阿里木·吐木爾

（巴音郭楞水文勘測局，新疆 庫爾勒 841000）

1 概況

位于新疆某工業(yè)園區(qū)的某發(fā)電有限公司，是一家專門從事資源、能源綜合利用進(jìn)行余熱余氣科研開發(fā)、投資建設(shè)和生產(chǎn)經(jīng)營于一體的專業(yè)性公司。為解決企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的荒煤氣綜合利用問題，公司依托已建成的某潔能2×50 MW 發(fā)電項(xiàng)目設(shè)施，新建潔能綜合利用2×135 MW 發(fā)電項(xiàng)目，可大大減少區(qū)域剩余荒煤氣帶來的環(huán)境污染，促進(jìn)資源的綜合利用。為確保項(xiàng)目順利建設(shè)，需對其水資源供需情況進(jìn)行分析。

2 可供水量分析

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)所處的地理位置、地形地貌條件、水文地質(zhì)單元，確定取水水源論證范圍為：某工業(yè)園區(qū)。工業(yè)園現(xiàn)有入駐企業(yè)31 家，園區(qū)給水現(xiàn)狀主要由兩方供給：即地表水和水庫供水。園區(qū)近期（2020～2025 年）取用河道地表水2086萬m3／a，通過管道輸送至淖毛湖水廠，由水廠向園區(qū)供給，可供水量為3528 萬m3，截止目前，經(jīng)水行政部門批復(fù)園區(qū)企業(yè)地表水批復(fù)水量為3070.0065 萬m3，園區(qū)按照批復(fù)水量計(jì)算還有457.9935 萬m3／a 的供水能力。

3 建設(shè)項(xiàng)目需水分析

3.1 取水水源

依據(jù)《工業(yè)園區(qū)（擴(kuò)區(qū)）規(guī)劃水資源論證報告書》：園區(qū)2025 年以前供水水源為河道地表水，利用水庫向園區(qū)供水2087.7 萬m3。遠(yuǎn)期供水水源主要為客水，近期與規(guī)劃核定水量缺口部分通過進(jìn)一步調(diào)整用水結(jié)構(gòu)置換水量和客水解決。取水方式為通過已建的供水工程，接位于園區(qū)的輸水主管線預(yù)留接口取水。

3.2 取水方案

電廠一期工程生產(chǎn)水取自重工業(yè)園區(qū)工業(yè)水管網(wǎng)，其供水水源為某縣峽溝水庫地表水；生活用水接自工業(yè)園區(qū)自來水管網(wǎng)。本期工程擬采用與一期工程相同的水源方案，生活用水從一期生活水管道上引接。為保證供水安全、提高供水保證率，擬采用生活水作備用水源。

電廠一期工程生產(chǎn)用水補(bǔ)水量為84 m3／h，從重工業(yè)園區(qū)工業(yè)水管網(wǎng)上引1 根DN200 鋼管補(bǔ)水至電廠化水區(qū)及冷卻塔補(bǔ)水；本期工程擬從重工業(yè)園區(qū)工業(yè)水管網(wǎng)上再引1 根DN250 鋼管補(bǔ)水至電廠化水區(qū)及冷卻塔補(bǔ)水。經(jīng)化驗(yàn)，水質(zhì)均符合工業(yè)生產(chǎn)和生活用水需求。

3.3 取水規(guī)模

根據(jù)項(xiàng)目生產(chǎn)可研方案，項(xiàng)目新水用水量為276.13 m3／h，日用水量為6510.84 m3／d，年取水量為189.29 萬m3／a。其中：生產(chǎn)年用水量為169.68 萬m3／a（286 天6855h 計(jì)）；生活年用水量為0.50 萬m3／a；綠化年用水量為0.49 萬m3／a；道路灑水年用水量為0.65 萬m3／a；管網(wǎng)損失年用水量為8.77 萬m3／a；不可預(yù)見年用水量為9.20 萬m3／a。

