昌吉市生活垃圾焚燒發電項目取用水合理性分析

張 婷

（新疆昌吉方匯水電設計有限公司,新疆 昌吉 831100）

為了加強水資源優化配置和保護,促進水資源合理高效利用,保障水資源可持續利用,全面落實最嚴格水資源管理制度。本文根據昌吉市生活垃圾焚燒發電項目,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,場址北側緊鄰生活垃圾填埋場,方便項目出現緊急情況停運時能將垃圾轉運至填埋場安全處理。本項目生活垃圾處理規模為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的發電機；年取水總量19.49萬m3,年發電量7703 萬kW·h；項目總投資33730 萬元。

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

2 取水合理性分析

在水資源開發利用現狀分析的基礎上,從國家產業政策、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 產業政策相符性

本項目為城鎮垃圾及其他固體廢棄物無害化處理和綜合利用工程,屬于國家發展和改革委員會修訂發布《產業結構調整指導目錄》（2019年本）中第一類鼓勵類項目中的環境保護與資源節約綜合利用。因此,項目符合國家產業政策、環境保護政策和發展循環經濟的要求。

項目為利用城市垃圾作燃料發電企業,屬于資源綜合利用、低碳環保,并與污染防治相結合,符合國家《關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》（發改環資[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,生產用水采用城市污水處理廠處理達標后的再生水[3]。本項目生產用水采用中水水資源,且生產生活退水經處理達標后回用,不外排。本項目提高中水水資源的利用率,符合當地水資源管理政策和發展循環經濟的要求。因此,本項目在水資源開發利用上是合理的。

3 用水過程和水量平衡分析

3.1 用水過程

本項目用水系統分為生活給水系統,生產工業給水系統和回用水系統。

生活用水采用生活水箱儲水和變頻調速供水設備加壓的聯合供水方式。生活用水接入市政供水管網,經水表計量后,進入項目區容積為20 m3的不銹鋼生活水箱,通過變頻調速后由供水設備輸送至廠區各用水點,提供生活用水。項目區設置獨立的生活給水管道系統。

生產用水采用市政污水處理廠的再生水,再生水引入廠區后,如水質較好,先經一體化凈水器處理,出水水質達到敞開式循環水系統補充水水質標準后,再進入冷卻塔。如水質不達標,需經過中水深度處理系統處理,達標后再進入冷卻塔及生產消防水池。輔機設備用水及輔機設備循環冷卻供水系統采用循環冷卻水集水池儲水和變頻調速供水加壓泵的聯合供水方式。加壓泵由冷卻塔循環冷卻集水池吸水,通過供水壓力管道供水。主要供發電機空冷器、螺桿空壓機、冷凍干燥機、引風機、汽水取樣冷卻器、一、二次風機等輔機設備冷卻用水,這部分水冷卻設備后回流至冷卻塔冷卻后進入集水池,循環使用。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、除塵器等生產用水；垃圾卸料平臺地面沖洗用水、地磅區域沖洗用水、垃圾運輸坡道等沖洗用水。生產清水泵從生產消防水池吸水,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。

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

3.2 水量平衡分析

根據項目用水工藝及過程,分析項目取水、用水及退水方案,梳理各個用水環節取水、用水、耗水和退水的關系,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,其中生產用水276 m3/d,生活用水量15 m3/d；廠區全年取用新水量19.49 萬m3,年工作365 天,平均日取用新水量534 m3/d,其中生產用水519 m3/d,生活用水量15 m3/d。項目生產生活退水經處理后回用,因此,本項目全年無退水外排。

4 用水水平評價

4.1 用水指標計算

分別計算生產用水指標、生活用水指標及綠化用水指標等,分析相關用水指標是否滿足相關規定要求,進而評價項目用水合理性,具體計算結果如下：

（1）生產用水指標

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

②單位裝機容量取水量。項目設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重復利用率。項目夏季、年平均、冬季重復利用水量分別為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,則重復利用率分別為98.5%、98.6%、98.8%。

④冷卻水循環利用率。項目夏季、年平均、冬季冷卻循環水量分別為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,則冷卻水循環利用率分別為82.8%、84.8%、87.3%。

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

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

（4）根據項目區實際情況,廠區管網損失指標按8%計,不可預見量按10%計。

（5）本項目無外排水量,因此新水用水率為100%。

4.2 用水指標分析

（1）項目年均單位發電量取水量為1.48 m3/（MW·h）,滿足《新疆維吾爾自治區行業用水定額》（DB 65/3611-2014）、《取水定額 第一部分：火力發電》（GB/T 18916.1-2012）等相關標準規定的“單機容量＜300 MW級采用循環冷卻,單位發電取水量不超過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《新疆維吾爾自治區行業用水定額》（DB 65/3611-2014）、《取水定額 第一部分：火力發電》（GB/T 18916.1-2012）等相關標準規定的“單機容量＜300 MW級采用循環冷卻,單位裝機容量取水量不超過0.88 m3/（MW·h）”的要求。

（3）項目水資源重復利用率為98.5%,已達到國內同行業先進水平。

（4）項目生產冷卻水循環利用率分別為82.8%、84.8%、87.3%,達到同地區同行業先進水平。

（5）廠區職工辦公用水取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《新疆維吾爾自治區工業和生活用水定額》（新政辦發[2007]105號）規定的“職工辦公用水按25 L/（人·d）”“職工內部食堂用水計算取10 L/（人·餐）”“職工集體宿舍用水按80～100 L/（人·d）”的要求。

（6）廠區綠化用水取280 m3/畝,符合當地綠化灌溉定額。

（7）廠區管網損失按8%計,不可預見用水按10%計,分別滿足《室外給水設計規范》（GB 50013-2006）規定的“供水管網的漏損量可按供水量的10%～12%”“不可預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%。

經上述分析,本項目生產用水指標、生活用水指標及綠化用水指標等均滿足有關規定,其中水資源重復利用率達到同行業先進水平。

5 結語

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,實現資源綜合利用,屬于國家鼓勵類項目,符合國家與地方產業相關產業政策的要求。項目生活用水采用市政自來水,生產用水采用城市污水處理廠處理達標后的再生水,充分利用了當地中水水資源,水資源配置合理。項目用水工藝及過程中采用一水多用,充分考慮了節約用水措施,各項用水指標均滿足相關規定的要求,且水資源重復利用率達到同行業先進水平。因此,本項目取用水是合理的。