火電建設(shè)項目節(jié)水評價實例分析

梁昭云

(廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510635)

1 項目背景

為切實加強節(jié)水工作，水利部2019年出臺了開展節(jié)水評價工作的相關(guān)文件[1-3]，廣東省于2019年12月31日印發(fā)了《廣東省規(guī)劃和建設(shè)項目節(jié)水評價工作指引(試行)》[4]和《廣東省規(guī)劃和建設(shè)項目節(jié)水評價技術(shù)指南(試行)》[5]，要求非水利建設(shè)項目，在取水許可階段開展節(jié)水評價，在建設(shè)項目水資源論證報告書“用水合理性分析”章節(jié)后編寫節(jié)水評價獨立章節(jié)，或在建設(shè)項目水資源論證報告書中將用水合理性分析等內(nèi)容強化為節(jié)水評價章節(jié)。非水利建設(shè)項目節(jié)水評價主要內(nèi)容包括：現(xiàn)狀節(jié)水水平與節(jié)水潛力分析、建設(shè)項目用水工藝與用水過程分析、節(jié)水目標與指標評價、節(jié)水符合性分析、節(jié)水措施與效果評價、節(jié)水保障措施、結(jié)論與建議。

廣東粵華發(fā)電有限責任公司現(xiàn)狀5#、6#機組為2×330 MW的燃煤機組，本項目擬通過容量替換方式，建設(shè)1臺600 MW級(H型)燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，替代原燃煤機組。項目位于廣州市黃埔區(qū)廟頭村，取水水源為菠蘿廟水道(黃埔水道廟頭河段，大蠔洲左汊，113°29′42″，23°04′32″)，沿用原有取水口，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)擬采用直流供水系統(tǒng)，項目水平衡示意見圖1。本項目在取水許可階段開展了節(jié)水評價，在水資源論證報告書“用水合理性分析”章節(jié)后編寫節(jié)水評價獨立章節(jié)。

圖1 廣東粵華發(fā)電有限責任公司水量平衡示意

2 節(jié)水評價主要內(nèi)容

2.1 區(qū)域節(jié)水水平評價與節(jié)水潛力分析

2.1.1現(xiàn)狀節(jié)水水平評價

近年來廣州市節(jié)水工作取得了一定成效。2011—2018年，在全市GDP總量逐年上升的大背景下，全市用水總量從73.02億m3下降到64.39億m3，呈下降趨勢；萬元GDP用水量從59 m3降至27.77 m3，降幅達到52.9%；萬元工業(yè)增加值用水量從100 m3降至62 m3，降幅達到38%。橫向?qū)Ρ葋砜矗鶕?jù)2018年廣東省水資源公報相關(guān)成果(見表1)，2018年廣州市萬元GDP用水量為28 m3，萬元工業(yè)增加值用水量含火電為62 m3，不含火電為24 m3，耕地實際灌溉畝均用水量為765 m3，城鎮(zhèn)居民人均生活用水量為200 L/d，農(nóng)村居民人均生活用水量為165 L/d。用水水平優(yōu)于全省平均水平，在珠三角范圍屬于較為先進水平，但與深圳、珠海等先進地區(qū)相比仍有一定差距。

表1 2018年廣州市用水指標對比

2.1.2現(xiàn)狀節(jié)水潛力分析

工業(yè)節(jié)水方面，廣州市節(jié)水水平已較高，但隨著區(qū)域產(chǎn)業(yè)的進一步升級更新和未來工藝技術(shù)的發(fā)展，以及最嚴格水資源管理制度對用水效率提出的更高要求，工業(yè)用水重復利用率可適當提高，區(qū)域內(nèi)萬元工業(yè)增加值用水量未來可進一步下降，有一定節(jié)水潛力。

農(nóng)業(yè)節(jié)水方面，2018年廣州市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.50，根據(jù)最嚴格的水資源管理要求，2020年，白云區(qū)、花都區(qū)、從化區(qū)、增城區(qū)等農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)要不低于0.51，通過進一步推廣高效節(jié)水灌溉、提高節(jié)水灌溉面積覆蓋率，農(nóng)業(yè)用水還可進一步下降，還有一定的節(jié)水潛力。

生活節(jié)水方面，通過進一步降低管網(wǎng)漏損率，普及節(jié)水知識、培養(yǎng)廣大市民節(jié)水習慣，生活用水還可進一步下降，也有一定節(jié)水潛力。

2.1.3現(xiàn)狀節(jié)水存在的主要問題

當前廣州市水資源形勢依然十分嚴峻，用水效率仍然有待提高，主要存在以下問題。

1)節(jié)水制度建設(shè)有待完善

節(jié)水立法及政策制度尚不完善，已有法規(guī)的執(zhí)行難度大、監(jiān)管手段少，對供水、節(jié)水、排水違法違章行為、用水浪費行為的監(jiān)察和處罰力度不夠。

