新疆昌吉某热电厂取水可行性分析

吴万虎

（水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院,新疆 乌鲁木齐 830000）

1 热电厂基本情况

新疆昌吉某热电厂厂址位于昌吉市西部12 km、二六工镇南部6 km 处,东侧紧邻阿韦滩机场公路、南侧距东西向的乌奎高速公路2 km。交通便利。热电厂东西宽约670 m、南北长约460 m,占地面积5.76 hm2。热电厂工程规划容量为2×350 MW,留有扩建余地,设计年发电量35 亿kW·h。设计年热电厂最高日取水量为1.24 万m3/d,年取水量326.73 万m3/a。

图1 某热电厂地理位置图

2 水源方案比选

根据新疆昌吉某热电厂厂址周围的水资源条件,可供水源有地表水、地下水和再生水,本次研究根据以上三种水源进行比选。

根据国家发展改革委员会 [2004]864 号文件要求：在北方缺水地区,新建、扩建电厂禁止取用地下水。因此地下水水源不可行。

热电厂除了向昌吉市供热、发电,同时向昌吉市的食品加工企业提供供汽服务。食品加工用蒸汽品质需要达食用级标准,因此锅炉用水同时需要达到《生活饮用水卫生标准》。热电厂东北22 km 有昌吉市第二污水处理厂,再生水量能够满足热电厂取水要求。昌吉市第二污水处理厂主要针对CODCr、BOD5、SS、pH、NH3-N、TP 等6 项污染物进行处理。再生水水质不能满足生活饮用水要求,且成分复杂,若将再生水作为供水水源,需将其处理并达标,目前天池能源有限公司水处理工艺达不到以上要求。因此,再生水水源不可行。

热电厂位于三屯河左岸500 m, 距离上游努尔加水库20 km。昌吉市城区供水主管道由南至北从厂区东侧750 m处经过。三屯河年径流量3.56 亿m3,水量丰富,水质能满足生活、工业、农业各业用水要求。因此,初步确定取水水源为地表水。

3 地表水可靠性分析

3.1 水量可靠性分析

3.1.1工程措施

三屯河上唯一观测至今的国家基本站碾盘庄水文站具有1976 年～2015 年39 年实测水文资料。碾盘庄水文站测站高程1100 m,集水面积1636 km2。碾盘庄站距离下游三屯河水库9.6 km,距离努尔加水库坝址27 km。

三屯河径流的年际变化比较小,径流变差系数Cv值为0.14,而Cs/Cv=2,说明三屯河年径流受冰川影响较大,调节能力较强。三屯河与新疆其它地区河流特性一致,都具有干旱区河流的特性：年内分配极不均衡。三屯河多年平均来水量3.56 亿m3,其中春季占比11.71%,夏季来水量占全年的68.91%,冬季秋季占比15.45%,冬季占比3.82%。

枯水期（P=95%）和偏枯水期（P=75）的供水保障程度最低,因此主要分析这两个来水频率下的保障程度。75%来水频率下的设计年径流量为3.21 亿m3/a；95%来水频率下的设计年径流量为2.78 亿m3/a；三屯河各设计频率下的年径流分配情况,见表1。

表1 碾盘庄水文站多年平均流量年内来水过程表

3.1.2可供水量分析

热电厂地表水水源为昌吉市第三水厂,水厂的水源为努尔加水库。因此本次研究需要分析努尔加水库可供水量分析和昌吉市第三水厂可供水量分析。

（1）努尔加水库可供水量分析

努尔加水库位于昌吉市境内三屯河出山口前中低山区,距昌吉市40 km。努尔加水库以供水和防洪为主,兼顾灌溉,努尔加水库的供水范围主要为三屯河流域“500”以南区域（即西延干渠以南）,主要向500 m 高程以上区域的昌吉城市生活、工业和农业灌区供水。

水库设计库容6844 万m3,正常蓄水位为878.0 m,调节库容4485 万m3,死水位850.0 m,死库容1440 万m3,控制了三屯河流域90%以上的径流量,能够对三屯河径流进行较为充分的调节。

