燃气调峰电厂建设项目水资源论证实例分析研究

2023-11-06时召军

治淮 2023年10期

时召军

（1.安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院（安徽省水利工程质量检测中心站），安徽合肥 230088；2.水利水资源安徽省重点实验室，安徽蚌埠 233000）

0 引言

中央财经委员会第九次会议强调，我国力争2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。燃气调峰电厂的建设有助于我国“双碳”环保目标的实现，近年来安徽省经济持续较快发展，电力需求旺盛，“碳达峰、碳中和”的目标给电力保障提出了新要求，全省能源转型发展与保障供应之间的矛盾将日益凸显。为贯彻落实《安徽省电力供应保障三年行动方案（2022—2024）》，安徽省能源局于2021 年7 月下达了关于进一步做好电力保供相关工作的通知，其中将本工程（皖能合肥气电）列为重点电力保供项目之一。

本工程选址于安徽省合肥市，拟建设2 台9F 级燃气-蒸汽联合循环发电机组。本工程的适时建设将满足安徽电网尤其是合肥电网负荷发展的需要，可以提高负荷中心供电可靠性。此外，安徽电网煤电装机比重大，整体调节能力有限。本工程的建设有利于改善电源结构，增强安徽电网的调峰能力，促进新能源消纳，提升电网运行的安全稳定水平。

水资源论证以项目取用水符合节水原则为前提，充分发挥政府作用和市场机制，贯彻“十六字“治水思路和“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的原则要求[1]。栾晓燕等[2]—[5]对一些行业的水资源论证也进行了实例分析，但燃气调峰电厂项目的论证分析鲜有报道。由于燃气调峰电厂项目自身的特点，对其水资源论证工作提出了新的要求。本文根据其项目特点对论证中遇到的难点提出了解决办法，为类似项目论证提供借鉴。

1 项目概况

1.1 项目名称和性质

项目名称：皖能合肥天然气调峰电厂项目。

项目性质：新建工程，燃气发电调峰机组。

冷却方式：带机力通风冷却塔的二次循环冷却系统。

年利用小时数：2000h。

1.2 建设规模及投资

建设规模：新建2 台9F 级燃气-蒸汽联合循环发电机组，容量2×450MW。

项目投资：工程静态投资229086 万元，单位投资2275 元/kW；动态投资244775 万元，单位投资2568 元/kW。

1.3 建设地点和占地面积

工程建设地点在安徽省合肥市长丰县陶楼镇境内，厂址西侧为二郎水库，东侧为Y052 乡道，厂区中心点坐标为N32°6′7.42″，E117°11′21.48″，现状为废弃养殖场和连片荒地，用地形状不规则，可利用面积约10.7hm2。厂址占地面积为9.9hm2。

2 拟建厂址水资源及开发利用情况分析

拟建电厂位于长丰县陶楼镇，根据所处区域的水资源条件、取用水合理性分析以及取退水影响结论的需要，按照便于水量平衡分析，突出重点、兼顾一般的原则，结合已有成果及实测资料，综合考虑取水水源地来水情况、现有工程和供水情况、水资源开发利用程度、水文站网、建设项目取水和退水可能影响的范围等因素，确定水资源论证的分析范围为长丰县行政区域。

2.1 自然地理与社会经济概况

2.1.1 自然地理

长丰县位于东经116°52′～117°26′、北纬31°55′～32°37′之间，地处安徽省中部，居合肥、淮南、蚌埠三市之间，县域面积1841km2，总人口78.41 万，辖14 个乡镇、1 个省级开发区。地形狭长，南北距离77km，东西距离54km。县城水湖镇南距省城合肥市区70km，东与定远县、肥东县接壤，北与淮南市交界，西与寿县、肥西县毗连，南与合肥市庐阳区、新站综合开发试验区为邻。

2.1.2 社会经济概况

2020 年长丰县全年生产总值（GDP）659.4 亿元，按可比价格计算，比上年增长6.3%。分产业看，第一产业增加值76.02 亿元，增长2.1%；第二产业增加值265.71 亿元，增长9.3%；第三产业增加值317.68 亿元，增长4.3%。三次产业结构为11.5∶40.3∶48.2。按年末户籍人口计算，人均GDP为81905 元（折合11875 美元），比上年增加6542 元。

2.2 水文气象

长丰县气候受海洋影响较大，属亚热带季风性湿润气候。气候温和，雨量适中，日照充足，无霜期长，植被丰富。按平均气温低于10℃为冬季，高于22℃为夏季，10～22℃之间为春、秋季的划分，四季的时间为春秋季短，冬夏季长。

