火電行業建設項目用水效率評價實踐與思考

黃子謙 楊保達

（合肥工業大學土木與水利工程學院 230009 宿州水文水資源局 234000）

火電行業建設項目用水效率評價實踐與思考

黃子謙 楊保達

（合肥工業大學土木與水利工程學院 230009 宿州水文水資源局 234000）

本文基于我國現行火電類建設項目用水效率的評價方法和評價指標的應用情況，簡要分析了現有評價指標，并結合近年來已經開展的有關專題研究成果和火電類建設項目用水合理性分析的實踐，提出用水效率評價的新思路，供火電類建設項目水資源論證中用水合理性分析參考。

用水效率 電力行業 生物質發電 評價指標

1 引言

我國是煤炭資源開采大國，火力發電在中國電源結構中占主導地位。作為水資源利用和消耗大戶，電力行業用水總量和占工業用水的比例都很大。以一座1000MW的火力發電廠為例，其日耗水量達到10萬t，相當于一個小型城鎮水廠一年的供水量。因此，提高行業用水效率需要得到重視。

2 現行用水效率評價

2.1現行用水效率評價思路

在一般火電類建設項目水資源論證工作中，用水效率評價的思路是：首先調查火電廠詳細的用水方案，明確火電廠的生產規模、發電機組工作原理、機組總用水量以及各用水環節用水量；然后從相關規范及導則中選取相應的、合適的指標；最后根據指標的評判標準評價火電廠各環節用水合理性。

在生物質發電項目的用水合理性分析工作中，用水效率評價的分析思路與火電基本一致。而按照現在實際工作情況，由于沒有專門用于生物質發電項目的用水效率指標，這類項目的用水效率指標一般借用火電項目的用水指標來進行評價。

2.2現有火電類項目用水效率指標體系

用水效率指標體系是由若干相互聯系、互相補充、具有層次性和結構性的指標組成，是衡量水資源高效利用水平及其指標的有機集合，要能綜合反映工業水資源的利用水平。評價指標選取應遵循代表性、科學性、獨立性、可比性和可行性等原則。

我國火電行業用水效率的評價指標眾多，大部分指標是以火力發電機組運行原理為基礎制定出來的，一般按照循環系統、直流系統和空冷系統進行區分。在水資源論證工作中，借用火電項目的用水指標進行生物質發電項目的用水效率評價無法反映生物質發電的用水效率和用水合理性，也無法客觀與火電項目進行用水效率比較。究其原因，雖然生物質發電項目和火力發電項目的機組在組成上有一定的相似之處，但是實際運行時的發電規模、機組用水量卻相差甚遠，只用現有指標體系里面的指標進行比較遠遠不夠。

3 用水效率評價的新成果

在用水效率評價領域，利用現有評價指標分析電力行業用水效率已不能滿足要求，使用火電廠的用水指標對其

他發電方式的用水效率進行評價也不合適。因此，必須尋找新的指標來完善現有用水效率指標體系，新的指標至少需要符合以下幾點：

新指標不能只反映火電項目的用水效率高低，還要能反映其他火電類項目的用水效率，要能夠體現不同工藝、不同冷卻方式、不同規模的各類電廠用水水平；新指標的建立需要具有科學合理的推理過程，并且經過反復論證；新指標需要具有可比性和可操作性，在實際評價工作中應用方便；新、舊指標不能相互矛盾，能夠與原有指標體系融為一體。總而言之，新的用水評價指標必須能夠應用于我國現有的各類火電類建設項目，能給電廠的用水合理性提出合理的建議，幫助電廠提高用水效率，符合我國的政策要求。

3.1新的用水效率評價指標

筆者從近幾年的相關文獻中找到了一種對火電類項目具有一般適用性的用水效率評價指標，該指標從水功能的角度對用水效率進行評價，從用水的物化特性出發，對電廠生產用水過程和用水性質進行劃分，以理論值與實際值的相對關系為評價結果。下面對該指標進行簡單的介紹。

