昌吉市生活垃圾焚烧发电项目取用水合理性分析

张 婷

（新疆昌吉方汇水电设计有限公司,新疆 昌吉 831100）

为了加强水资源优化配置和保护,促进水资源合理高效利用,保障水资源可持续利用,全面落实最严格水资源管理制度。本文根据昌吉市生活垃圾焚烧发电项目,通过分析用水定额和用水水平来论证项目取用水的合理性。

1 项目概述

本项目位于市中心以北40 km的荒地上,地势平坦,场址北侧紧邻生活垃圾填埋场,方便项目出现紧急情况停运时能将垃圾转运至填埋场安全处理。本项目生活垃圾处理规模为600 t/d,年垃圾处理总量21.9 万t；配置l台600 t/d机械炉排焚烧炉,焚烧炉年运行8000小时,配置1台12 MW汽轮机及1 台15 MW的发电机；年取水总量19.49万m3,年发电量7703 万kW·h；项目总投资33730 万元。

项目生产系统主要有垃圾接收、储存与进料系统、焚烧系统、烟气净化系统、垃圾热能利用系统（汽轮发电机组系统）、灰渣处理系统及除盐水系统等辅助生产系统[1]。项目选用纯凝式汽轮机将余热锅炉所产蒸汽转换成电能；锅炉烟气净化系统采用“SNCR脱硝系统+旋转喷雾半干法脱酸+（活性炭+干法）喷射系统+布袋除尘器除尘+预留SCR脱硝安装场地”烟气净化处理工艺。

2 取水合理性分析

在水资源开发利用现状分析的基础上,从国家产业政策、水资源管理及水配置方面,针对本项目,进行取水合理性论证[2]。

2.1 产业政策相符性

本项目为城镇垃圾及其他固体废弃物无害化处理和综合利用工程,属于国家发展和改革委员会修订发布《产业结构调整指导目录》（2019年本）中第一类鼓励类项目中的环境保护与资源节约综合利用。因此,项目符合国家产业政策、环境保护政策和发展循环经济的要求。

项目为利用城市垃圾作燃料发电企业,属于资源综合利用、低碳环保,并与污染防治相结合,符合国家《关于进一步开展资源综合利用的意见》及《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》（发改环资[2006]1864 号）的要求。

2.2 水源条件、配置的合理性

本项目为多水源取水,生活用水采用市政自来水,生产用水采用城市污水处理厂处理达标后的再生水[3]。本项目生产用水采用中水水资源,且生产生活退水经处理达标后回用,不外排。本项目提高中水水资源的利用率,符合当地水资源管理政策和发展循环经济的要求。因此,本项目在水资源开发利用上是合理的。

3 用水过程和水量平衡分析

3.1 用水过程

本项目用水系统分为生活给水系统,生产工业给水系统和回用水系统。

生活用水采用生活水箱储水和变频调速供水设备加压的联合供水方式。生活用水接入市政供水管网,经水表计量后,进入项目区容积为20 m3的不锈钢生活水箱,通过变频调速后由供水设备输送至厂区各用水点,提供生活用水。项目区设置独立的生活给水管道系统。

生产用水采用市政污水处理厂的再生水,再生水引入厂区后,如水质较好,先经一体化净水器处理,出水水质达到敞开式循环水系统补充水水质标准后,再进入冷却塔。如水质不达标,需经过中水深度处理系统处理,达标后再进入冷却塔及生产消防水池。辅机设备用水及辅机设备循环冷却供水系统采用循环冷却水集水池储水和变频调速供水加压泵的联合供水方式。加压泵由冷却塔循环冷却集水池吸水,通过供水压力管道供水。主要供发电机空冷器、螺杆空压机、冷冻干燥机、引风机、汽水取样冷却器、一、二次风机等辅机设备冷却用水,这部分水冷却设备后回流至冷却塔冷却后进入集水池,循环使用。另一部分排污废水直接利用,供出渣机、炉排漏渣输送机、烟气处理降温、除尘器等生产用水；垃圾卸料平台地面冲洗用水、地磅区域冲洗用水、垃圾运输坡道等冲洗用水。生产清水泵从生产消防水池吸水,通过供水压力管道供水。主要供锅炉用水、污水处理站生产用水、锅炉排污降温用水、车间清洁用水、化验室普通用水等。

厂区回用水系统锅炉化水间除盐水制备产生的浓盐水、锅炉排污降温池的排水直接回用于冷却塔补充水；生活污水处理系统的达标水回用于厂内绿化浇洒和冷却塔补水；渗沥液处理系统的达标水,回用于冷却塔补充用水。

