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生物质热电项目取用水合理性分析

北极星固废网  来源:陕西水利  作者:唐伟霄 于文祥 刘松涛 张新星  2020/3/6 9:42:53  我要投稿  

北极星固废网讯:[摘要]根据淮阴区生物质热电项目所在区域水资源基本情况,对建设项目取用水合理性进行分析。结果表明:本项目取用水方案基本合理,取水和退水对区域水资源及其他用水户的影响较小。建议项目单位在取水口处安装计量设施,以便水行政主管部门对水资源的统一管理;遇到特殊干旱年区间水量不能满足区间用水需要压缩工业用水时,项目单位应服从水行政主管部门的统一调度,确保特殊干旱时期的用水秩序。可为生物质热电项目水资源保护提供技术支持。

传统能源煤、石油、天然气储量是有限的,而生物质能是太阳能以化学能形式贮存的能源,利用生物质能源符合经济可持续发展,较传统火力发电有污染程度低,用水量少,能够创造农村就业岗位等优点。目前,针对生物质热电项目水资源论证研究较少。本文以淮阴区生物质热电项目水资源论证为例,对该项目所在区域的水资源及其开发利用情况,取用水合理性,取水水源论证,取水退水影响论证等进行合理性分析,从而为生物质热电项目的水资源论证提供技术支持。

1项目概况

该项目为光大城乡再生能源(淮安)有限公司淮安市淮阴区生物质热电项目,其是利用农作物秸秆、林木废弃料等作为燃料,通过秸秆直燃锅炉产生蒸汽,驱动汽轮发电机组,实现可再生能源综合利用、环保的项目。项目建设规模为175t/h高温高压循环流化床生物质锅炉+1C 15MW高温高压抽汽凝汽式汽轮机+1台15MW发电机组。年生物质消耗量约为11.64万t,年发电量1.08×108kW·h,自用电率约为12.3%,年上网电量9.475×107kW·h,年供热量3.9×105GJ。

2区域水资源状况

2.1地表水资源分析

分析范围内多年平均降水量956.1mm,空间分布变化不大,时间分布不均匀,体现在年际变化和年内变化较大,分析范围多年平均地表径流量7.292亿m3(径流深243mm)。由于降水量时间分布不均,导致当地径流量时间分布也不均。其时间分布规律和降水量基本相似,但径流量时间分布不均匀的程度要比降水量大得多。从年内分配来看,5月~9月地表径流量占全年的95%左右;从年际变化来看,最大年径流量为25.016亿m3(径流深702.3mm,2003年),最小年径流量为1.36亿m3(径流深38.2mm,1978年)。

2.2地下水资源分析

分析范围内多年平均(浅层)地下水资源量5.973亿m3,地下水资源量主要为降雨入渗补给量。降水量多,地下水资源量则较大,反之较小。具体情况见表1。

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3取用水合理性分析

本项目年生产小时数为7200h,夏季最大取水量79.8m3/h,冬季最小54.6m3/h,平均取水量67.2m3/h,年取水总量为48.384万m3。

3.1用水定额合理性分析

本项目劳动定员为86人,设计生活总用水量为7.2m3/d,用水额度为83.7L/人·d。由于员工食宿均在厂区内,与城市居民用水相似,根据《江苏省城市生活与公共用水定额》(2012年修订)中规定城市居民生活用水苏北地区定额为130L/(人·d),生活用水量是合理的。

按焚烧余热锅炉和汽轮发电机组年工作7200h计,本项目年发电量108000MW·h,年取用新水量48.384万m3,用水指标为4.48m3/(MW·h)。根据江苏省水利厅和江苏省质量技术监督局颁布的《江苏省工业、服务业和生活用水定额(2014年修订)》(苏水资〔2015〕33号)中其它发电项目用水定额为67m3/(MW·h)。本项目发电用水指标符合江苏省工业、服务业和生活用水定额(2014年修订)》的规定,取水量是合理的。

3.2用水水平分析

根据本项目设计用水量平衡表,本项目机组的重复利用率为3747.85/3815.05×100%=98.2%(单位:m3/h,下同)。根据国家经贸委公布的调查数据,目前国内循环冷却电厂工业用水重复利用率平均在95%左右,行业先进水平为97%,本项目用水重复利用率达98.2%以上,达到国内同行业先进水平。本项目机组的循环水利用率为3720/3782.15×100%=98.4%,符合我国一类城市冷却水循环利用率,2010年达到95%~97%的指标要求。

