠發(fā)電廠一期工程實(shí)際運(yùn)行部分用水指標(biāo)

由表1可知，一期工程年取水量在1500萬(wàn)m3以下，2009～2012年4年機(jī)組的平均耗水指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)的耗水指標(biāo)0.72 m3/s·GW。

3.3二期工程用水指標(biāo)的計(jì)算

燃煤電廠項(xiàng)目的用水指標(biāo)一般主要為機(jī)組設(shè)計(jì)發(fā)電水耗率、機(jī)組復(fù)用水率、循環(huán)水利用率、設(shè)計(jì)新水利用率、冷卻塔蒸發(fā)損失率、冷卻塔風(fēng)吹損失率、循環(huán)水濃縮倍率等，在

對(duì)擴(kuò)建工程取用水合理性進(jìn)行分析時(shí)處對(duì)擴(kuò)建工程的用水指標(biāo)進(jìn)行分析計(jì)算外，還要本著以新帶舊的原則，連帶已有的用水部分，重新計(jì)算全廠用水指標(biāo)，以評(píng)判電廠全廠是否有節(jié)約用水的可能。本次著重對(duì)二期工程的用水指標(biāo)進(jìn)行分析計(jì)算，計(jì)算過(guò)程如下：

3.3.1機(jī)組設(shè)計(jì)發(fā)電水耗率

式中：bs——機(jī)組（全廠）發(fā)電水耗率，m3/s·GW；

QX，S——機(jī)組（全廠）新鮮水消耗量，m3/s；

N——機(jī)組額定總發(fā)電裝機(jī)容量，GW。

3.3.2機(jī)組復(fù)用水率

Qf，S——機(jī)組（全廠）復(fù)用水量，m3/s；

QZ，S——機(jī)組（全廠）總用水量，m3/s。

3.3.3循環(huán)水利用率

機(jī)組設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)循環(huán)水量124488m3/h，冷卻循環(huán)系統(tǒng)總用水量為126794m3/h，循環(huán)水重復(fù)利用率為：

式中：Pr——機(jī)組循環(huán)水復(fù)利用率；

Qx——機(jī)組循環(huán)系統(tǒng)總用水量，m3；

Qx，x——循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)水量，m3。

3.3.4機(jī)組設(shè)計(jì)新水利用率

機(jī)組設(shè)計(jì)取用新水量為2736m3/h，廢水排放量為0m3/h，新水利用率為：

式中：Kf——機(jī)組新水利用率；

Qx，z——機(jī)組取用新鮮水量，m3；

Qx，s——機(jī)組實(shí)際耗水量，m3。

3.3.5機(jī)組冷卻塔蒸發(fā)損失率

機(jī)組冷卻塔蒸發(fā)損失量為1940m3/h，冷卻塔口進(jìn)水量為126604m3/h，機(jī)組冷卻塔蒸發(fā)損失率為：

式中：Ql——冷卻塔總用水量，m3/h；

Ql，z——冷卻塔蒸發(fā)損失水量，m3/h。

3.3.6機(jī)組冷卻塔風(fēng)吹損失率

機(jī)組冷卻塔風(fēng)吹損失量為64m3/h，冷卻塔口進(jìn)水量為126604m3/h，機(jī)組冷卻塔風(fēng)吹損失率為：

式中：Ql——冷卻塔總用水量，m3/h；

Ql，f——冷卻塔蒸發(fā)損失水量，m3/h。

3.3.7循環(huán)水濃縮倍率

機(jī)組冷卻塔風(fēng)吹損失量為64m3/h，循環(huán)系統(tǒng)排污水量為312m3/h，機(jī)組循環(huán)補(bǔ)充水量為2316m3/h，機(jī)組循環(huán)水濃縮倍率為：