2)缺乏節(jié)水激勵機制

水價形成機制尚不能全面反映水資源的稀缺性和供水成本，難以激發(fā)用水戶的自主節(jié)水投入和創(chuàng)新意識。

3)水資源消耗總量和強度雙控管理壓力大

廣州市現(xiàn)狀實際用水總量43.76億m3，距省政府下達廣州市用水總量控制指標49.52億m3富裕量十分有限，隨著社會發(fā)展而不斷增長的用水需求讓廣州市水資源用水總量控制面臨較大壓力。

4)非常規(guī)水源利用率低

非常規(guī)水源利用主要體現(xiàn)在沿海直流式火電用水采用咸淡水，雨水、再生水等非常規(guī)水源利用率較低。

5)節(jié)水理念意識還不強

大眾節(jié)水意識和節(jié)水法制觀念有待提高。節(jié)水減排、節(jié)水治污理念和意識尚未深入人心，節(jié)水型社會建設(shè)仍處于起步階段。

2.2 用水工藝與用水過程分析

2.2.1用水環(huán)節(jié)與用水工藝分析

本項目機組冷卻水取自珠江，新建機組仍沿用現(xiàn)有電廠2×330 MW燃煤機的取排水設(shè)施，用水流程為：取水口(已建)→自流引水管(已建)→自流引水管(新建)→循環(huán)水泵房前池→循環(huán)水泵房→壓力供水管→凝汽器→壓力排水管→虹吸井→自流排水暗溝(新建)→自流排水暗溝(已建)→排水口(已建)→珠江。

本項目淡水用水包括化學水處理系統(tǒng)補給水、工業(yè)服務(wù)用水、暖通補充水及生活用水。其中，工業(yè)用水采用雙水源，一年大部分時間取用珠江水，咸潮倒灌嚴重時取用自來水；工業(yè)廢水排入一期已建工業(yè)廢水集中處理站，處理主廠房區(qū)域排水及化學車間廢水，廢水采用中和、絮凝、澄清、沉淀、過濾等工藝，經(jīng)處理后的廢水水質(zhì)達到《廣東省水污染物排放限值》(DB44/26—2001)[6]第二時段一級標準，并回收使用。生活用水取用市政自來水管網(wǎng)，生活污水經(jīng)處理后回用于廠區(qū)沖洗、綠化等，不外排。

2.2.2用水過程及水量平衡分析

本項目工業(yè)用水量為25.1 m3/h，大部分時間取用珠江水，咸潮倒灌嚴重時取用自來水；生活用水取用自來水，用水量為10.4 m3/h。直流冷卻用水取用珠江水，夏季直流冷卻水取用水量為38 101 m3/h(約10.58 m3/s)；冬季直流冷卻水取用水量為30 686 m3/h(約8.52 m3/s)。

項目水量平衡見表2所示。

表2 廣東粵華發(fā)電有限責任公司1×600 MW級H型機組水量平衡

2.3 取用水規(guī)模節(jié)水符合性評價

2.3.1水資源管理三條紅線符合性

2018年廣州市用水總量為43.76億m3，用水總量控制指標為49.52億m3，用水總量控制指標的富余量為5.76億m3，用水總量位超過總量控制指標。本期項目為替代工程，取水較現(xiàn)運行機組取水量少，因此，替代工程建設(shè)后取水不會超出紅線約束。

2.3.2節(jié)水指標先進性評價

為了分析本項目的用水水平的先進性，本次評價與同類項目進行了比較(見表3)。本項目單位發(fā)電量取水量和單位裝機容量取水量分別是珠江電廠1×1 000 MW超臨界機組的32.43%和25.48%，是珠海珠海高欄港經(jīng)濟區(qū)2×390 MW熱電聯(lián)產(chǎn)項目的33.10%和23.25%，各項指標均低于廣東粵華發(fā)電有限責任公司期2×390 MW熱電聯(lián)產(chǎn)項目和中山嘉明3×390 MW熱電聯(lián)產(chǎn)項目，也原低于行業(yè)定額。可見，本項目用水水平較高，達到同行業(yè)先進水平。

表3 不同電廠淡水用水量及取用水指標比較

2.3.3取用水規(guī)模合理性評價

本項目用水指標符合最嚴格水資源管理制度用水總量控制指標、符合相關(guān)用水定額，且相比同類項目用水水平較為先進，因此本項目取用水規(guī)模合理。

2.3.4取用水規(guī)模核定

本項目用水水平先進，夏季直流冷卻取水量為38 095 m3/h，冬季直流冷卻取水量為30 680 m3/h；淡水小時取水總量為35.5 m3/h；設(shè)計工業(yè)用水4 550 h，夏季工況取全年運行小時數(shù)的74%，冬季工況取全年運行小時數(shù)的26%。設(shè)計生活用水8 760 h，經(jīng)核定，本項目年用水總量約為16 474.46萬m3。