本项目冷却塔蒸发损失量夏季为61.8m3/h(冬季为37.7m3/h),冷却蒸发损失率夏季为61.8/4297.2×100%=1.4%,冬季为37.7/3267.1×100%=1.15%,满足规范:空气干球温度10℃时,蒸发损失率为1.2%;20℃时,蒸发损失率为1.4%的要求。冷却塔冷却蒸发损失率为3.6/3782.15×100%=0.095%,低于有收水器风吹损失率1.2%的要求。本项目循环水排放污水量11.3m3/h,全部回收至净水站处理再利用。损失率为零。

综上分析,本项目用水工艺合理,技术可靠,主要用水指标符合有关规范要求,取水规模合理。

4取水水源论证

4.1取水水源可靠性和可行性分析

项目取水口位置设在盐河闸下游22.68km处,237省道盐河大桥和京沪高速盐河大桥中间的盐河北岸,距上下游桥各约350m,分析数据以1982年~2015年共34年的取水口所在的盐河两头控制闸-盐河闸和朱码闸的水文资料以及分析范围内多站降雨量资料为基础,分析枯水年水文特征及供用水状况,论证本项目取水口设置的合理性以及取水的可靠性、可行性。由于取水区域当地水资源远远不能满足区域用水需求,主要依靠外来水资源和水利工程调度。取水水域盐河的水量主要来自洪泽湖(淮水),淮水的丰枯用洪泽湖入湖水量来衡量。

根据实测与调查水量(流量)资料,采用倒演算的方法推求洪泽湖入湖水量,以年为计算时段,计算公式为:

入湖水量(含湖面产流)=出湖水量(包括二河闸、三河闸、高良涧闸、高良涧水电站、高良涧船闸、蒋坝船闸下泄水量)+直接从洪泽湖取用水量+洪泽湖蓄变量

根据《淮安市水资源综合规划》和《淮安市水资源公报》成果,采用P-III频率曲线对1982年~2015年洪泽湖历年入湖水量进行分析计算,入湖水量接近95%保证率的是1999年、2001年和2013年。这3年洪泽湖入湖、出湖水量、盐河闸年径流量统计见表2。这三年中,2001年区域发生特大大旱,洪泽湖入湖水量少,出湖水量多,盐河闸来水量比2013年少4.77亿m3。

从不利于供水的角度,结合取水水域进出水量资料条件,选择2001年作为典型枯水年。

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水源的可靠性采用1982年~2015年盐河闸和朱码闸长系列(34年)流量监测资料,历年盐河闸来水量、朱码闸出水量来分析。经过分析取水水域来水水源较多,通过水利工程调度和对水量的合理配置,盐河来水量可以满足区间用水需求。

本项目年取水量为48.384万m3,取水量较小,取水区域水量能满足项目的用水需求,项目取水区域的水源水量是可靠的。

4.2取水水源水质

根据多年水质监测资料,上游来水“淮水”、“江水”、“沂水”水质类别基本达到或优于地表水Ⅲ类水标准;上游入河排污口入河污废水在经过稀释、沉淀、降解、挥发等一系列作用后,污染物量得到有效地降低,现状取水河段水质类别基本达到或优于地表水Ⅳ类水标准,满足本项目取水水质要求。

5取水、退水影响分析

5.1取水影响分析

本项目为工业用水,日取水量约1612.8m3/d,年取水量48.384万m3,取水量较小,年内分配基本均匀。由于盐河的水量、水位受水利工程控制调度,通过对取水水域盐河的来水水源和枯水年水源水量的分析,增加该项目取水后,通过水利工程调度,有及时的水源补充。本项目从盐河取水对区域水资源及其时空分布影响甚微。

5.2退水影响分析

本项目生产废水经处理后回用至同期建设的垃圾发电项目,少量生活污水在厂内处理达到污水处理厂接纳标准要求后,通过污水管网输送到淮安市青园污水处理厂集中处理。

本项目不设置入河排污口,且在生产过程中产生的废水经处理后全部回用。因此,本项目对该段盐河水功能区及第三方没有影响,不改变盐河淮安农业、工业用水区的使用功能。

6结论与建议

(1)本项目原用水量为:夏季最大取水量107m3/h,冬季最小72m3/h,年取水总量为64.44万m3。经论证,通过优化用水结构,提高用水效率,在冷却塔系统降低了用水量,且在水工自用水、循环水排污等环节重复利用了水量,从而降低企业取用新水量。

(2)生物质热电项目是节能减排的重要举措,利于社会经济和水资源的可持续发展。本项目取用水方案基本合理,取水和退水对区域水资源及其他用水户的影响较小。

(3)建议项目单位在取水口处安装计量设施,并定期对计量设施进行率定,以取得准确的用水量数据,以便水行政主管部门对水资源的统一管理。

(4)遇到特殊干旱年区间水量不能满足区间用水需要压缩工业用水时,项目单位应服从水行政主管部门的统一调度,确保特殊干旱时期的用水秩序。

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