昌吉市生活垃圾焚燒發(fā)電項目取用水合理性分析

張 婷

（新疆昌吉方匯水電設(shè)計有限公司,新疆 昌吉 831100）

為了加強水資源優(yōu)化配置和保護,促進水資源合理高效利用,保障水資源可持續(xù)利用,全面落實最嚴(yán)格水資源管理制度。本文根據(jù)昌吉市生活垃圾焚燒發(fā)電項目,通過分析用水定額和用水水平來論證項目取用水的合理性。

1 項目概述

本項目位于市中心以北40 km的荒地上,地勢平坦,場址北側(cè)緊鄰生活垃圾填埋場,方便項目出現(xiàn)緊急情況停運時能將垃圾轉(zhuǎn)運至填埋場安全處理。本項目生活垃圾處理規(guī)模為600 t/d,年垃圾處理總量21.9 萬t；配置l臺600 t/d機械爐排焚燒爐,焚燒爐年運行8000小時,配置1臺12 MW汽輪機及1 臺15 MW的發(fā)電機；年取水總量19.49萬m3,年發(fā)電量7703 萬kW·h；項目總投資33730 萬元。

項目生產(chǎn)系統(tǒng)主要有垃圾接收、儲存與進料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、垃圾熱能利用系統(tǒng)（汽輪發(fā)電機組系統(tǒng)）、灰渣處理系統(tǒng)及除鹽水系統(tǒng)等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)[1]。項目選用純凝式汽輪機將余熱鍋爐所產(chǎn)蒸汽轉(zhuǎn)換成電能；鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)采用“SNCR脫硝系統(tǒng)+旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫酸+（活性炭+干法）噴射系統(tǒng)+布袋除塵器除塵+預(yù)留SCR脫硝安裝場地”煙氣凈化處理工藝。

2 取水合理性分析

在水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上,從國家產(chǎn)業(yè)政策、水資源管理及水配置方面,針對本項目,進行取水合理性論證[2]。

2.1 產(chǎn)業(yè)政策相符性

本項目為城鎮(zhèn)垃圾及其他固體廢棄物無害化處理和綜合利用工程,屬于國家發(fā)展和改革委員會修訂發(fā)布《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》（2019年本）中第一類鼓勵類項目中的環(huán)境保護與資源節(jié)約綜合利用。因此,項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策、環(huán)境保護政策和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的要求。

項目為利用城市垃圾作燃料發(fā)電企業(yè),屬于資源綜合利用、低碳環(huán)保,并與污染防治相結(jié)合,符合國家《關(guān)于進一步開展資源綜合利用的意見》及《國家鼓勵的資源綜合利用認定管理辦法》（發(fā)改環(huán)資[2006]1864 號）的要求。

2.2 水源條件、配置的合理性

本項目為多水源取水,生活用水采用市政自來水,生產(chǎn)用水采用城市污水處理廠處理達標(biāo)后的再生水[3]。本項目生產(chǎn)用水采用中水水資源,且生產(chǎn)生活退水經(jīng)處理達標(biāo)后回用,不外排。本項目提高中水水資源的利用率,符合當(dāng)?shù)厮Y源管理政策和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的要求。因此,本項目在水資源開發(fā)利用上是合理的。

3 用水過程和水量平衡分析

3.1 用水過程

本項目用水系統(tǒng)分為生活給水系統(tǒng),生產(chǎn)工業(yè)給水系統(tǒng)和回用水系統(tǒng)。

生活用水采用生活水箱儲水和變頻調(diào)速供水設(shè)備加壓的聯(lián)合供水方式。生活用水接入市政供水管網(wǎng),經(jīng)水表計量后,進入項目區(qū)容積為20 m3的不銹鋼生活水箱,通過變頻調(diào)速后由供水設(shè)備輸送至廠區(qū)各用水點,提供生活用水。項目區(qū)設(shè)置獨立的生活給水管道系統(tǒng)。

