方正县辰能生物质热电联产项目节水分析

李 洋

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

0 前 言

方正县辰能生物质热电联产项目拟建地点位于黑龙江省哈尔滨市方正县东南部，厂址距方正县县城北侧的污水处理厂约8.0km，距南侧的哈同公路方正收费站约1.0km。厂区内总用地面积为96400m2，厂区围墙内总用地面积约74700m2，厂区护坡21700 m2。

图1

方正县辰能生物质热电联产项目为燃烧生物质秸秆压块的热电联产项目，项目建设规模为1×30MW抽凝式汽轮发电机组，配置拟安装1×30MW+1×130t/h高温高压循环流化床锅炉，全年发电设备利用小时数6800h，年发电量2.04×108kW·h。

1 项目用水过程及水量平衡

1.1 用水过程

1)循环冷却水：

该工程冷却倍率热季纯凝工况(4月中旬至10月中旬，共计2432小时)取55倍、冷季(10月中旬至次年4月中旬，共计4368小时)取33倍。热季循环水量为5408m3/h，冷季循环水量为3500m3/h。

2)冷却塔循环水损失：热季冷却塔蒸发损失为76.3m3/h，风吹损失为2.7m3/h；冷季冷却塔蒸发损失为45.4m3/h，风吹损失为1.8m3/h。

3)化学水处理系统用水：热季用水44.46 m3/h，回收34.9 m3/h，消耗4.2m3/h，排放5.36 m3/h；冷季用水51.08 m3/h，回收33.65 m3/h，消耗4.2 m3/h，排放13.23 m3/h。

4)主厂房杂用水：热季、冷季均为1 m3/h，全部消耗。

5)加湿拌和用水：热季、冷季均为3 m3/h，全部消耗。

6)绿地及道路喷洒：热季为5 m3/h，全部消耗。冷季无。

7)不可预见用水：热季为4 m3/h，冷季为3 m3/h，全部消耗。

8)生活用水：指厂区内职工生活用水及辅助建筑内的生活公共用水，用水量0.6m3/h，其中消耗0.1 m3/h，排放0.5m3/h。

1.2 水量平衡分析

本着节约用水、一水多用、循环使用和废水回收利用的原则，确定机组各系统的用水量，进而对用水过程进行水量平衡分析。该项目设计补给水量如下：

热季：生产取水规模为124.68m3/h，机组年运行小时数为2432h，热季取水量30.37×104m3。

冷季：生产取水规模为98.68m3/h，机组年运行小时数为4368h，冷季取水量43.1×104m3。

机组设备年利用小时数为6800小时，总取水量为73.47×104m3/a。

生活用水：取水规模为0.6m3/h，取水时间为8760h，年取水量为0.56×104m3。

本工程全年取水量共74.03×104m3。

2 取用水规模核定

项目拟从方正县污水处理厂取水，二者管道距离约8km，由污水处理厂送至电厂围墙外1m，电厂接至循环水系统，因此不考虑沿程损失。该项目确定取水量生产用水年补水量约73.47×104m3，采用城市再生水。生活用水量0.6 m3/h，年补水量0.56×104m3，采用城市自来水。本项目年总补水量74.03×104m3。

建设项目在设计时重视节约用水，保护了水资源，采用了有效的节水措施，提高了水的重复利用率，取水方案符合当地水资源条件。综上所述，项目设计年用水量74.03×104m3是合理的。

3 节水措施方案

项目把节约用水作为一项重要的技术原则，通过优化机组冷却方式和冷却水系统，积极采用先进的节水技术，选用成熟的节水工艺，以达到重复使用、梯级使用、回收利用，提高重复利用率，降低全厂耗水指标，减少废水排放量等目的，节水措施如下：

1)生产用水采用城市再生水，不新增新鲜淡水用水指标，年少用新鲜淡水量73.47×104m3，符合热电联产项目鼓励使用再生水的相关要求，水源选择合理[1]。

2)冷却塔装有高效除水器，减少了飘滴损失，风吹损失仅占冷却水量的0.05%。

3)依据污水厂出水水质监测结果，确定循环水设计浓缩倍率为3，较规范规定的取值范围3-5，采用较高的浓缩倍率，减少了外排水量。

4)各用水系统分质供水，循环水系统采用城市再生水，绿化及道路喷洒采用循环水排污水；生活用水采用城市自来水；锅炉补充水采用除盐水；热网补水采用软化水，实现了新鲜水的高效利用。

5)锅炉降温池排水回收到循环水系统，回收水量为2.6m3/h；锅炉排污水排入降温池，掺兑冷却水后全部回收到循环水系统作为循环水系统补充水，热季、冷季回收水量均为10.6m3/h。

6)循环水系统排污水，回收用于干式除灰渣系统补充水、脱硫用水、绿化及道路喷洒、主厂房用水等，热季回收水量为35.15m3/h，冷季回收水量为21 m3/h[2]。

7)电厂的取水管及排水管分别装有流量计，科学计量用水量及排水量。

8)生活用水采用节水卫生器具。

9)厂内生活污水经化粪池处理后，排入方正县污水处理厂进行处理。

4 节水保障措施

做好生物质发电的节水工作，做到合理用水，不仅能够减少水资源的开采，还可以减少电厂的能耗损失，减少废水排放对环境的污染，使电厂实现可持续发展的要求。为确保达到预期的节水效果，本项目采取措施如下：

1)制定全厂水务管理制度，编制全厂水量平衡图、水用户流程图与分布图，记录用户的用水状况，根据实际情况下达用水指标，定期进行考核。

2)及时更新工艺技术，发展高效冷却水节水技术，开发新型节能冷却设备及附属设施，推广蒸汽冷凝水回收再利用技术等，降低生产单耗指标，降低废污水排放量。

3)研究开发水质稳定剂和防腐技术，保障电厂水供应和水循环系统设备和设施的安全运行，延长使用寿命，减少维护及运行成本。定期开展管网查漏维护，减少跑、滴、冒、漏。

4)严格执行水资源管理制度，节水设施必须与主体工程同事设计、同时施工、同时投入运行，用水单位要做到用水计划到位、节水目标到位、节水措施到位、管水制度到位[3]。

5)电厂应成立以节能技术监督成员组成的水务管理领导小组，全面协调、监督、管理全厂的水务工作，定期召开水务管理工作会议。积极依靠技术进步，优化制水工艺，调整设备运行方式，合理利用废水，减少发电水耗，加强水资源利用与保护宣传，鼓励节约用水，制止浪费行为。

5 节水评价效果

该项目在原设计的基础上对用水过程、用水环节指标等进行了优化，采用自然通风冷却塔为冷却设施的循环供水系统，回收循环水排污水等有效的节水措施，提高了水的重复利用率。优化后的用水指标基本达到或者优于国家及地方相关用水节水政策，节水工艺技术科学合理，最终确定本项目年取水量为74.03×104m3。

6 结 语

该项目在设计时重视节约用水，保护水资源，采用了有效的节水措施，提高了水的重复利用率。本项目采用设备先进、用水工艺成熟、合理，节水、排水措施得力。针对各用水环节进行了详细的合理性分析，分析认为主要用水环节基本合理，各项取水指标基本达到或者优于国家及地方相关用水节水政策，节水工艺技术科学合理，循环水用水水平较高，节水指标先进，取水指标、取水规模合理，复核节水要求。