4 用水量核定和水量平衡分析

為了嚴(yán)格水資源管理，提高水資源使用效益，現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)用水進(jìn)行核定，以確定準(zhǔn)確的需水量。

4.1 建設(shè)項(xiàng)目用水環(huán)節(jié)分析

本工程汽輪機(jī)凝汽器采用直接空冷系統(tǒng)，主廠房及鍋爐的輔機(jī)設(shè)備、脫硫系統(tǒng)冷卻水、化水取樣設(shè)備冷卻水均采用循環(huán)水系統(tǒng)供給。工業(yè)水系統(tǒng)主要用戶為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)水、化水補(bǔ)水及其它雜用水。生活用水為站內(nèi)生產(chǎn)人員日常生活用水。

4.1.1循環(huán)冷卻水量

本工程按主體工藝規(guī)模2×135 MW 發(fā)電機(jī)組的需水量進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)組循環(huán)冷卻設(shè)備：發(fā)電機(jī)空氣冷卻器2 臺，連續(xù)運(yùn)行冷卻水量為2×5000 m3／h；汽輪機(jī)油冷卻器4 臺（2 用2 備），冷卻水量為2×2250 m3／h；凝結(jié)水泵軸承4 臺（2 用2備），冷卻水量為4×20 m3／h；低加疏水泵4 臺（2 用2 備），冷卻水量為4×20 m3／h；水環(huán)真空泵4 臺（2 用2 備），冷卻水量為4×20 m3／h；控制油泵站2 臺，連續(xù)運(yùn)行冷卻水量為2×60 m3／h；給水泵稀油站4 臺（2 用2 備），冷卻水量為4×80 m3／h；給水泵4 臺（2 用2 備），冷卻水量為4×40 m3／h；給水泵電機(jī)4 臺（2 用2 備），冷卻水量為4×400 m3／h；引風(fēng)機(jī)軸承4 臺，連續(xù)冷卻水量為4×80 m3／h；送風(fēng)機(jī)軸承4 臺，連續(xù)冷卻水量為4×25 m3／h；用水量見表1。

表1 機(jī)組循環(huán)冷卻用水量

循環(huán)水總水量為19000 m3／h，其中上塔水量為19000 m3／h。

4.1.2 工業(yè)用水量

（1）輔機(jī)循環(huán)冷卻水（新水）

輔機(jī)冷卻循環(huán)水總水量為19000 m3／h，其中上塔水量為19000 m3／h，輔機(jī)冷卻塔補(bǔ)水量為64.8 m3／h，其中：蒸發(fā)損失14.2 m3／h，冷卻塔風(fēng)吹損失1.0 m3／h，冷卻塔排污量48.6 m3／h。

（2）化水車間用水（新水）

化水車間主要為鍋爐提供軟水、脫氧水，本項(xiàng)目軟水制備率為70%，化水車間補(bǔ)水量為147.25 m3／h，其中新水量為142.60 m3／h，回用水量為4.65 m3／h，損耗水量58.9 m3／h，排水量為88.35 m3／h 其排水用于鍋爐補(bǔ)水。

（3）鍋爐補(bǔ)水（軟水）

鍋爐補(bǔ)水量正常補(bǔ)水量為88.35 m3／h，其中：廠內(nèi)水汽循環(huán)損失18.6 m3／h，排水量為4.65 m3／h 回用與軟水制備，內(nèi)部供熱損失65.1 m3／h。

（4）雜用水（新水）

本工程雜用水主要為煤排補(bǔ)水、沖洗水、加藥補(bǔ)水等，用水量為10.0 m3／h。

（5）脫硝系統(tǒng)（新水、回用水）

本工程脫硝制氮用水采用工業(yè)廢水處理站處理后的回用水，用水量為70.72 m3／h，其中新水量為25.0 m3／h，回用水35.72 m3／h，循環(huán)水10.0 m3／h。（6）工業(yè)廢水處理站（回用水）

