黄子谦 杨保达

（合肥工业大学土木与水利工程学院 230009 宿州水文水资源局 234000）

火电行业建设项目用水效率评价实践与思考

黄子谦 杨保达

（合肥工业大学土木与水利工程学院 230009 宿州水文水资源局 234000）

本文基于我国现行火电类建设项目用水效率的评价方法和评价指标的应用情况，简要分析了现有评价指标，并结合近年来已经开展的有关专题研究成果和火电类建设项目用水合理性分析的实践，提出用水效率评价的新思路，供火电类建设项目水资源论证中用水合理性分析参考。

用水效率 电力行业 生物质发电 评价指标

1 引言

我国是煤炭资源开采大国，火力发电在中国电源结构中占主导地位。作为水资源利用和消耗大户，电力行业用水总量和占工业用水的比例都很大。以一座1000MW的火力发电厂为例，其日耗水量达到10万t，相当于一个小型城镇水厂一年的供水量。因此，提高行业用水效率需要得到重视。

2 现行用水效率评价

2.1现行用水效率评价思路

在一般火电类建设项目水资源论证工作中，用水效率评价的思路是：首先调查火电厂详细的用水方案，明确火电厂的生产规模、发电机组工作原理、机组总用水量以及各用水环节用水量；然后从相关规范及导则中选取相应的、合适的指标；最后根据指标的评判标准评价火电厂各环节用水合理性。

在生物质发电项目的用水合理性分析工作中，用水效率评价的分析思路与火电基本一致。而按照现在实际工作情况，由于没有专门用于生物质发电项目的用水效率指标，这类项目的用水效率指标一般借用火电项目的用水指标来进行评价。

2.2现有火电类项目用水效率指标体系

用水效率指标体系是由若干相互联系、互相补充、具有层次性和结构性的指标组成，是衡量水资源高效利用水平及其指标的有机集合，要能综合反映工业水资源的利用水平。评价指标选取应遵循代表性、科学性、独立性、可比性和可行性等原则。

我国火电行业用水效率的评价指标众多，大部分指标是以火力发电机组运行原理为基础制定出来的，一般按照循环系统、直流系统和空冷系统进行区分。在水资源论证工作中，借用火电项目的用水指标进行生物质发电项目的用水效率评价无法反映生物质发电的用水效率和用水合理性，也无法客观与火电项目进行用水效率比较。究其原因，虽然生物质发电项目和火力发电项目的机组在组成上有一定的相似之处，但是实际运行时的发电规模、机组用水量却相差甚远，只用现有指标体系里面的指标进行比较远远不够。

3 用水效率评价的新成果

在用水效率评价领域，利用现有评价指标分析电力行业用水效率已不能满足要求，使用火电厂的用水指标对其

他发电方式的用水效率进行评价也不合适。因此，必须寻找新的指标来完善现有用水效率指标体系，新的指标至少需要符合以下几点：

新指标不能只反映火电项目的用水效率高低，还要能反映其他火电类项目的用水效率，要能够体现不同工艺、不同冷却方式、不同规模的各类电厂用水水平；新指标的建立需要具有科学合理的推理过程，并且经过反复论证；新指标需要具有可比性和可操作性，在实际评价工作中应用方便；新、旧指标不能相互矛盾，能够与原有指标体系融为一体。总而言之，新的用水评价指标必须能够应用于我国现有的各类火电类建设项目，能给电厂的用水合理性提出合理的建议，帮助电厂提高用水效率，符合我国的政策要求。

3.1新的用水效率评价指标

笔者从近几年的相关文献中找到了一种对火电类项目具有一般适用性的用水效率评价指标，该指标从水功能的角度对用水效率进行评价，从用水的物化特性出发，对电厂生产用水过程和用水性质进行划分，以理论值与实际值的相对关系为评价结果。下面对该指标进行简单的介绍。

