新疆昌吉某熱電廠取水可行性分析

吳萬(wàn)虎

（水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)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(cè)緊鄰阿韋灘機(jī)場(chǎng)公路、南側(cè)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(zhǎng)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(kuò)建余地,設(shè)計(jì)年發(fā)電量35 億kW·h。設(shè)計(jì)年熱電廠最高日取水量為1.24 萬(wàn)m3/d,年取水量326.73 萬(wàn)m3/a。

圖1 某熱電廠地理位置圖

2 水源方案比選

根據(jù)新疆昌吉某熱電廠廠址周?chē)乃Y源條件,可供水源有地表水、地下水和再生水,本次研究根據(jù)以上三種水源進(jìn)行比選。

根據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì) [2004]864 號(hào)文件要求：在北方缺水地區(qū),新建、擴(kuò)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(shí)向昌吉市的食品加工企業(yè)提供供汽服務(wù)。食品加工用蒸汽品質(zhì)需要達(dá)食用級(jí)標(biāo)準(zhǔn),因此鍋爐用水同時(shí)需要達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。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(duì)CODCr、BOD5、SS、pH、NH3-N、TP 等6 項(xiàng)污染物進(jìn)行處理。再生水水質(zhì)不能滿足生活飲用水要求,且成分復(fù)雜,若將再生水作為供水水源,需將其處理并達(dá)標(biāo),目前天池能源有限公司水處理工藝達(dá)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(kù)20 km。昌吉市城區(qū)供水主管道由南至北從廠區(qū)東側(cè)750 m處經(jīng)過(guò)。三屯河年徑流量3.56 億m3,水量豐富,水質(zhì)能滿足生活、工業(yè)、農(nóng)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(cè)至今的國(guó)家基本站碾盤(pán)莊水文站具有1976 年～2015 年39 年實(shí)測(cè)水文資料。碾盤(pán)莊水文站測(cè)站高程1100 m,集水面積1636 km2。碾盤(pán)莊站距離下游三屯河水庫(kù)9.6 km,距離努爾加水庫(kù)壩址27 km。

三屯河徑流的年際變化比較小,徑流變差系數(shù)Cv值為0.14,而Cs/Cv=2,說(shuō)明三屯河年徑流受冰川影響較大,調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)。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(nèi)分配極不均衡。三屯河多年平均來(lái)水量3.56 億m3,其中春季占比11.71%,夏季來(lái)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(gè)來(lái)水頻率下的保障程度。75%來(lái)水頻率下的設(shè)計(jì)年徑流量為3.21 億m3/a；95%來(lái)水頻率下的設(shè)計(jì)年徑流量為2.78 億m3/a；三屯河各設(shè)計(jì)頻率下的年徑流分配情況,見(jiàn)表1。

表1 碾盤(pán)莊水文站多年平均流量年內(nèi)來(lái)水過(guò)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(kù)。因此本次研究需要分析努爾加水庫(kù)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(kù)可供水量分析

努爾加水庫(kù)位于昌吉市境內(nèi)三屯河出山口前中低山區(qū),距昌吉市40 km。努爾加水庫(kù)以供水和防洪為主,兼顧灌溉,努爾加水庫(kù)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(nóng)業(yè)灌區(qū)供水。

水庫(kù)設(shè)計(jì)庫(kù)容6844 萬(wàn)m3,正常蓄水位為878.0 m,調(diào)節(jié)庫(kù)容4485 萬(wàn)m3,死水位850.0 m,死庫(kù)容1440 萬(wàn)m3,控制了三屯河流域90%以上的徑流量,能夠?qū)θ秃訌搅鬟M(jìn)行較為充分的調(diào)節(jié)。