生產(chǎn)用水采用市政污水處理廠的再生水,再生水引入廠區(qū)后,如水質(zhì)較好,先經(jīng)一體化凈水器處理,出水水質(zhì)達到敞開式循環(huán)水系統(tǒng)補充水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后,再進入冷卻塔。如水質(zhì)不達標(biāo),需經(jīng)過中水深度處理系統(tǒng)處理,達標(biāo)后再進入冷卻塔及生產(chǎn)消防水池。輔機設(shè)備用水及輔機設(shè)備循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)采用循環(huán)冷卻水集水池儲水和變頻調(diào)速供水加壓泵的聯(lián)合供水方式。加壓泵由冷卻塔循環(huán)冷卻集水池吸水,通過供水壓力管道供水。主要供發(fā)電機空冷器、螺桿空壓機、冷凍干燥機、引風(fēng)機、汽水取樣冷卻器、一、二次風(fēng)機等輔機設(shè)備冷卻用水,這部分水冷卻設(shè)備后回流至冷卻塔冷卻后進入集水池,循環(huán)使用。另一部分排污廢水直接利用,供出渣機、爐排漏渣輸送機、煙氣處理降溫、除塵器等生產(chǎn)用水；垃圾卸料平臺地面沖洗用水、地磅區(qū)域沖洗用水、垃圾運輸坡道等沖洗用水。生產(chǎn)清水泵從生產(chǎn)消防水池吸水,通過供水壓力管道供水。主要供鍋爐用水、污水處理站生產(chǎn)用水、鍋爐排污降溫用水、車間清潔用水、化驗室普通用水等。

廠區(qū)回用水系統(tǒng)鍋爐化水間除鹽水制備產(chǎn)生的濃鹽水、鍋爐排污降溫池的排水直接回用于冷卻塔補充水；生活污水處理系統(tǒng)的達標(biāo)水回用于廠內(nèi)綠化澆灑和冷卻塔補水；滲瀝液處理系統(tǒng)的達標(biāo)水,回用于冷卻塔補充用水。

3.2 水量平衡分析

根據(jù)項目用水工藝及過程,分析項目取水、用水及退水方案,梳理各個用水環(huán)節(jié)取水、用水、耗水和退水的關(guān)系,分別計算夏季、年平均、冬季3 種工況下的新水用量,見表1。

表1 項目用水量計算表 單位：m3/d

廠區(qū)夏季取用新水量14.20萬m3,夏季按183天計,最大日取用新水量776 m3/d,其中生產(chǎn)用水761 m3/d,生活用水量15 m3/d；冬季取用新水量5.30 萬m3,冬季按182 天計,最大日取用新水量291 m3/d,其中生產(chǎn)用水276 m3/d,生活用水量15 m3/d；廠區(qū)全年取用新水量19.49 萬m3,年工作365 天,平均日取用新水量534 m3/d,其中生產(chǎn)用水519 m3/d,生活用水量15 m3/d。項目生產(chǎn)生活退水經(jīng)處理后回用,因此,本項目全年無退水外排。

4 用水水平評價

4.1 用水指標(biāo)計算

分別計算生產(chǎn)用水指標(biāo)、生活用水指標(biāo)及綠化用水指標(biāo)等,分析相關(guān)用水指標(biāo)是否滿足相關(guān)規(guī)定要求,進而評價項目用水合理性,具體計算結(jié)果如下：

（1）生產(chǎn)用水指標(biāo)

①單位發(fā)電量取水量。本項目設(shè)計年平均日取水量為534 m3/d,汽輪發(fā)電機組的額定功率15 MW,經(jīng)計算,項目年均單位發(fā)電量取水量為1.48 m3/（MW·h）。

②單位裝機容量取水量。項目設(shè)計夏季最大日用水量為776 m3/d,機組裝機0.015 GW,則本項目單位裝機容量取水量為0.60 m3/（s·GW）。

③重復(fù)利用率。項目夏季、年平均、冬季重復(fù)利用水量分別為9848 m3/d、9008 m3/d、8295 m3/d,總用水量分別為9995 m3/d、9133 m3/d、8394 m3/d,則重復(fù)利用率分別為98.5%、98.6%、98.8%。

