余熱發電項目取用水合理性分析

尚守榮

（安徽華邦工程設計有限公司，安徽 合肥 230041）

1 問題的提出

臨渙煤焦化綜合利用項目是安徽省861 項目、振興皖北經濟一號工程——“煤化- 鹽化- 一體化”工程第一個開工的龍頭項目，是淮北礦業十二五“依托煤炭‘延伸煤炭’超越煤炭”戰略規劃中的標志性項目。該項目概算投資35 億元，總規模為年產焦炭440 萬t、聯產甲醇40 萬t，項目一次規劃、分兩期建設。其中一期工程建設4×55 孔炭化室高6 m 單熱式、單集氣管頂裝JN60 型焦爐，并配套建設一臺25 MW 抽凝發電機組以充分利用干熄焦余熱熱能。二期工程為了回收紅焦炭的顯熱，降低能耗，改善煉焦生產環境，減少污染，提高焦炭質量，決定采用干法熄焦，原濕熄焦作為備用。當干熄焦設施年修或出現故障時，使用濕熄焦系統熄焦，焦爐年產干全焦約217 萬t，干熄焦設施的處理能力為2×140 t/h。為與煤焦化綜合利用項目二期工程2 套干熄槽相匹配，充分利用干熄焦產生的蒸汽，安徽臨渙化工有限責任公司擬投資5657 萬元建設12 MW 背壓式汽輪發電機組干熄焦余熱發電項目。

淮北礦業煤焦化綜合利用二期工程配套干熄焦12 MW 余熱發電項目屬新建，需進行項目取用水保證程度及對區域水資源水環境影響等論證。

2 區域水資源狀況

結合建設項目實施計劃，干熄焦余熱發電項目用水的水資源論證以2015 年為現狀基準年，規劃水平年確定為2020 年。

2.1 地表水資源分析

2.1.1 降水量

淮北市2015 年降水量693.1 mm，折合水量19.00 億m3，比2014 年少18.7%，比多年平均值少17.9%。年降水頻率為75%，屬枯水年份。2015 年各水資源分區降水狀況為，蕭濉新河區降水677.6 mm，南沱河區降水641.8 mm，包澮河區降水700.0 mm，澥河區降水757.7 mm。各水資源分區2015 年降水量與上年和多年平均值比較見表1。

表1 2015 年淮北市水資源分區降水量和多年平均值比較表

2.1.2 地表水資源量

淮北市2015 年地表水資源量2.649 億m3，折合徑流深96.6 mm，與2014 年相比少12.1%，較多年平均值少33.0%。蕭濉新河區、南沱河區、包澮河區和澥河區2015 年地表水資源量，依次為0.4643 億m3、0.3548 億m3、1.234 億m3和0.5956 億m3，分別占全市總量的17.5%、13.4%、46.6%和22.5%。各水資源區地表水資源量平均值情況見表2。

表2 淮北市各水資源區地表水資源量情況表

2.2 地下水資源狀況

2015 年全市地下水資源量4.101 億m3，其中平原區地下水資源量3.838 億m3，山丘區地下水資源量0.2851 億m3，平原區與山丘區間重復計算水量0.0217 億m3。2015 年全市地下水資源量與2014 年相比少17.2%，較多年平均少23.4%。

蕭濉新河區、南沱河區、包澮河區和澥河區2015 年地下水資源量，依次為1.093 億m3、0.7324 億m3、1.552 億m3和0.7236 億m3，分別占全市總量的26.7%、17.9%、37.8%和17.6%。各水資源分區地下水資源量與上年和多年平均值比較情況見表3。

表3 2015 年淮北市水資源分區地下水資源量與上年和多年平均值比較

2.3 水資源總量

2015 年全市水資源總量為5.929 億m3（地表水資源量2.649+地下與地表水資源不重復量3.280），比上年少13.1%，較多年平均值少28.9%。按常住人口計算，全市當年人均水資源量約272 m3。蕭濉新河區、南沱河區、包澮河區和澥河區2015 年水資源總量，分別為1.344 億m3、0.9566 億m3、2.453 億m3和1.175 億m3，分別占全市總量的22.7%、16.1%、41.4%和19.8%。

根據《淮北市水資源及開發利用調查評價》[1]，淮北市多年平均水資源總量為8.550 億m3，為當地降水形成的地表和地下產水量，即地表徑流量與降水入滲補給量之和，保證率為50%、75%、95%年份的水資源總量分別為8.045 億m3、6.320 億m3、4.094 億m3。淮北市河流水系較發育，自北向南依次分布有閘河、龍岱河、蕭濉新河、王引河、南沱河、澮河、澥河、北淝河等，多年平均地表水入境水量4.22 億m3，出境水量6.89 億m3。