根據(jù)努爾加水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算成果見(jiàn)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(wàn)m3,年供水量為11470 萬(wàn)m3。工業(yè)和生活用水通過(guò)昌吉市第三水廠供水。昌吉市第三水廠年供水量11000 萬(wàn)m3,現(xiàn)狀年供水量4605 萬(wàn)m3。偏枯水期和枯水期,努爾加水庫(kù)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(kù)枯水期和偏枯水期設(shè)計(jì)逐月供水過(guò)程 單位：萬(wàn)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(wù)是從努爾加水庫(kù)取水,經(jīng)輸水管道向昌吉市、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、三工鎮(zhèn)八鋼冶金工業(yè)園供水,同時(shí)兼顧農(nóng)村引水集中水廠4 處補(bǔ)水,供水目標(biāo)主要是居民生活用水、城鎮(zhèn)工業(yè)用水、農(nóng)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(shè)計(jì)日供水量30 萬(wàn)m3,年供水量可達(dá)到11000 萬(wàn)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(wàn)m3、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)供水2000 萬(wàn)m3、八鋼工業(yè)園供水1900 萬(wàn)m3、4 處農(nóng)村集中水廠700 萬(wàn)m3。本工程納入了昌吉市供水指標(biāo)內(nèi)。

2020 年昌吉市第三水廠年供水總量4605 萬(wàn)m3,日均供水量12.6 萬(wàn)m3,最高日供水量22.5 萬(wàn)m3。昌吉市第三水廠剩余年可供水量6395 萬(wàn)m3。熱電廠最高日取水量為1.24 萬(wàn)m3,年取水量326.73 萬(wàn)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(zhì)可靠性分析

進(jìn)廠水位努爾加水庫(kù)水,按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果顯示：努爾加水庫(kù)水達(dá)到地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),可以用于生活飲用水。

昌吉市第三水廠每日對(duì)原水10 項(xiàng)、出水10 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)；每月對(duì)原水、出廠水42 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)；每半年對(duì)出廠水106 項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè),水質(zhì)合格率均為100%。水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

4 取水口設(shè)置合理性分析

取水口位于熱電廠東側(cè)650 m,三屯河右岸東側(cè)防洪堤14 m。采用長(zhǎng)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(mén)井坐標(biāo)地表高程632 m。

三屯河上有三屯河水庫(kù)和努爾加水庫(kù),努爾加水庫(kù)距離近,庫(kù)容大,調(diào)節(jié)能力強(qiáng),經(jīng)過(guò)調(diào)蓄后,可供水量穩(wěn)定,因此努爾加水庫(kù)為最佳水源地。廠區(qū)距離努爾加水庫(kù)21 km,取水口設(shè)置在廠區(qū)東側(cè)附近,輸水距離短,減少了供水工程投資,因此取水口設(shè)置時(shí)合理的。

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

5 結(jié)論

通過(guò)徑流計(jì)算的成果,75%和95%來(lái)水頻率,碾盤(pán)莊水文站的設(shè)計(jì)年徑流量為3.21 億m3和2.78 億m3。三屯河水庫(kù)與努爾加水庫(kù)調(diào)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(wàn)m3/a的取水需求。

昌吉市第三水廠設(shè)計(jì)日供水量30 萬(wàn)m3,年供水量可達(dá)到11000 萬(wàn)m3,設(shè)計(jì)給昌吉市配水6400 萬(wàn)m3。本工程用水指標(biāo)納入昌吉市配水指標(biāo)內(nèi),現(xiàn)狀年三水廠年供水量4605 萬(wàn)m3,剩余年可供水量6395 萬(wàn)m3,水量完全可以滿足本工程取水要求。

根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告：昌吉市第三水廠的進(jìn)廠水質(zhì)24 項(xiàng)指標(biāo)均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到集中式生活飲用水地表水源地水質(zhì)目標(biāo)。出廠水水質(zhì)36 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。水質(zhì)完全可以滿足本工程生產(chǎn)、生活、綠化的各項(xiàng)要求。昌吉市第三水廠的水量、水質(zhì)均能滿足本工程取水要求,因此取水是可靠的。