2.4 節(jié)水措施方案與節(jié)水效果評價

2.4.1節(jié)水措施方案

本工程采用了一系列節(jié)水措施，主要包括：① 按照各用水系統(tǒng)對水質(zhì)的不同要求，實行分質(zhì)供水；② 提高水的重復使用率，汽輪機采用高、中壓、低壓100%容量并聯(lián)旁路系統(tǒng)減少機組起、停及事故情況下的工質(zhì)損失；管道與設(shè)備的疏放水均經(jīng)擴容器或直接引入凝汽器回收；化學加藥間及取樣間排水、主廠房沖洗水、鍋爐排污水等通過廢水輸送泵送至一期已建原水處理系統(tǒng)處理后全部回用；③ 加強水務(wù)管理，電廠各用水系統(tǒng)均裝設(shè)計量表計和閥門，以避免常流水。

2.4.2節(jié)水效果評價

經(jīng)采取一系列節(jié)水措施，本項目節(jié)水效果顯著，在純凝工況下百萬千瓦耗水指標為0.016 4 m3/(s·GW)，遠低于規(guī)范用水指標0.70 m3/(s·GW)，達到同行業(yè)先進水平。

2.5 節(jié)水保障措施

為確保本項目節(jié)水措施落實到位，制定以下保障措施：

1)設(shè)置節(jié)能減排辦公室，配置專門的工作崗位，負責用水計量管理、用水申請管理等日常工作，負責取水臺賬建設(shè)和管理。

2)加強水量、水質(zhì)監(jiān)控管理，企業(yè)配置有水質(zhì)化驗室，進行取水水質(zhì)監(jiān)測，在源水泵房配置有總?cè)∷孔詣佑嬃垦b置。計量設(shè)施定期進行檢定或者核準[8]。

2.6 節(jié)水評價結(jié)論與建議

廣東粵華發(fā)電公司氣代煤發(fā)電項目1×600 MW燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的用水水平較高，項目淡水的取用水達到同行業(yè)先進水平，所擬定的年用水量16 474.46萬m3規(guī)模合理，所采取的節(jié)水措施切實可行，節(jié)水效果顯著。建議項目節(jié)水措施方案建設(shè)嚴格落實“三同時”制度，加強廠區(qū)用水、節(jié)水管理，強化節(jié)水保障措施，加大節(jié)水宣傳，進一步提升節(jié)水潛力。

3 討論

1)《廣東省規(guī)劃和建設(shè)項目節(jié)水評價技術(shù)指南(試行)》提出，可在水資源論證報告書“用水合理性分析”章節(jié)后編寫節(jié)水評價獨立章節(jié)，或在水資源論證報告書中將用水合理性分析等內(nèi)容強化為節(jié)水評價章節(jié)。采用以上兩種方法編寫節(jié)水評價都可行，但由于節(jié)水評價內(nèi)容與水資源論證報告書的章節(jié)內(nèi)容存在交叉，如采用節(jié)水評價獨立章節(jié)的編寫方法，應(yīng)注意相關(guān)內(nèi)容的主次順序和詳略安排。如在水資源論證報告書“水資源及其開發(fā)利用狀況分析”、“用水合理性分析”等其他章節(jié)對節(jié)水評價相關(guān)內(nèi)容已進行詳細分析的，可在節(jié)水評價章節(jié)可適當簡述，但為便于報告審查和保持章節(jié)內(nèi)容的相對完整，應(yīng)在節(jié)水評價獨立章節(jié)對前文所述節(jié)水相關(guān)內(nèi)容進行總結(jié)，并給出明確的評價結(jié)論。

2)如采用另一種寫法，將水資源論證報告書的用水合理性分析內(nèi)容強化為節(jié)水評價章節(jié)，應(yīng)做好與水資源論證報告書內(nèi)容的銜接，避免漏項。在水資源論證報告書“水資源及其開發(fā)利用狀況分析”章節(jié)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)節(jié)水評價要求，強化現(xiàn)狀節(jié)水水平與節(jié)水潛力分析；在“用水合理性分析”章節(jié)，強化節(jié)水指標先進性評價，充分與管控指標、相關(guān)標準、相關(guān)規(guī)劃、同類地區(qū)、同類項目等進行對比分析，在此基礎(chǔ)上進行取用水規(guī)模合理性評價；在水資源論證報告書“水資源節(jié)約、保護與管理措施”章節(jié)，強化節(jié)水措施方案，體現(xiàn)節(jié)水工藝和用水過程的先進性，并補充節(jié)水效果評價內(nèi)容；在水資源論證報告書“綜合評價“章節(jié)，補充節(jié)水評價的結(jié)論與建議。

3)節(jié)水評價工作的開展對節(jié)水工作提出了更高的要求。在評價結(jié)論上，應(yīng)強化節(jié)水目標指標先進性的要求，對于不滿足節(jié)水要求的，應(yīng)明確提出節(jié)水評價不予通過的結(jié)論，倒逼建設(shè)項目優(yōu)化。