余热发电项目取用水合理性分析

尚守荣

（安徽华邦工程设计有限公司，安徽 合肥 230041）

1 问题的提出

临涣煤焦化综合利用项目是安徽省861 项目、振兴皖北经济一号工程——“煤化- 盐化- 一体化”工程第一个开工的龙头项目，是淮北矿业十二五“依托煤炭‘延伸煤炭’超越煤炭”战略规划中的标志性项目。该项目概算投资35 亿元，总规模为年产焦炭440 万t、联产甲醇40 万t，项目一次规划、分两期建设。其中一期工程建设4×55 孔炭化室高6 m 单热式、单集气管顶装JN60 型焦炉，并配套建设一台25 MW 抽凝发电机组以充分利用干熄焦余热热能。二期工程为了回收红焦炭的显热，降低能耗，改善炼焦生产环境，减少污染，提高焦炭质量，决定采用干法熄焦，原湿熄焦作为备用。当干熄焦设施年修或出现故障时，使用湿熄焦系统熄焦，焦炉年产干全焦约217 万t，干熄焦设施的处理能力为2×140 t/h。为与煤焦化综合利用项目二期工程2 套干熄槽相匹配，充分利用干熄焦产生的蒸汽，安徽临涣化工有限责任公司拟投资5657 万元建设12 MW 背压式汽轮发电机组干熄焦余热发电项目。

淮北矿业煤焦化综合利用二期工程配套干熄焦12 MW 余热发电项目属新建，需进行项目取用水保证程度及对区域水资源水环境影响等论证。

2 区域水资源状况

结合建设项目实施计划，干熄焦余热发电项目用水的水资源论证以2015 年为现状基准年，规划水平年确定为2020 年。

2.1 地表水资源分析

2.1.1 降水量

淮北市2015 年降水量693.1 mm，折合水量19.00 亿m3，比2014 年少18.7%，比多年平均值少17.9%。年降水频率为75%，属枯水年份。2015 年各水资源分区降水状况为，萧濉新河区降水677.6 mm，南沱河区降水641.8 mm，包浍河区降水700.0 mm，澥河区降水757.7 mm。各水资源分区2015 年降水量与上年和多年平均值比较见表1。

表1 2015 年淮北市水资源分区降水量和多年平均值比较表

2.1.2 地表水资源量

淮北市2015 年地表水资源量2.649 亿m3，折合径流深96.6 mm，与2014 年相比少12.1%，较多年平均值少33.0%。萧濉新河区、南沱河区、包浍河区和澥河区2015 年地表水资源量，依次为0.4643 亿m3、0.3548 亿m3、1.234 亿m3和0.5956 亿m3，分别占全市总量的17.5%、13.4%、46.6%和22.5%。各水资源区地表水资源量平均值情况见表2。

表2 淮北市各水资源区地表水资源量情况表

2.2 地下水资源状况

2015 年全市地下水资源量4.101 亿m3，其中平原区地下水资源量3.838 亿m3，山丘区地下水资源量0.2851 亿m3，平原区与山丘区间重复计算水量0.0217 亿m3。2015 年全市地下水资源量与2014 年相比少17.2%，较多年平均少23.4%。

萧濉新河区、南沱河区、包浍河区和澥河区2015 年地下水资源量，依次为1.093 亿m3、0.7324 亿m3、1.552 亿m3和0.7236 亿m3，分别占全市总量的26.7%、17.9%、37.8%和17.6%。各水资源分区地下水资源量与上年和多年平均值比较情况见表3。

表3 2015 年淮北市水资源分区地下水资源量与上年和多年平均值比较

2.3 水资源总量

2015 年全市水资源总量为5.929 亿m3（地表水资源量2.649+地下与地表水资源不重复量3.280），比上年少13.1%，较多年平均值少28.9%。按常住人口计算，全市当年人均水资源量约272 m3。萧濉新河区、南沱河区、包浍河区和澥河区2015 年水资源总量，分别为1.344 亿m3、0.9566 亿m3、2.453 亿m3和1.175 亿m3，分别占全市总量的22.7%、16.1%、41.4%和19.8%。

根据《淮北市水资源及开发利用调查评价》[1]，淮北市多年平均水资源总量为8.550 亿m3，为当地降水形成的地表和地下产水量，即地表径流量与降水入渗补给量之和，保证率为50%、75%、95%年份的水资源总量分别为8.045 亿m3、6.320 亿m3、4.094 亿m3。淮北市河流水系较发育，自北向南依次分布有闸河、龙岱河、萧濉新河、王引河、南沱河、浍河、澥河、北淝河等，多年平均地表水入境水量4.22 亿m3，出境水量6.89 亿m3。