本工程工業(yè)廢水處理站依托一期，主要處理冷卻塔排水、雜用水及鍋爐排水，用水量為44.15 m3／h。

4.1.3 生活用水量

電廠定員138人，可研設(shè)計(jì)生活用水定額采用100 L／（人?d），日用水量為13.80 m3／d，每天用水8 h，用水量為1.73 m3／h，采用新水。

4.1.4 綠化用水

綠化面積為10928 m2，可研設(shè)計(jì)綠化用水定額2.5 L／（m2?d），綠化用水量平均日27.32 m3／d，每天用水10 h，用水量為2.73 m3／h，采用新水。

4.1.5 道路及廣場灑水

綠化面積為12000 m2， 可研設(shè)計(jì)道路灑水用水定額3.0 L／（m2?d），道路灑水用水量平均日36.00 m3／d，每天用水10 h，用水量為3.60 m3／h，采用新水。

4.1.6 管網(wǎng)損失水量

可研設(shè)計(jì)管網(wǎng)損失用水量按生產(chǎn)、生活、綠化及道路灑水取用新水總量的5%計(jì)算，管網(wǎng)損失水量日用水量為12.36 m3／h。

4.1.7 不可預(yù)見用水量

可研設(shè)計(jì)未預(yù)見水量按生產(chǎn)、生活、綠化、道路灑水及管網(wǎng)損失水量的5%計(jì)算，不可預(yù)見用水量日用水量為12.98 m3／d。

4.1.8 消防用水量

本電廠消防給水系統(tǒng)分室內(nèi)和室外消防系統(tǒng)，根據(jù)消防規(guī)范本工程室內(nèi)消防水量為20 L／s，室外消防水量為20 L／s，火災(zāi)持續(xù)時間為2 h；一次消防水量為288 m3。

4.2 項(xiàng)目用水量核定

4.2.1 論證前后水量變化情況

本次采用夏季、冬季及年均用水量進(jìn)行計(jì)算分析，冬季缺少綠化用水及道路灑水用水項(xiàng)后，管網(wǎng)損失水量比可研方案日用水量節(jié)水3.80 m3／d，年用水量節(jié)水0.11 萬m3／a。管網(wǎng)損失水量減少，致使不可預(yù)見用水比可研方案日用水量節(jié)水3.99 m3／d，年用水量節(jié)水0.12 萬m3／a。

論證方案與可研方案前后用水發(fā)生變化，總體比可研方案節(jié)水7.79 m3／d，年用水量節(jié)水0.23 萬m3／a，見表2。

表2 可研與論證方案取水規(guī)模對比表

4.2.2 合理取用水量的核定

通過上述對項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案提出的用水環(huán)節(jié)、用水指標(biāo)分析，論證得出該建設(shè)項(xiàng)目年均新水用水量為275.80 m3／h，回用中水量為173.37 m3／h，循環(huán)水量為19000.0 m3／h，合計(jì)19449.17 m3／h。項(xiàng)目新水用水量為275.80 m3／h，日用水量為6503.06 m3／d，年取水量為189.07 萬m3／a。建設(shè)項(xiàng)目論證方案用水情況統(tǒng)計(jì)表見表3。

表3 論證方案合理性用水量統(tǒng)計(jì)表

4.2.3 用水指標(biāo)核定

（1）工程單位裝機(jī)容量取水量

本工程論證方案單位發(fā)電工程取水量為275.80 m3／h，裝機(jī)容量為2×135 MW（0.27GW），單位裝機(jī)取水量為：

根據(jù)《取水定額—第1 部分火力發(fā)電》（GB／T 18916.1-2002）標(biāo)準(zhǔn)，單機(jī)容量小于300 MW 時，機(jī)組冷卻形式循環(huán)冷卻系統(tǒng)單位裝機(jī)取水定額標(biāo)準(zhǔn)為0.88 m3／（S?GW），論證方案單位裝機(jī)容量取水量符合標(biāo)準(zhǔn)。

（2）工程單位發(fā)電取水量

本工程論證方案單位發(fā)電工程取水量為275.80 m3／h，年取水量為189.07 萬m3，年發(fā)電量為1282.89 GW?h（1282.89×1000MW?h）。單位裝機(jī)取水量為：