3 項目取用水合理性分析

項目位于臨渙工業園區，且供水水源屬生產水，距離淮北市區較近。綜合考慮確定本項目水源論證分析范圍為淮北市，面積2741 km2。本項目水源來自臨渙水務公司，臨渙水務公司以淮水北調水源為補充水源，目前水源主體工程實施完成，已經通過驗收，輸水流量3 m3/s，最大年調水量7630 萬m3。

3.1 項目取水合理性分析

依據《建設項目水資源論證導則》（GBT 35580-2017）有關水資源論證分類分級指標[2]，本項目取水量130 萬m3/a，日取水量0.3824 萬m3（年工作340 d），取水水源個數為1。根據《安徽省人民政府辦公廳關于印發安徽省實行最嚴格水資源管理制度考核辦法的通知》（皖政辦[2013]49 號），淮北市2015 年度的用水總量控制指標為5.420 億m3，2014 年全市用水總量4.831 億m3，2015 年全市用水總量4.585 億m3，較2015 年用水總量控制指標相比尚有0.589 億m3和0.835 億m3的余量，因此，本項目取用水量滿足淮北市用水總量控制指標要求[3]。

本項目生產用水各環節排水進一步處理并充分利用，最大限度的減少了新水的取水量。根據項目設計報告[4]，本項目單位發電取水量為16.092 m3/（萬kW·h），滿足《安徽省行業用水定額》（DB 34T679-2014）要求[5]；單位裝機取水量0.516 m3/（s·GW），滿足裝機取水量定額指標中≤1 的要求。工業用水重復利用率達到96.72%，蒸汽冷凝水回用率為100%，項目用水指標優于國內同類相近規模項目的用水量，用水水平較為先進，符合用水效率控制指標。

3.2 項目用水合理性分析

干熄焦余熱發電裝置排水與安徽臨渙化工有限責任公司現有的給排水系統相連接，其中，電站項目生活用水納入臨渙焦化二期工程給排水系統統一考慮，因此，本文僅論證電站項目生產用水。項目年生產補充水量130 萬m3。建設項目給水系統分為循環冷卻水、除鹽水系統用水、生活系統用水。

3.2.1 循環冷卻水

循環冷卻水系統采用帶冷卻塔的二次循環冷卻水系統，單元制供水。循環水泵站與干熄焦循環水泵站合并設計，兩套系統循環水供水泵分開設計，循環水回水加壓泵及冷卻塔合并設計。干熄焦及熱電站循環水系統包括兩部分，一部分為干熄焦設施、干熄焦鍋爐、除塵地面站等用水，另一部分為本期工程新建的一臺容量為12 MW 的背壓式汽輪機組冷卻用水。

根據《安徽省行業用水定額》（DB 34T679-2014）[5]，干熄焦設施、干熄焦鍋爐、除塵地面站等用水量為172.6 m3/h，供水壓力為0.50 MPa。汽輪發電機組冷卻用水量為397 m3/h，供水壓力為0.3 MPa，循環水總水量為569.6 m3/h。生產用水至廠至焦化一期酚氰處理站處理后回收利用，不外排。

3.2.2 除鹽水系統用水

燃機電站余熱鍋爐實際耗用原水量約為140 m3/h，經原水箱增壓后的原水通過陽離子交換器使大部分陽離子去除后進中間水箱，除碳后再輸送至陰離子交換器去除大部分陰離子，再經過混床處理進一步除鹽，使其達到電站鍋爐用水水質要求。經采用除鹽設備處理后具備產出約140 m3/h 的除鹽水供鍋爐使用。本系統不消耗水，產生蒸汽140 m3/h 發電后蒸汽供至廠內各生產用戶用汽。

3.2.3 生活系統用水

生活用水系統主要為沖廁、洗手用水，員工飲用水均為桶裝純凈水，不包括在本項目取水范圍內。生活用水通過生活給水管網送至二期發電項目區，損耗0.2 m3/h，其余0.8 m3/h 排至集水井，進入廠內生化站處理，作為熄焦用水，不外排。

建設項目在設計中利用臨渙水務股份有限公司水作為本項目工程生產補給水源，符合國家節約水資源，優化水資源配置，提高水資源利用效益的政策。項目單位發電量取水量16.092 m3/（萬kW·h），單位裝機取水量為0.516 m3/（s·GW），工業用水重復利用率96.72%，均符合同行業用水指標要求。項目年取用水總量130 萬m3是合理的。

4 結論

綜上所述，淮北礦業煤焦化綜合利用二期工程配套干熄焦12 MW余熱發電項目取用水方案基本合理，項目取水、退水對區域水資源及其他用水戶影響較小，為將不利影響降至最低程度，在促進當地經濟社會發展的同時，保障區域水資源的可持續利用，必須在項目建設過程中采取相應的水資源保護措施。并建議在取水口安裝計量裝置，并加強用水定額及用水標準率定，以保證用水量數據的準確性及水行政主管部門對區域水資源統一管理。