燃氣調峰電廠建設項目水資源論證實例分析研究

時召軍

（1.安徽省（水利部淮河水利委員會）水利科學研究院（安徽省水利工程質量檢測中心站），安徽 合肥 230088；2.水利水資源安徽省重點實驗室，安徽 蚌埠 233000）

0 引言

中央財經(jīng)委員會第九次會議強調，我國力爭2030 年前實現(xiàn)碳達峰，2060 年前實現(xiàn)碳中和。燃氣調峰電廠的建設有助于我國“雙碳”環(huán)保目標的實現(xiàn)，近年來安徽省經(jīng)濟持續(xù)較快發(fā)展，電力需求旺盛，“碳達峰、碳中和”的目標給電力保障提出了新要求，全省能源轉型發(fā)展與保障供應之間的矛盾將日益凸顯。為貫徹落實《安徽省電力供應保障三年行動方案（2022—2024）》，安徽省能源局于2021 年7 月下達了關于進一步做好電力保供相關工作的通知，其中將本工程（皖能合肥氣電）列為重點電力保供項目之一。

本工程選址于安徽省合肥市，擬建設2 臺9F 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組。本工程的適時建設將滿足安徽電網(wǎng)尤其是合肥電網(wǎng)負荷發(fā)展的需要，可以提高負荷中心供電可靠性。此外，安徽電網(wǎng)煤電裝機比重大，整體調節(jié)能力有限。本工程的建設有利于改善電源結構，增強安徽電網(wǎng)的調峰能力，促進新能源消納，提升電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定水平。

水資源論證以項目取用水符合節(jié)水原則為前提，充分發(fā)揮政府作用和市場機制，貫徹“十六字“治水思路和“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)”的原則要求[1]。欒曉燕等[2]—[5]對一些行業(yè)的水資源論證也進行了實例分析，但燃氣調峰電廠項目的論證分析鮮有報道。由于燃氣調峰電廠項目自身的特點，對其水資源論證工作提出了新的要求。本文根據(jù)其項目特點對論證中遇到的難點提出了解決辦法，為類似項目論證提供借鑒。

1 項目概況

1.1 項目名稱和性質

項目名稱：皖能合肥天然氣調峰電廠項目。

項目性質：新建工程，燃氣發(fā)電調峰機組。

冷卻方式：帶機力通風冷卻塔的二次循環(huán)冷卻系統(tǒng)。

年利用小時數(shù)：2000h。

1.2 建設規(guī)模及投資

建設規(guī)模：新建2 臺9F 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，容量2×450MW。

項目投資：工程靜態(tài)投資229086 萬元，單位投資2275 元/kW；動態(tài)投資244775 萬元，單位投資2568 元/kW。

1.3 建設地點和占地面積

工程建設地點在安徽省合肥市長豐縣陶樓鎮(zhèn)境內，廠址西側為二郎水庫，東側為Y052 鄉(xiāng)道，廠區(qū)中心點坐標為N32°6′7.42″，E117°11′21.48″，現(xiàn)狀為廢棄養(yǎng)殖場和連片荒地，用地形狀不規(guī)則，可利用面積約10.7hm2。廠址占地面積為9.9hm2。

2 擬建廠址水資源及開發(fā)利用情況分析

擬建電廠位于長豐縣陶樓鎮(zhèn)，根據(jù)所處區(qū)域的水資源條件、取用水合理性分析以及取退水影響結論的需要，按照便于水量平衡分析，突出重點、兼顧一般的原則，結合已有成果及實測資料，綜合考慮取水水源地來水情況、現(xiàn)有工程和供水情況、水資源開發(fā)利用程度、水文站網(wǎng)、建設項目取水和退水可能影響的范圍等因素，確定水資源論證的分析范圍為長豐縣行政區(qū)域。

2.1 自然地理與社會經(jīng)濟概況

2.1.1 自然地理

長豐縣位于東經(jīng)116°52′～117°26′、北緯31°55′～32°37′之間，地處安徽省中部，居合肥、淮南、蚌埠三市之間，縣域面積1841km2，總人口78.41 萬，轄14 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1 個省級開發(fā)區(qū)。地形狹長，南北距離77km，東西距離54km?？h城水湖鎮(zhèn)南距省城合肥市區(qū)70km，東與定遠縣、肥東縣接壤，北與淮南市交界，西與壽縣、肥西縣毗連，南與合肥市廬陽區(qū)、新站綜合開發(fā)試驗區(qū)為鄰。

2.1.2 社會經(jīng)濟概況

2020 年長豐縣全年生產(chǎn)總值（GDP）659.4 億元，按可比價格計算，比上年增長6.3%。分產(chǎn)業(yè)看，第一產(chǎn)業(yè)增加值76.02 億元，增長2.1%；第二產(chǎn)業(yè)增加值265.71 億元，增長9.3%；第三產(chǎn)業(yè)增加值317.68 億元，增長4.3%。三次產(chǎn)業(yè)結構為11.5∶40.3∶48.2。按年末戶籍人口計算，人均GDP為81905 元（折合11875 美元），比上年增加6542 元。

2.2 水文氣象

長豐縣氣候受海洋影響較大，屬亞熱帶季風性濕潤氣候。氣候溫和，雨量適中，日照充足，無霜期長，植被豐富。按平均氣溫低于10℃為冬季，高于22℃為夏季，10～22℃之間為春、秋季的劃分，四季的時間為春秋季短，冬夏季長。

全縣多年平均氣溫為15℃（水家湖站），年內最高氣溫為7 月，最低氣溫為1 月。多年平均日照數(shù)2162h，日照率49%。長豐縣降水分布不均，區(qū)域間、年內、年際變化較大，多年平均年降水量為966.7mm（長豐站），在年內：夏季最多，春季次之，秋季較少，冬季最少。汛期5 月至9 月，5 個月的降水量，占年降水量的65.5%?？偟膩碚f，長豐縣自然災害較少，氣候條件較好，光熱和水分條件良好，有利于農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)的發(fā)展。