根据努尔加水库调节计算成果见表2。75%保证率和95%保证率下工业和城镇月供水量均为955.8 万m3,年供水量为11470 万m3。工业和生活用水通过昌吉市第三水厂供水。昌吉市第三水厂年供水量11000 万m3,现状年供水量4605 万m3。偏枯水期和枯水期,努尔加水库的可供水量可以满足昌吉市第三水厂的取水要求。

表2 努尔加水库枯水期和偏枯水期设计逐月供水过程 单位：万m3

（2）昌吉市第三水厂可供水量分析

昌吉市第三水厂主要任务是从努尔加水库取水,经输水管道向昌吉市、高新技术产业开发区、三工镇八钢冶金工业园供水,同时兼顾农村引水集中水厂4 处补水,供水目标主要是居民生活用水、城镇工业用水、农村集中水厂用水,兼顾城市生态用水及天池能源用水。

昌吉市第三水厂设计日供水量30 万m3,年供水量可达到11000 万m3,按照昌吉市政府的宏观配水要求,每年可向昌吉市供水6400 万m3、高新技术产业开发区供水2000 万m3、八钢工业园供水1900 万m3、4 处农村集中水厂700 万m3。本工程纳入了昌吉市供水指标内。

2020 年昌吉市第三水厂年供水总量4605 万m3,日均供水量12.6 万m3,最高日供水量22.5 万m3。昌吉市第三水厂剩余年可供水量6395 万m3。热电厂最高日取水量为1.24 万m3,年取水量326.73 万m3。因此,昌吉市第三水厂可供水量完全能够满足本工程的取水需求。

3.2 水质可靠性分析

进厂水位努尔加水库水,按照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水标准限值进行评价,结果显示：努尔加水库水达到地表水Ⅲ类水标准,可以用于生活饮用水。

昌吉市第三水厂每日对原水10 项、出水10 项指标进行检测；每月对原水、出厂水42 项指标进行检测；每半年对出厂水106 项进行检测,水质合格率均为100%。水质各项指标均能达到《生活饮用水卫生标准》。

4 取水口设置合理性分析

取水口位于热电厂东侧650 m,三屯河右岸东侧防洪堤14 m。采用长676 m、直径426 mm、厚9 mm 焊接钢管与昌吉市供水主管道连接。取水口阀门井坐标地表高程632 m。

三屯河上有三屯河水库和努尔加水库,努尔加水库距离近,库容大,调节能力强,经过调蓄后,可供水量稳定,因此努尔加水库为最佳水源地。厂区距离努尔加水库21 km,取水口设置在厂区东侧附近,输水距离短,减少了供水工程投资,因此取水口设置时合理的。

取水口至热电厂供水管道设计供水规模550 m3/h,日供水量1.32 万m3。核定后热电厂最高日取水量为1.24 万m3。因此,供水管线的输水能力能够满足取水需求。

5 结论

通过径流计算的成果,75%和95%来水频率,碾盘庄水文站的设计年径流量为3.21 亿m3和2.78 亿m3。三屯河水库与努尔加水库调节后给工业和生活的年供水量为1.470 亿m3,枯水期和偏枯水期均可以满足昌吉市第三水厂11000 万m3/a的取水需求。

昌吉市第三水厂设计日供水量30 万m3,年供水量可达到11000 万m3,设计给昌吉市配水6400 万m3。本工程用水指标纳入昌吉市配水指标内,现状年三水厂年供水量4605 万m3,剩余年可供水量6395 万m3,水量完全可以满足本工程取水要求。

根据水质检测报告：昌吉市第三水厂的进厂水质24 项指标均满足《地表水环境质量标准》Ⅲ类水标准,达到集中式生活饮用水地表水源地水质目标。出厂水水质36 项标准达到《生活饮用水卫生标准》。水质完全可以满足本工程生产、生活、绿化的各项要求。昌吉市第三水厂的水量、水质均能满足本工程取水要求,因此取水是可靠的。