全县多年平均气温为15℃（水家湖站），年内最高气温为7 月，最低气温为1 月。多年平均日照数2162h，日照率49%。长丰县降水分布不均，区域间、年内、年际变化较大，多年平均年降水量为966.7mm（长丰站），在年内：夏季最多，春季次之，秋季较少，冬季最少。汛期5 月至9 月，5 个月的降水量，占年降水量的65.5%。总的来说，长丰县自然灾害较少，气候条件较好，光热和水分条件良好，有利于农、林、牧、渔各业的发展。

2.3 水资源状况

2.3.1 降水量

根据《安徽省第三次水资源调查评价报告》，1956—2016 年长丰县多年平均降水量为985.5mm，约为17.1 亿m3。根据《合肥市水资源公报》（2017—2021），2021 年长丰县降水量976.4mm，折合径流17.98 亿m3，较上年值偏少32.1%，较多年均值偏多6.1%。

2.3.2 水资源总量

根据《安徽省第三次水资源调查评价报告》，1956—2016 年长丰县多年平均地表水资源量为5.1亿m3；山丘区地下水资源量1.04 亿m3，山丘区河川基流量0.98 亿m3，平原区降水入渗补给量0.46 亿m3，平原区降水入渗补给形成的河道排泄量0.12 亿m3，地下水资源与地表水资源不重复量0.4 亿m3；长丰县多年平均水资源总量5.5 亿m3。

2.4 水资源质量状况

根据《长丰县十四五水利发展规划》，长丰县主要河流（庄墓河、板桥河、沛河、四里河、干渠等）汛期水质略好于非汛期，主要污染物为总磷、化学需氧量、氨氮等，超标因子在III 类～IV 类。湖库水质受到一定程度的污染，影响水质类别的主要指标为总氮、总磷等，基本为III 类～IV 类。

2.5 水资源开发利用现状分析

根据《合肥市水资源公报》（2017—2021），长丰县2021 年总供水量为3.18 亿m3，2020 年总供水量为3.23 亿m3，2019 年总供水量为3.35 亿m³，2018 年总供水量为3.36 亿m³，2017 年总供水量为3.70 亿m³；2021 年总用水量为3.18 亿m3，其中农田灌溉用水量2.19 亿m3，占69%，林牧渔畜用水0.17 亿m3，占5%，工业0.28 亿m3，占9%，城镇公共用水0.17 亿m3，占5%，居民生活0.33 亿m3，占11%，生态环境0.04 亿m3，占1%；2021 年长丰县人均综合用水量400.87m3，万元GDP 用水量41.67m3，耕地灌溉亩均用水量293.21m3，万元工业增加值用水量10.91m3，2021 年长丰县与合肥市用水水平的比较见表1。

表1 2021 年长丰县与合肥市用水水平对照表

2.6 区域污水处理厂现状

长丰县城镇污水处理厂共有16 个，各污水处理厂基本情况及2021 年实测进水量、出水量数据见表2。

表2 2021 年长丰县污水处理厂进出水量表

3 论证难点与解决方法

3.1 水源论证难点

（1）根据《合肥市再生水利用管理办法》（2018年10 月1 日起施行），冷却用水、洗涤用水、工艺用水等工业生产用水应当使用再生水。根据《火电建设项目水资源论证导则》（SL763-2018），水源选择应结合火电建设项目类型，落实国家和地方政府水资源管理的相关要求，遵循优先使用再生水、海水等非常规水源，严格控制使用地下水的原则。故本工程应优先使用再生水作为生产水源。但项目所在区域中水资源相对匮乏，一个污水处理厂的中水资源不能满足项目的用水需求，与常规论证项目，项目水源论证是项目论证的重点难点。

（2）由于本项目是属于燃气调峰电厂，项目年内运行时间是不确定的，导致本项目年内需水要求不明确，这对于水源论证中调节计算带来一定的困难。

3.2 解决办法

由于本项目周边中水资源不丰富，本次论证采用调节计算进行精细化论证，对于项目用水需求不确定性，可靠性分析分两个工况来论证项目取水可靠性。一是正常工况：本项目设计年工作时间为2000h，平均分布在各天，一天运行5.48h，按照平均工况下用水量为859m3/h，需水量为4707.3m3/d，以月时段调节；二是特殊工况：根据电力负载曲线及相似企业运行情况，本项目极端情况连续运行10天，每天满负荷运行时间为16.8h（24×0.7）。一小时水量按照最大设计用水量907m3/h 计算，则每天用水量为15237.6m3，以天时段调节。考虑到电厂发电不确定性及发电高峰期为每年的6、7、8 三个月份，本次进行分别调算。

根据调算结果可知，正常工况下水量能够得到满足。特殊工况下6、7、8 月份可以满足。