方正縣辰能生物質熱電聯產項目節水分析

李 洋

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

0 前 言

方正縣辰能生物質熱電聯產項目擬建地點位于黑龍江省哈爾濱市方正縣東南部，廠址距方正縣縣城北側的污水處理廠約8.0km，距南側的哈同公路方正收費站約1.0km。廠區內總用地面積為96400m2，廠區圍墻內總用地面積約74700m2，廠區護坡21700 m2。

圖1

方正縣辰能生物質熱電聯產項目為燃燒生物質秸稈壓塊的熱電聯產項目，項目建設規模為1×30MW抽凝式汽輪發電機組，配置擬安裝1×30MW+1×130t/h高溫高壓循環流化床鍋爐，全年發電設備利用小時數6800h，年發電量2.04×108kW·h。

1 項目用水過程及水量平衡

1.1 用水過程

1)循環冷卻水：

該工程冷卻倍率熱季純凝工況(4月中旬至10月中旬，共計2432小時)取55倍、冷季(10月中旬至次年4月中旬，共計4368小時)取33倍。熱季循環水量為5408m3/h，冷季循環水量為3500m3/h。

2)冷卻塔循環水損失：熱季冷卻塔蒸發損失為76.3m3/h，風吹損失為2.7m3/h；冷季冷卻塔蒸發損失為45.4m3/h，風吹損失為1.8m3/h。

3)化學水處理系統用水：熱季用水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)主廠房雜用水：熱季、冷季均為1 m3/h，全部消耗。

5)加濕拌和用水：熱季、冷季均為3 m3/h，全部消耗。

6)綠地及道路噴灑：熱季為5 m3/h，全部消耗。冷季無。

7)不可預見用水：熱季為4 m3/h，冷季為3 m3/h，全部消耗。

8)生活用水：指廠區內職工生活用水及輔助建筑內的生活公共用水，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

本著節約用水、一水多用、循環使用和廢水回收利用的原則，確定機組各系統的用水量，進而對用水過程進行水量平衡分析。該項目設計補給水量如下：

熱季：生產取水規模為124.68m3/h，機組年運行小時數為2432h，熱季取水量30.37×104m3。

冷季：生產取水規模為98.68m3/h，機組年運行小時數為4368h，冷季取水量43.1×104m3。

機組設備年利用小時數為6800小時，總取水量為73.47×104m3/a。

生活用水：取水規模為0.6m3/h，取水時間為8760h，年取水量為0.56×104m3。

本工程全年取水量共74.03×104m3。

2 取用水規模核定

項目擬從方正縣污水處理廠取水，二者管道距離約8km，由污水處理廠送至電廠圍墻外1m，電廠接至循環水系統，因此不考慮沿程損失。該項目確定取水量生產用水年補水量約73.47×104m3，采用城市再生水。生活用水量0.6 m3/h，年補水量0.56×104m3，采用城市自來水。本項目年總補水量74.03×104m3。

建設項目在設計時重視節約用水，保護了水資源，采用了有效的節水措施，提高了水的重復利用率，取水方案符合當地水資源條件。綜上所述，項目設計年用水量74.03×104m3是合理的。

3 節水措施方案

項目把節約用水作為一項重要的技術原則，通過優化機組冷卻方式和冷卻水系統，積極采用先進的節水技術，選用成熟的節水工藝，以達到重復使用、梯級使用、回收利用，提高重復利用率，降低全廠耗水指標，減少廢水排放量等目的，節水措施如下：

1)生產用水采用城市再生水，不新增新鮮淡水用水指標，年少用新鮮淡水量73.47×104m3，符合熱電聯產項目鼓勵使用再生水的相關要求，水源選擇合理[1]。

2)冷卻塔裝有高效除水器，減少了飄滴損失，風吹損失僅占冷卻水量的0.05%。

3)依據污水廠出水水質監測結果，確定循環水設計濃縮倍率為3，較規范規定的取值范圍3-5，采用較高的濃縮倍率，減少了外排水量。

4)各用水系統分質供水，循環水系統采用城市再生水，綠化及道路噴灑采用循環水排污水；生活用水采用城市自來水；鍋爐補充水采用除鹽水；熱網補水采用軟化水，實現了新鮮水的高效利用。

5)鍋爐降溫池排水回收到循環水系統，回收水量為2.6m3/h；鍋爐排污水排入降溫池，摻兌冷卻水后全部回收到循環水系統作為循環水系統補充水，熱季、冷季回收水量均為10.6m3/h。

6)循環水系統排污水，回收用于干式除灰渣系統補充水、脫硫用水、綠化及道路噴灑、主廠房用水等，熱季回收水量為35.15m3/h，冷季回收水量為21 m3/h[2]。

7)電廠的取水管及排水管分別裝有流量計，科學計量用水量及排水量。

8)生活用水采用節水衛生器具。

9)廠內生活污水經化糞池處理后，排入方正縣污水處理廠進行處理。

4 節水保障措施

做好生物質發電的節水工作，做到合理用水，不僅能夠減少水資源的開采，還可以減少電廠的能耗損失，減少廢水排放對環境的污染，使電廠實現可持續發展的要求。為確保達到預期的節水效果，本項目采取措施如下：

1)制定全廠水務管理制度，編制全廠水量平衡圖、水用戶流程圖與分布圖，記錄用戶的用水狀況，根據實際情況下達用水指標，定期進行考核。

2)及時更新工藝技術，發展高效冷卻水節水技術，開發新型節能冷卻設備及附屬設施，推廣蒸汽冷凝水回收再利用技術等，降低生產單耗指標，降低廢污水排放量。

3)研究開發水質穩定劑和防腐技術，保障電廠水供應和水循環系統設備和設施的安全運行，延長使用壽命，減少維護及運行成本。定期開展管網查漏維護，減少跑、滴、冒、漏。

4)嚴格執行水資源管理制度，節水設施必須與主體工程同事設計、同時施工、同時投入運行，用水單位要做到用水計劃到位、節水目標到位、節水措施到位、管水制度到位[3]。

5)電廠應成立以節能技術監督成員組成的水務管理領導小組，全面協調、監督、管理全廠的水務工作，定期召開水務管理工作會議。積極依靠技術進步，優化制水工藝，調整設備運行方式，合理利用廢水，減少發電水耗，加強水資源利用與保護宣傳，鼓勵節約用水，制止浪費行為。

5 節水評價效果

該項目在原設計的基礎上對用水過程、用水環節指標等進行了優化，采用自然通風冷卻塔為冷卻設施的循環供水系統，回收循環水排污水等有效的節水措施，提高了水的重復利用率。優化后的用水指標基本達到或者優于國家及地方相關用水節水政策，節水工藝技術科學合理，最終確定本項目年取水量為74.03×104m3。

6 結 語

該項目在設計時重視節約用水，保護水資源，采用了有效的節水措施，提高了水的重復利用率。本項目采用設備先進、用水工藝成熟、合理，節水、排水措施得力。針對各用水環節進行了詳細的合理性分析，分析認為主要用水環節基本合理，各項取水指標基本達到或者優于國家及地方相關用水節水政策，節水工藝技術科學合理，循環水用水水平較高，節水指標先進，取水指標、取水規模合理，復核節水要求。