④冷卻水循環(huán)利用率。項目夏季、年平均、冬季冷卻循環(huán)水量分別為8278 m3/d、7745 m3/d、7332 m3/d,總用水量分別為9995 m3/d、9133 m3/d、8394 m3/d,則冷卻水循環(huán)利用率分別為82.8%、84.8%、87.3%。

（2）職工生活用水指標(biāo)。廠區(qū)設(shè)有職工宿舍和食堂,職工辦公用水取25 L/（人·d）；職工食堂用水指標(biāo)取10 L/（人·餐）,一日三餐；廠區(qū)職工宿舍用水取80 L/（人·d）。

（3）綠化用水指標(biāo)：綠化用水采用回用水,項目區(qū)采用高效節(jié)水方式進行綠化灌溉,取水按280 m3/畝計,夏季灌溉183 d。

（4）根據(jù)項目區(qū)實際情況,廠區(qū)管網(wǎng)損失指標(biāo)按8%計,不可預(yù)見量按10%計。

（5）本項目無外排水量,因此新水用水率為100%。

4.2 用水指標(biāo)分析

（1）項目年均單位發(fā)電量取水量為1.48 m3/（MW·h）,滿足《新疆維吾爾自治區(qū)行業(yè)用水定額》（DB 65/3611-2014）、《取水定額 第一部分：火力發(fā)電》（GB/T 18916.1-2012）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“單機容量＜300 MW級采用循環(huán)冷卻,單位發(fā)電取水量不超過3.20 m3/（MW·h）”的要求。

（2）項目單位裝機容量取水量為0.60 m3/（s·GW）,滿足《新疆維吾爾自治區(qū)行業(yè)用水定額》（DB 65/3611-2014）、《取水定額 第一部分：火力發(fā)電》（GB/T 18916.1-2012）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“單機容量＜300 MW級采用循環(huán)冷卻,單位裝機容量取水量不超過0.88 m3/（MW·h）”的要求。

（3）項目水資源重復(fù)利用率為98.5%,已達到國內(nèi)同行業(yè)先進水平。

（4）項目生產(chǎn)冷卻水循環(huán)利用率分別為82.8%、84.8%、87.3%,達到同地區(qū)同行業(yè)先進水平。

（5）廠區(qū)職工辦公用水取25 L/（人·d）,食堂用水取10 L/（人·餐）,職工宿舍用水按80 L/（人·d）計算,分別滿足《新疆維吾爾自治區(qū)工業(yè)和生活用水定額》（新政辦發(fā)[2007]105號）規(guī)定的“職工辦公用水按25 L/（人·d）”“職工內(nèi)部食堂用水計算取10 L/（人·餐）”“職工集體宿舍用水按80～100 L/（人·d）”的要求。

（6）廠區(qū)綠化用水取280 m3/畝,符合當(dāng)?shù)鼐G化灌溉定額。

（7）廠區(qū)管網(wǎng)損失按8%計,不可預(yù)見用水按10%計,分別滿足《室外給水設(shè)計規(guī)范》（GB 50013-2006）規(guī)定的“供水管網(wǎng)的漏損量可按供水量的10%～12%”“不可預(yù)見量可按以上供水量的10%～12%”的要求。

（8）本項目無外排水量,新水用水率為100%。

經(jīng)上述分析,本項目生產(chǎn)用水指標(biāo)、生活用水指標(biāo)及綠化用水指標(biāo)等均滿足有關(guān)規(guī)定,其中水資源重復(fù)利用率達到同行業(yè)先進水平。

5 結(jié)語

本項目主要以城市生活垃圾的無害化、減量化和資源化處理為目的,實現(xiàn)資源綜合利用,屬于國家鼓勵類項目,符合國家與地方產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的要求。項目生活用水采用市政自來水,生產(chǎn)用水采用城市污水處理廠處理達標(biāo)后的再生水,充分利用了當(dāng)?shù)刂兴Y源,水資源配置合理。項目用水工藝及過程中采用一水多用,充分考慮了節(jié)約用水措施,各項用水指標(biāo)均滿足相關(guān)規(guī)定的要求,且水資源重復(fù)利用率達到同行業(yè)先進水平。因此,本項目取用水是合理的。