根據(jù)《取水定額》（GB／T 18916.1-2002）標(biāo)準(zhǔn)，單機(jī)容量小于300 MW 時，循環(huán)冷卻水供水系統(tǒng)單位發(fā)電取水定額標(biāo)準(zhǔn)為3.2 m3／（MW?h），可見論證方案單位發(fā)電取水量符合標(biāo)準(zhǔn)。

（3）輔機(jī)冷卻水循環(huán)率

本工程冷卻系統(tǒng)循環(huán)水量為19000 m3／h，輔機(jī)冷卻塔補(bǔ)水量為32.4 m3／h，其中：蒸發(fā)損失24.3 m3／h，冷卻塔風(fēng)吹損失1.0 m3／h，冷卻塔排污損失7.1 m3／h，總用水量為19064.8 m3／h。

計(jì)算公式：

式中：Rc為冷卻水循環(huán)率；Vcr為冷卻水循環(huán)量；Vci為冷卻水總用水量，為Vcr和Vcf之和。

Vcf為冷卻水取水量。

輔機(jī)冷卻水循環(huán)率供熱工況和純凝工況均為：Rc=19000／19064.8=99.66%。

（4）循環(huán)水濃縮倍率

循環(huán)水濃縮倍率N 為冷卻塔總損失水量與蒸發(fā)損失量和冷卻塔風(fēng)吹損失之和的比值，本項(xiàng)目冷卻塔總損失水量為64.8 m3／h，蒸發(fā)損失量和冷卻塔風(fēng)吹損失之和為15.2 m3／h。本項(xiàng)目循環(huán)水濃縮倍率：N=64.8÷15.2=4.26。

滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB／T 50050-2017）中空冷機(jī)組循環(huán)水濃縮倍率應(yīng)大于3 的規(guī)范要求。

（5）全廠復(fù)用水率

本工程冷卻系統(tǒng)循環(huán)水量為19940 m3／h，系統(tǒng)內(nèi)部回收利用水量為173.37 m3／h，新鮮水量為275.80 m3／h，總用水量為冷卻循環(huán)水量、回收利用水量、新鮮水量之和為20389.17 m3／h，則年均全廠復(fù)用水率為：

高于我國發(fā)電工業(yè)用水重復(fù)利用率先進(jìn)水平97%的標(biāo)準(zhǔn)。

（6）機(jī)組新水利用率

本工程機(jī)組設(shè)計(jì)取用新水量為275.80 m3／h，整個用水過程中循環(huán)水排污水和工業(yè)廢水均經(jīng)過處理后回用收再利用，生活廢水排放量為1.38 m3／h。機(jī)組新水利用率為：

已達(dá)到發(fā)電行業(yè)新水利用的先進(jìn)水平，符合《中國城市節(jié)水2010 年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》新水利用系數(shù)80%～100%的指標(biāo)要求，屬國內(nèi)先進(jìn)水平。

（7）其它用水量核定

職工生活用水、綠化用水、道路灑水、管網(wǎng)損失和不可預(yù)見水量均按照當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)或低于當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)，計(jì)算合理。

4.3 水量平衡分析

論證后項(xiàng)目合理性用水水量平衡見表4，其取用水量占工業(yè)園可供水量份額很小，完全充足。

表4 論證方案年均合理性用水量計(jì)算平衡表 單位：m3／h

5 結(jié)語

經(jīng)過分析探討和用水量、用水指標(biāo)核定，發(fā)電廠生產(chǎn)年均新水用水量為275.80 m3／h，回用中水量為173.37 m3／h，循環(huán)水量為19000.0 m3／h，合計(jì)19449.17 m3／h，耗水量270.85，年取水量為189.07 萬m3／a，小于工業(yè)園區(qū)457.9935 萬m3／a 的富余水量，水資源供需平衡，為項(xiàng)目取水審批提供了科學(xué)依據(jù)。