新疆昌吉某熱電廠取水可行性分析

吳萬虎

（水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設計研究院,新疆 烏魯木齊 830000）

1 熱電廠基本情況

新疆昌吉某熱電廠廠址位于昌吉市西部12 km、二六工鎮(zhèn)南部6 km 處,東側緊鄰阿韋灘機場公路、南側距東西向的烏奎高速公路2 km。交通便利。熱電廠東西寬約670 m、南北長約460 m,占地面積5.76 hm2。熱電廠工程規(guī)劃容量為2×350 MW,留有擴建余地,設計年發(fā)電量35 億kW·h。設計年熱電廠最高日取水量為1.24 萬m3/d,年取水量326.73 萬m3/a。

圖1 某熱電廠地理位置圖

2 水源方案比選

根據新疆昌吉某熱電廠廠址周圍的水資源條件,可供水源有地表水、地下水和再生水,本次研究根據以上三種水源進行比選。

根據國家發(fā)展改革委員會 [2004]864 號文件要求：在北方缺水地區(qū),新建、擴建電廠禁止取用地下水。因此地下水水源不可行。

熱電廠除了向昌吉市供熱、發(fā)電,同時向昌吉市的食品加工企業(yè)提供供汽服務。食品加工用蒸汽品質需要達食用級標準,因此鍋爐用水同時需要達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》。熱電廠東北22 km 有昌吉市第二污水處理廠,再生水量能夠滿足熱電廠取水要求。昌吉市第二污水處理廠主要針對CODCr、BOD5、SS、pH、NH3-N、TP 等6 項污染物進行處理。再生水水質不能滿足生活飲用水要求,且成分復雜,若將再生水作為供水水源,需將其處理并達標,目前天池能源有限公司水處理工藝達不到以上要求。因此,再生水水源不可行。

熱電廠位于三屯河左岸500 m, 距離上游努爾加水庫20 km。昌吉市城區(qū)供水主管道由南至北從廠區(qū)東側750 m處經過。三屯河年徑流量3.56 億m3,水量豐富,水質能滿足生活、工業(yè)、農業(yè)各業(yè)用水要求。因此,初步確定取水水源為地表水。

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

三屯河上唯一觀測至今的國家基本站碾盤莊水文站具有1976 年～2015 年39 年實測水文資料。碾盤莊水文站測站高程1100 m,集水面積1636 km2。碾盤莊站距離下游三屯河水庫9.6 km,距離努爾加水庫壩址27 km。

三屯河徑流的年際變化比較小,徑流變差系數Cv值為0.14,而Cs/Cv=2,說明三屯河年徑流受冰川影響較大,調節(jié)能力較強。三屯河與新疆其它地區(qū)河流特性一致,都具有干旱區(qū)河流的特性：年內分配極不均衡。三屯河多年平均來水量3.56 億m3,其中春季占比11.71%,夏季來水量占全年的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,因此主要分析這兩個來水頻率下的保障程度。75%來水頻率下的設計年徑流量為3.21 億m3/a；95%來水頻率下的設計年徑流量為2.78 億m3/a；三屯河各設計頻率下的年徑流分配情況,見表1。

表1 碾盤莊水文站多年平均流量年內來水過程表

3.1.2可供水量分析

熱電廠地表水水源為昌吉市第三水廠,水廠的水源為努爾加水庫。因此本次研究需要分析努爾加水庫可供水量分析和昌吉市第三水廠可供水量分析。

（1）努爾加水庫可供水量分析

努爾加水庫位于昌吉市境內三屯河出山口前中低山區(qū),距昌吉市40 km。努爾加水庫以供水和防洪為主,兼顧灌溉,努爾加水庫的供水范圍主要為三屯河流域“500”以南區(qū)域（即西延干渠以南）,主要向500 m 高程以上區(qū)域的昌吉城市生活、工業(yè)和農業(yè)灌區(qū)供水。

水庫設計庫容6844 萬m3,正常蓄水位為878.0 m,調節(jié)庫容4485 萬m3,死水位850.0 m,死庫容1440 萬m3,控制了三屯河流域90%以上的徑流量,能夠對三屯河徑流進行較為充分的調節(jié)。