式中：Qx，b——機(jī)組循環(huán)補(bǔ)充水量，m3/h；

Ql，f——冷卻塔蒸發(fā)損失水量，m3/h；

Qx，p——循環(huán)系統(tǒng)排污水量，m3/h。

3.4二期工程用水量的核減及用水指標(biāo)重新計(jì)算

對(duì)二期工程各用水指標(biāo)進(jìn)行分析計(jì)算，與同行業(yè)同工藝的設(shè)計(jì)相比較，分析二期工程在各用水環(huán)節(jié)是否存在節(jié)水潛力，存在節(jié)水潛力的應(yīng)對(duì)業(yè)主提供的用水量進(jìn)行核減，形成新的水量平衡圖，并對(duì)核減后的用水指標(biāo)進(jìn)行重新計(jì)算；同時(shí)，根據(jù)電廠一期工程的水量平衡圖，并結(jié)合電廠實(shí)際運(yùn)行退水情況，電廠一期工程運(yùn)行中約有288m3/h的循環(huán)水退水量，擬增加循環(huán)冷卻水排水處理系統(tǒng)，采用石灰軟化+反滲透工藝，循環(huán)冷卻水排水經(jīng)處理后可作為二期循環(huán)冷卻水重復(fù)利用，形成全廠（一、二期工程）水量平衡圖，按照全廠（一、二期工程）水量平衡圖對(duì)全廠用水指標(biāo)進(jìn)行重新計(jì)算。

3.5二期工程用水合理性分析

對(duì)核減后的電廠二期工程用水指標(biāo)和全廠用水指標(biāo)與同行業(yè)同工藝的設(shè)計(jì)相比較，以評(píng)判電廠二期工程和全廠的用水合理性。本次主要對(duì)電廠二期工程的用水合理性進(jìn)行分析。

3.5.1與核減前指標(biāo)對(duì)比分析（見(jiàn)表2）

表2 核減后用水指標(biāo)與核減前用水指標(biāo)對(duì)比分析

核減后的項(xiàng)目用水指標(biāo)更加先進(jìn)，用水指標(biāo)明顯優(yōu)于核減前。

3.5.2與《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)定的指標(biāo)對(duì)比分析

設(shè)計(jì)發(fā)電水耗率：核減后項(xiàng)目機(jī)組設(shè)計(jì)發(fā)電水耗率年均為0.568m3/s·GW，符合《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》、《火力發(fā)電廠節(jié)水導(dǎo)則》的定額標(biāo)準(zhǔn)。

單位發(fā)電量：蚌埠電廠二期設(shè)計(jì)·2×660MW機(jī)組，年運(yùn)行時(shí)間5500h，年取水1490萬(wàn)m3，則單位發(fā)電量指標(biāo)為2.05 m3/（MW·h），核減后項(xiàng)目機(jī)組設(shè)計(jì)單位發(fā)電量符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

機(jī)組復(fù)用水率：蚌埠電廠二期工程機(jī)組核減后復(fù)用水率年均為98.18%，符合《火力發(fā)電廠節(jié)水導(dǎo)則》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

表4 電廠二期工程與同行業(yè)取水指標(biāo)比較表

3.5.3與一期工程對(duì)比分析

國(guó)電蚌埠電廠一期工程批復(fù)取水量1900萬(wàn)m3，一期工程已于2009年上半年全部建成投產(chǎn)。與一期工程相比，二期工程采用2×660MW超超臨界機(jī)組，帶自然通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)供水系統(tǒng)，用水工藝較一期更為先進(jìn)，設(shè)計(jì)平均耗水量、平均耗水指標(biāo)接近一期實(shí)際運(yùn)行情況。

3.5.4與同行業(yè)用水指標(biāo)比較

將電廠二期工程的用水指標(biāo)與區(qū)域內(nèi)同行業(yè)（裝機(jī)容量≥300MW）的部分電廠的指標(biāo)進(jìn)行比較。二期工程的主要用水指標(biāo)已達(dá)到國(guó)家規(guī)定要求，由表4對(duì)比可見(jiàn)，與同一地區(qū)相同規(guī)模的電廠相比，用水水平也較高。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)擴(kuò)建工程取用水合理性進(jìn)行分析，既是對(duì)前期工程取用水實(shí)際情況是否合理的檢驗(yàn)，亦是從實(shí)施源頭控制高耗水、高污染工業(yè)項(xiàng)目和面源污染，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和布局，強(qiáng)化水功能區(qū)管理和水生態(tài)保護(hù)目標(biāo)，加強(qiáng)政府對(duì)水資源開(kāi)發(fā)利用的宏觀管理和建設(shè)項(xiàng)目取用水管理，貫徹水資源論證制度，促進(jìn)我國(guó)水生態(tài)安全■