3.1.1划分用水性质

依据水在发电生产中的功能不同，划分为能量转换、热能传递、物质传输和其他生产保障用水四大类。能量转换用水主要是锅炉和汽轮机的补给水量，以消耗部分为理论计算值；热能传递用水主要为电力生产过程中的冷却用水，可分为凝汽器冷却水量和辅机冷却水量，包括冷却塔中的蒸发损失、风吹损失以及该热电厂的供热损失；物质传输用水主要是起清洁冲洗作用及溶剂作用的用水总和，如实验室处理用水、脱硫系统用水和除灰系统用水。其他生产保障用水由于可按照城市用水定额行进评价，故不将其计入电厂用水部分。

3.1.2评价指标的定义

在进行用水划分后，得出能量转换部分单位发电量用水量Qec、热能转换部分单位发电量用水量Qet和物质传输部分单位发电量用水量Qmt，计算电厂单位发电量理论用水量Qt，即

该值与电厂单位发电量实际用水量Qp之比即为评价指标，即

比值n越小，评价对象的实际取水量越小于理论用水量，其生产过程中的用水效率越高、用水管理水平越高。

3.2新评价方法的优缺点

表1 水量计算表 （单位：m3/h）

基于水功能用水效率评价方法理论上适用于任何涉及用水过程的发电厂，适用范围广、可比性强、计算过程简单，在电厂已经做过水平衡测试的前提下，只需要统计各部分用水量即可得出结果。

该方法目前尚处于理论阶段，没有真正应用于实际，需要进一步深入研究和考证。该方法只对能量转换、热能传递、物质传输三部分用水进行统计，实际上电厂用水组成复杂，特别是火力发电厂和生物质发电厂，某些用水环节的用水性质并不能完全明确划分，三部分用水各自的组成不宜盲目确定。

4 应用实例

为保证比较的结果趋于合理，本文均以优化后、夏季运行时的用水情况进行分析。由于凤台电厂二期项目与国能蒙城项目机组用水过程有很大的相似之处，因此以淮南煤电基地凤台电厂二期（2x660MW）扩建工程和国能蒙城（1x30MW）生物发电项目作为实例。对经过水量平衡优化后的凤台电厂二期和国能蒙城生物发电项目夏季工况用水量评价，电厂能量转换、热量转换、物质转换部分理论用水量和单位发电量理论用水量为Qt（见表1）。

假设电厂实际运行用水与设计情况一致（即没有发生任何渗漏及其他损失），则凤台电厂二期的评价指标为98.97%，国能蒙城生物发电厂为100%。依据该指标评价准则，凤台电厂二期用水效率较高，节水措施较好。

但是在统计各部分用水量过程中，有部分用水仍不能清晰界定，特别是在计算国能蒙城项目理论用水量时，按照文献提供的方法对第三部分的用水量进行统计时，其用水量是否为13m3/h值得商榷。另外，在该指标的统计方法上，是否计入第四部分用水也值得深究。

综上可见，基于水功能的用水效率指标适用于各类型电厂，仅针对电厂的用水水平进行评价，与电厂的燃料类型、生产工艺、技术装备水平等因素无关，对考核电厂的用水效率、用水合理性，促进电厂生产节水具有一定作用。基于水功能的用水效率评价方法目前尚处于理论雏形阶段，指标中各项用水理论值确定仍需作进一步深入的研究和论证，应用于水资源论证工作中方有实际意义。

5 结语

在当前我国实行最严格水资源管理制度、落实用水效率控制红线的大环境下，水资源短缺已经成为电力行业发展的瓶颈，提高电力行业特别是火电行业的用水效率，改善企业用水结构成为亟待解决的问题，而客观合理的用水效率评价方法又是必不可少的。用水效率研究作为一门软科学，应注重多学科的综合应用及交叉研究，注重在实践工作中总结经验，进一步丰富和完善火电行业用水效率评价指标体系，积极探索新的用水效率评价指标，将其运用于火电行业用水效率评价工作当中，促进火电行业用水效率的提高，改善火电行业节水管理工作，解决当前我国水资源供需矛盾■