3.2 水量平衡分析

根据项目用水工艺及过程,分析项目取水、用水及退水方案,梳理各个用水环节取水、用水、耗水和退水的关系,分别计算夏季、年平均、冬季3 种工况下的新水用量,见表1。

表1 项目用水量计算表 单位：m3/d

厂区夏季取用新水量14.20万m3,夏季按183天计,最大日取用新水量776 m3/d,其中生产用水761 m3/d,生活用水量15 m3/d；冬季取用新水量5.30 万m3,冬季按182 天计,最大日取用新水量291 m3/d,其中生产用水276 m3/d,生活用水量15 m3/d；厂区全年取用新水量19.49 万m3,年工作365 天,平均日取用新水量534 m3/d,其中生产用水519 m3/d,生活用水量15 m3/d。项目生产生活退水经处理后回用,因此,本项目全年无退水外排。

4 用水水平评价

4.1 用水指标计算

分别计算生产用水指标、生活用水指标及绿化用水指标等,分析相关用水指标是否满足相关规定要求,进而评价项目用水合理性,具体计算结果如下：

（1）生产用水指标

①单位发电量取水量。本项目设计年平均日取水量为534 m3/d,汽轮发电机组的额定功率15 MW,经计算,项目年均单位发电量取水量为1.48 m3/（MW·h）。

②单位装机容量取水量。项目设计夏季最大日用水量为776 m3/d,机组装机0.015 GW,则本项目单位装机容量取水量为0.60 m3/（s·GW）。

③重复利用率。项目夏季、年平均、冬季重复利用水量分别为9848 m3/d、9008 m3/d、8295 m3/d,总用水量分别为9995 m3/d、9133 m3/d、8394 m3/d,则重复利用率分别为98.5%、98.6%、98.8%。

④冷却水循环利用率。项目夏季、年平均、冬季冷却循环水量分别为8278 m3/d、7745 m3/d、7332 m3/d,总用水量分别为9995 m3/d、9133 m3/d、8394 m3/d,则冷却水循环利用率分别为82.8%、84.8%、87.3%。

（2）职工生活用水指标。厂区设有职工宿舍和食堂,职工办公用水取25 L/（人·d）；职工食堂用水指标取10 L/（人·餐）,一日三餐；厂区职工宿舍用水取80 L/（人·d）。

（3）绿化用水指标：绿化用水采用回用水,项目区采用高效节水方式进行绿化灌溉,取水按280 m3/亩计,夏季灌溉183 d。

（4）根据项目区实际情况,厂区管网损失指标按8%计,不可预见量按10%计。

（5）本项目无外排水量,因此新水用水率为100%。

4.2 用水指标分析

（1）项目年均单位发电量取水量为1.48 m3/（MW·h）,满足《新疆维吾尔自治区行业用水定额》（DB 65/3611-2014）、《取水定额 第一部分：火力发电》（GB/T 18916.1-2012）等相关标准规定的“单机容量＜300 MW级采用循环冷却,单位发电取水量不超过3.20 m3/（MW·h）”的要求。

（2）项目单位装机容量取水量为0.60 m3/（s·GW）,满足《新疆维吾尔自治区行业用水定额》（DB 65/3611-2014）、《取水定额 第一部分：火力发电》（GB/T 18916.1-2012）等相关标准规定的“单机容量＜300 MW级采用循环冷却,单位装机容量取水量不超过0.88 m3/（MW·h）”的要求。

（3）项目水资源重复利用率为98.5%,已达到国内同行业先进水平。

（4）项目生产冷却水循环利用率分别为82.8%、84.8%、87.3%,达到同地区同行业先进水平。

（5）厂区职工办公用水取25 L/（人·d）,食堂用水取10 L/（人·餐）,职工宿舍用水按80 L/（人·d）计算,分别满足《新疆维吾尔自治区工业和生活用水定额》（新政办发[2007]105号）规定的“职工办公用水按25 L/（人·d）”“职工内部食堂用水计算取10 L/（人·餐）”“职工集体宿舍用水按80～100 L/（人·d）”的要求。

（6）厂区绿化用水取280 m3/亩,符合当地绿化灌溉定额。

（7）厂区管网损失按8%计,不可预见用水按10%计,分别满足《室外给水设计规范》（GB 50013-2006）规定的“供水管网的漏损量可按供水量的10%～12%”“不可预见量可按以上供水量的10%～12%”的要求。

（8）本项目无外排水量,新水用水率为100%。

经上述分析,本项目生产用水指标、生活用水指标及绿化用水指标等均满足有关规定,其中水资源重复利用率达到同行业先进水平。

5 结语

本项目主要以城市生活垃圾的无害化、减量化和资源化处理为目的,实现资源综合利用,属于国家鼓励类项目,符合国家与地方产业相关产业政策的要求。项目生活用水采用市政自来水,生产用水采用城市污水处理厂处理达标后的再生水,充分利用了当地中水水资源,水资源配置合理。项目用水工艺及过程中采用一水多用,充分考虑了节约用水措施,各项用水指标均满足相关规定的要求,且水资源重复利用率达到同行业先进水平。因此,本项目取用水是合理的。