3.1.1劃分用水性質

依據水在發電生產中的功能不同，劃分為能量轉換、熱能傳遞、物質傳輸和其他生產保障用水四大類。能量轉換用水主要是鍋爐和汽輪機的補給水量，以消耗部分為理論計算值；熱能傳遞用水主要為電力生產過程中的冷卻用水，可分為凝汽器冷卻水量和輔機冷卻水量，包括冷卻塔中的蒸發損失、風吹損失以及該熱電廠的供熱損失；物質傳輸用水主要是起清潔沖洗作用及溶劑作用的用水總和，如實驗室處理用水、脫硫系統用水和除灰系統用水。其他生產保障用水由于可按照城市用水定額行進評價，故不將其計入電廠用水部分。

3.1.2評價指標的定義

在進行用水劃分后，得出能量轉換部分單位發電量用水量Qec、熱能轉換部分單位發電量用水量Qet和物質傳輸部分單位發電量用水量Qmt，計算電廠單位發電量理論用水量Qt，即

該值與電廠單位發電量實際用水量Qp之比即為評價指標，即

比值n越小，評價對象的實際取水量越小于理論用水量，其生產過程中的用水效率越高、用水管理水平越高。

3.2新評價方法的優缺點

表1 水量計算表 （單位：m3/h）

基于水功能用水效率評價方法理論上適用于任何涉及用水過程的發電廠，適用范圍廣、可比性強、計算過程簡單，在電廠已經做過水平衡測試的前提下，只需要統計各部分用水量即可得出結果。

該方法目前尚處于理論階段，沒有真正應用于實際，需要進一步深入研究和考證。該方法只對能量轉換、熱能傳遞、物質傳輸三部分用水進行統計，實際上電廠用水組成復雜，特別是火力發電廠和生物質發電廠，某些用水環節的用水性質并不能完全明確劃分，三部分用水各自的組成不宜盲目確定。

4 應用實例

為保證比較的結果趨于合理，本文均以優化后、夏季運行時的用水情況進行分析。由于鳳臺電廠二期項目與國能蒙城項目機組用水過程有很大的相似之處，因此以淮南煤電基地鳳臺電廠二期（2x660MW）擴建工程和國能蒙城（1x30MW）生物發電項目作為實例。對經過水量平衡優化后的鳳臺電廠二期和國能蒙城生物發電項目夏季工況用水量評價，電廠能量轉換、熱量轉換、物質轉換部分理論用水量和單位發電量理論用水量為Qt（見表1）。

假設電廠實際運行用水與設計情況一致（即沒有發生任何滲漏及其他損失），則鳳臺電廠二期的評價指標為98.97%，國能蒙城生物發電廠為100%。依據該指標評價準則，鳳臺電廠二期用水效率較高，節水措施較好。

但是在統計各部分用水量過程中，有部分用水仍不能清晰界定，特別是在計算國能蒙城項目理論用水量時，按照文獻提供的方法對第三部分的用水量進行統計時，其用水量是否為13m3/h值得商榷。另外，在該指標的統計方法上，是否計入第四部分用水也值得深究。

綜上可見，基于水功能的用水效率指標適用于各類型電廠，僅針對電廠的用水水平進行評價，與電廠的燃料類型、生產工藝、技術裝備水平等因素無關，對考核電廠的用水效率、用水合理性，促進電廠生產節水具有一定作用。基于水功能的用水效率評價方法目前尚處于理論雛形階段，指標中各項用水理論值確定仍需作進一步深入的研究和論證，應用于水資源論證工作中方有實際意義。

5 結語

在當前我國實行最嚴格水資源管理制度、落實用水效率控制紅線的大環境下，水資源短缺已經成為電力行業發展的瓶頸，提高電力行業特別是火電行業的用水效率，改善企業用水結構成為亟待解決的問題，而客觀合理的用水效率評價方法又是必不可少的。用水效率研究作為一門軟科學，應注重多學科的綜合應用及交叉研究，注重在實踐工作中總結經驗，進一步豐富和完善火電行業用水效率評價指標體系，積極探索新的用水效率評價指標，將其運用于火電行業用水效率評價工作當中，促進火電行業用水效率的提高，改善火電行業節水管理工作，解決當前我國水資源供需矛盾■