2.3 水資源狀況

2.3.1 降水量

根據(jù)《安徽省第三次水資源調查評價報告》，1956—2016 年長豐縣多年平均降水量為985.5mm，約為17.1 億m3。根據(jù)《合肥市水資源公報》（2017—2021），2021 年長豐縣降水量976.4mm，折合徑流17.98 億m3，較上年值偏少32.1%，較多年均值偏多6.1%。

2.3.2 水資源總量

根據(jù)《安徽省第三次水資源調查評價報告》，1956—2016 年長豐縣多年平均地表水資源量為5.1億m3；山丘區(qū)地下水資源量1.04 億m3，山丘區(qū)河川基流量0.98 億m3，平原區(qū)降水入滲補給量0.46 億m3，平原區(qū)降水入滲補給形成的河道排泄量0.12 億m3，地下水資源與地表水資源不重復量0.4 億m3；長豐縣多年平均水資源總量5.5 億m3。

2.4 水資源質量狀況

根據(jù)《長豐縣十四五水利發(fā)展規(guī)劃》，長豐縣主要河流（莊墓河、板橋河、沛河、四里河、干渠等）汛期水質略好于非汛期，主要污染物為總磷、化學需氧量、氨氮等，超標因子在III 類～IV 類。湖庫水質受到一定程度的污染，影響水質類別的主要指標為總氮、總磷等，基本為III 類～IV 類。

2.5 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析

根據(jù)《合肥市水資源公報》（2017—2021），長豐縣2021 年總供水量為3.18 億m3，2020 年總供水量為3.23 億m3，2019 年總供水量為3.35 億m3，2018 年總供水量為3.36 億m3，2017 年總供水量為3.70 億m3；2021 年總用水量為3.18 億m3，其中農(nóng)田灌溉用水量2.19 億m3，占69%，林牧漁畜用水0.17 億m3，占5%，工業(yè)0.28 億m3，占9%，城鎮(zhèn)公共用水0.17 億m3，占5%，居民生活0.33 億m3，占11%，生態(tài)環(huán)境0.04 億m3，占1%；2021 年長豐縣人均綜合用水量400.87m3，萬元GDP 用水量41.67m3，耕地灌溉畝均用水量293.21m3，萬元工業(yè)增加值用水量10.91m3，2021 年長豐縣與合肥市用水水平的比較見表1。

表1 2021 年長豐縣與合肥市用水水平對照表

2.6 區(qū)域污水處理廠現(xiàn)狀

長豐縣城鎮(zhèn)污水處理廠共有16 個，各污水處理廠基本情況及2021 年實測進水量、出水量數(shù)據(jù)見表2。

表2 2021 年長豐縣污水處理廠進出水量表

3 論證難點與解決方法

3.1 水源論證難點

（1）根據(jù)《合肥市再生水利用管理辦法》（2018年10 月1 日起施行），冷卻用水、洗滌用水、工藝用水等工業(yè)生產(chǎn)用水應當使用再生水。根據(jù)《火電建設項目水資源論證導則》（SL763-2018），水源選擇應結合火電建設項目類型，落實國家和地方政府水資源管理的相關要求，遵循優(yōu)先使用再生水、海水等非常規(guī)水源，嚴格控制使用地下水的原則。故本工程應優(yōu)先使用再生水作為生產(chǎn)水源。但項目所在區(qū)域中水資源相對匱乏，一個污水處理廠的中水資源不能滿足項目的用水需求，與常規(guī)論證項目，項目水源論證是項目論證的重點難點。

（2）由于本項目是屬于燃氣調峰電廠，項目年內運行時間是不確定的，導致本項目年內需水要求不明確，這對于水源論證中調節(jié)計算帶來一定的困難。

3.2 解決辦法

由于本項目周邊中水資源不豐富，本次論證采用調節(jié)計算進行精細化論證，對于項目用水需求不確定性，可靠性分析分兩個工況來論證項目取水可靠性。一是正常工況：本項目設計年工作時間為2000h，平均分布在各天，一天運行5.48h，按照平均工況下用水量為859m3/h，需水量為4707.3m3/d，以月時段調節(jié)；二是特殊工況：根據(jù)電力負載曲線及相似企業(yè)運行情況，本項目極端情況連續(xù)運行10天，每天滿負荷運行時間為16.8h（24×0.7）。一小時水量按照最大設計用水量907m3/h 計算，則每天用水量為15237.6m3，以天時段調節(jié)?？紤]到電廠發(fā)電不確定性及發(fā)電高峰期為每年的6、7、8 三個月份，本次進行分別調算。

根據(jù)調算結果可知，正常工況下水量能夠得到滿足。特殊工況下6、7、8 月份可以滿足。

4 結論

本文分析了調峰電廠水資源論證中的難點，并得出以下結論：

（1）調峰電廠論證中的難點為：①在目前的水資源管理要求下，項目可選擇的水源局限性較大，根據(jù)相關政策要求應當使用再生水。但項目選址并沒有考慮到這點，加大了論證難度；②調峰電廠年內運行時間是不確定的，導致本項目年內需水要求不明確，這對于水源論證中調節(jié)計算帶來一定的困難。

（2）本次論證根據(jù)實際情況，采用調節(jié)計算來對本項目進行中水水源論證。對中水資源相對缺乏的地區(qū)采用此方法來論證。

（3）對于項目用水需求不確定性，可靠性分析采用最不利原則，分為一般工況和特殊工況兩個工況來論證項目取水可靠性■