3 项目取用水合理性分析

项目位于临涣工业园区，且供水水源属生产水，距离淮北市区较近。综合考虑确定本项目水源论证分析范围为淮北市，面积2741 km2。本项目水源来自临涣水务公司，临涣水务公司以淮水北调水源为补充水源，目前水源主体工程实施完成，已经通过验收，输水流量3 m3/s，最大年调水量7630 万m3。

3.1 项目取水合理性分析

依据《建设项目水资源论证导则》（GBT 35580-2017）有关水资源论证分类分级指标[2]，本项目取水量130 万m3/a，日取水量0.3824 万m3（年工作340 d），取水水源个数为1。根据《安徽省人民政府办公厅关于印发安徽省实行最严格水资源管理制度考核办法的通知》（皖政办[2013]49 号），淮北市2015 年度的用水总量控制指标为5.420 亿m3，2014 年全市用水总量4.831 亿m3，2015 年全市用水总量4.585 亿m3，较2015 年用水总量控制指标相比尚有0.589 亿m3和0.835 亿m3的余量，因此，本项目取用水量满足淮北市用水总量控制指标要求[3]。

本项目生产用水各环节排水进一步处理并充分利用，最大限度的减少了新水的取水量。根据项目设计报告[4]，本项目单位发电取水量为16.092 m3/（万kW·h），满足《安徽省行业用水定额》（DB 34T679-2014）要求[5]；单位装机取水量0.516 m3/（s·GW），满足装机取水量定额指标中≤1 的要求。工业用水重复利用率达到96.72%，蒸汽冷凝水回用率为100%，项目用水指标优于国内同类相近规模项目的用水量，用水水平较为先进，符合用水效率控制指标。

3.2 项目用水合理性分析

干熄焦余热发电装置排水与安徽临涣化工有限责任公司现有的给排水系统相连接，其中，电站项目生活用水纳入临涣焦化二期工程给排水系统统一考虑，因此，本文仅论证电站项目生产用水。项目年生产补充水量130 万m3。建设项目给水系统分为循环冷却水、除盐水系统用水、生活系统用水。

3.2.1 循环冷却水

循环冷却水系统采用带冷却塔的二次循环冷却水系统，单元制供水。循环水泵站与干熄焦循环水泵站合并设计，两套系统循环水供水泵分开设计，循环水回水加压泵及冷却塔合并设计。干熄焦及热电站循环水系统包括两部分，一部分为干熄焦设施、干熄焦锅炉、除尘地面站等用水，另一部分为本期工程新建的一台容量为12 MW 的背压式汽轮机组冷却用水。

根据《安徽省行业用水定额》（DB 34T679-2014）[5]，干熄焦设施、干熄焦锅炉、除尘地面站等用水量为172.6 m3/h，供水压力为0.50 MPa。汽轮发电机组冷却用水量为397 m3/h，供水压力为0.3 MPa，循环水总水量为569.6 m3/h。生产用水至厂至焦化一期酚氰处理站处理后回收利用，不外排。

3.2.2 除盐水系统用水

燃机电站余热锅炉实际耗用原水量约为140 m3/h，经原水箱增压后的原水通过阳离子交换器使大部分阳离子去除后进中间水箱，除碳后再输送至阴离子交换器去除大部分阴离子，再经过混床处理进一步除盐，使其达到电站锅炉用水水质要求。经采用除盐设备处理后具备产出约140 m3/h 的除盐水供锅炉使用。本系统不消耗水，产生蒸汽140 m3/h 发电后蒸汽供至厂内各生产用户用汽。

3.2.3 生活系统用水

生活用水系统主要为冲厕、洗手用水，员工饮用水均为桶装纯净水，不包括在本项目取水范围内。生活用水通过生活给水管网送至二期发电项目区，损耗0.2 m3/h，其余0.8 m3/h 排至集水井，进入厂内生化站处理，作为熄焦用水，不外排。

建设项目在设计中利用临涣水务股份有限公司水作为本项目工程生产补给水源，符合国家节约水资源，优化水资源配置，提高水资源利用效益的政策。项目单位发电量取水量16.092 m3/（万kW·h），单位装机取水量为0.516 m3/（s·GW），工业用水重复利用率96.72%，均符合同行业用水指标要求。项目年取用水总量130 万m3是合理的。

4 结论

综上所述，淮北矿业煤焦化综合利用二期工程配套干熄焦12 MW余热发电项目取用水方案基本合理，项目取水、退水对区域水资源及其他用水户影响较小，为将不利影响降至最低程度，在促进当地经济社会发展的同时，保障区域水资源的可持续利用，必须在项目建设过程中采取相应的水资源保护措施。并建议在取水口安装计量装置，并加强用水定额及用水标准率定，以保证用水量数据的准确性及水行政主管部门对区域水资源统一管理。