根據努爾加水庫調節(jié)計算成果見表2。75%保證率和95%保證率下工業(yè)和城鎮(zhèn)月供水量均為955.8 萬m3,年供水量為11470 萬m3。工業(yè)和生活用水通過昌吉市第三水廠供水。昌吉市第三水廠年供水量11000 萬m3,現狀年供水量4605 萬m3。偏枯水期和枯水期,努爾加水庫的可供水量可以滿足昌吉市第三水廠的取水要求。

表2 努爾加水庫枯水期和偏枯水期設計逐月供水過程 單位：萬m3

（2）昌吉市第三水廠可供水量分析

昌吉市第三水廠主要任務是從努爾加水庫取水,經輸水管道向昌吉市、高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)、三工鎮(zhèn)八鋼冶金工業(yè)園供水,同時兼顧農村引水集中水廠4 處補水,供水目標主要是居民生活用水、城鎮(zhèn)工業(yè)用水、農村集中水廠用水,兼顧城市生態(tài)用水及天池能源用水。

昌吉市第三水廠設計日供水量30 萬m3,年供水量可達到11000 萬m3,按照昌吉市政府的宏觀配水要求,每年可向昌吉市供水6400 萬m3、高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)供水2000 萬m3、八鋼工業(yè)園供水1900 萬m3、4 處農村集中水廠700 萬m3。本工程納入了昌吉市供水指標內。

2020 年昌吉市第三水廠年供水總量4605 萬m3,日均供水量12.6 萬m3,最高日供水量22.5 萬m3。昌吉市第三水廠剩余年可供水量6395 萬m3。熱電廠最高日取水量為1.24 萬m3,年取水量326.73 萬m3。因此,昌吉市第三水廠可供水量完全能夠滿足本工程的取水需求。

3.2 水質可靠性分析

進廠水位努爾加水庫水,按照《地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838-2002）Ⅲ類水標準限值進行評價,結果顯示：努爾加水庫水達到地表水Ⅲ類水標準,可以用于生活飲用水。

昌吉市第三水廠每日對原水10 項、出水10 項指標進行檢測；每月對原水、出廠水42 項指標進行檢測；每半年對出廠水106 項進行檢測,水質合格率均為100%。水質各項指標均能達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》。

4 取水口設置合理性分析

取水口位于熱電廠東側650 m,三屯河右岸東側防洪堤14 m。采用長676 m、直徑426 mm、厚9 mm 焊接鋼管與昌吉市供水主管道連接。取水口閥門井坐標地表高程632 m。

三屯河上有三屯河水庫和努爾加水庫,努爾加水庫距離近,庫容大,調節(jié)能力強,經過調蓄后,可供水量穩(wěn)定,因此努爾加水庫為最佳水源地。廠區(qū)距離努爾加水庫21 km,取水口設置在廠區(qū)東側附近,輸水距離短,減少了供水工程投資,因此取水口設置時合理的。

取水口至熱電廠供水管道設計供水規(guī)模550 m3/h,日供水量1.32 萬m3。核定后熱電廠最高日取水量為1.24 萬m3。因此,供水管線的輸水能力能夠滿足取水需求。

5 結論

通過徑流計算的成果,75%和95%來水頻率,碾盤莊水文站的設計年徑流量為3.21 億m3和2.78 億m3。三屯河水庫與努爾加水庫調節(jié)后給工業(yè)和生活的年供水量為1.470 億m3,枯水期和偏枯水期均可以滿足昌吉市第三水廠11000 萬m3/a的取水需求。

昌吉市第三水廠設計日供水量30 萬m3,年供水量可達到11000 萬m3,設計給昌吉市配水6400 萬m3。本工程用水指標納入昌吉市配水指標內,現狀年三水廠年供水量4605 萬m3,剩余年可供水量6395 萬m3,水量完全可以滿足本工程取水要求。

根據水質檢測報告：昌吉市第三水廠的進廠水質24 項指標均滿足《地表水環(huán)境質量標準》Ⅲ類水標準,達到集中式生活飲用水地表水源地水質目標。出廠水水質36 項標準達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》。水質完全可以滿足本工程生產、生活、綠化的各項要求。昌吉市第三水廠的水量、水質均能滿足本工程取水要求,因此取水是可靠的。