水资源对内蒙古火力发电限制与对策

'2014年6月吉林电力Jun．2014第42卷第3期(总第232期)JilinElectricPowerVo1．42No．3(Ser．No．232)水资源对内蒙古火力发电的限制及对策WaterResourceRestrictiononInnerMongoliaCoal—firedGenerationanditsCounter—measures裴育峰，丛东升(东北电力设计院，长春130021)摘要：介绍了内蒙古地区煤炭赋存、水资源及分布情况，对2030年前内蒙古地区水资源及环境容量对建设大型火电基地的支撑及限制情况进行了分析，指出科学地规划利用有限的水资源，严格执行用水标准和定额，加强水务管理，大力推广节水技术的使用是缓解水资源匮乏对火电发展限制的有效措施。同时指出，加快推进“煤中取水”技术在火力发电厂的应用，可以有效地缓解水资源匮乏对火电发展的制约，实现煤炭资源及水资源的高效、持续利用，推动内蒙古自治区社会经济持续发展。关键词：水资源；火力发电；节水技术；煤中取水Abstract：ThecoalstorageandwatersourcesdistributionstatusesinInnerMongoliaRegionhavebeenintroduced．Therestrictionandsupportofwatersourcesandenvironmentcapacityonlarge—scalecoal—firedgenerationbaseconstructioninthisregionbefore2030havebeenanalyzed．Measurementsincludingscientificplanningandutilizationofthelimitedwatersources，strictlyfollowingwaterconsumptionstandardandquota，intensifyingwaterutilitiesmanagementandwidelypopularizingwaterconservationtechniques，areproposedt0effectivelyreliefthelackofwater，whichrestrictsthedevelopmentofcola—firedgeneration．Ithasalsopointedoutthattospeeduptheapplicationof“gettingwaterfromcoal”techniqueincoal—firedpowerplantscouldrealizethehighefficiencyandsustainableutilizationofcoalandwatersources，whichpromotethedevelopmenttheInnerMongoliaAutonomousRegion．Keywords：watersources；coal—firedgeneration；waterconservationtechnique；gettingwaterfromcoal中围分类号：TM621．1；TV213；X321文献标志码：A文章编号：1009—5306(2014)03—0001—04内蒙古地区煤炭资源储量极其丰富，已探明储纵一横”交流和三条直流输电线路起点设在内蒙古，量约2400×10t，占全国已探明储量的25％以上，“三纵”即锡林郭勒一南京、乌兰察布一南昌、包头一其中褐煤保有储量1025×10t，占全国已探明褐煤长沙，“一横”即蒙西～潍坊，三条直流输电线路即锡保有储量的77．1左右；远景储量12000×10t，林郭勒一江苏、蒙西～江苏、呼伦贝尔～山西。上述仅次于新疆地区_】]。区内大部分煤田地质构造简单，电力通道总输送能力6250×10kW，相当于外送标厚度大，埋藏浅，煤层稳定，易于露天开采，而且煤种煤约2×10t，已开展前期工作的鄂尔多斯、锡林郭质量优良，种类齐全。同时内蒙古地区的环境容量相勒、呼伦贝尔三大煤电基地规模达1×1O。kw以上。对较大，年环境容量SO为27．32×10t／a，TSP为这些大型煤电基地距离华北、华中、华东等负荷中心92．18×10t／a，PM10为42．73×10t／a，NO为区6o0～1500krn，火电成本低，电力输送到江苏地22．17×10t／a。2012年全区SO2排放量为4．21×区落地电价低于当地火电上网电价0．o4～O．05元／10t／a，2015年预计11．0×10t／a[2]。煤炭储量和(kw·h)，有明显经济优势。环境容量具备建设大型煤电基地的基本条件。截止至2013年4月，内蒙古全区6000kw及国家电网公司“十二五”规划中的“三纵一横”以上发电厂装机容量8080．07×10kW．，其中火电特高压交流网架结构和15条直流输电线路中，“三6226．81×10kW；累计完成发电量838．67×收稿日期：2014—03—26作者简介：裴育峰(1969)，男，高级工程师，从事火力发电厂工程设计工作。·1· 2014年6月吉林电力Jun．2014第42卷第3期(总第232期)JilinElectricPowerVo1．42No．3(Ser．No．232)1OkW·h，其中火电746．O1×10kW·h。全区年业环保政策日益严格，单位发电耗水量自2000年的度累计外送电量463．48×10kW·h。4．1kg／kW·h逐年大幅度下降，但是由于发电容量逐年增加，2Ol1耗水总量仍达到了437．5×10。t，1水资源分布不平衡对发展火力发电的预计2015年火力发电耗水量将达到903×10t，约限制占全国用水总量的15。2004年6月，国家发改委《关于燃煤电站项目规划和建设有关要求的通知》要求高度重视节水，燃内蒙古的水资源主要来源于大气降水和少量冰煤电站项目应采用新技术、新工艺，降低用水量。对川融雪水，为地表水和地下水。全区流域面积在于北方缺水地区，新建、扩建火电厂禁止取用地下1000km以上的河流有107条，分属黄河、海河、滦水，严格控制使用地表水，鼓励利用城市污水处理厂河、西辽河、嫩江、额尔古纳河6个外流水系和乌拉的中水或其他废水。原则上应建设大型空冷机组，百盖河、塔布河、黄旗海、岱海、额尔古纳河等内流水万千瓦耗水指标要控制在0．38In。／s以下。系。全区地表水资源为406．60×10m。，与地表水不以2011年全国水资源利用情况为准：供水量占重复的地下水资源为139．35×10m。，水资源总量资源量26．3，工业用水占总供水量的23．9，火为545．95×10。m。，占全国水资源总量的1．92。电用水占工业用水量的29．99／5，估算内蒙古自治区另外黄河分水58．6×10。m。，黑河分水8×10。1TI。。水资源对于火力发电的支撑情况见表2(仅计算地全区多年平均水资源可利用量285×10。In。，其中地表水资源)l4J。表水17O×10121。，地下水1l5×10。in。。通过上述估算可以看到，最乐观地估计内蒙古同时，内蒙古地区水资源在地区和时程分布上自治区水资源可以支撑1019O×10kw的火电装极不均衡，且与人口、耕地分布不相适应(详见表机规模，小于规划的12500×10kw的需求。由于1)_3]。东部地区黑龙江流域土地面积占全区的全区的水资源分配的不均匀，如果扣除呼伦贝尔地27％，人口占全区的18，而水资源总量占全区的区后，水资源仅可以支撑2706×10kW的火电装67。内蒙古中西部广大地区人均水资源量都在世机规模。尤其是富煤的锡林郭勒盟、鄂尔多斯等地区行标准1000m。以下，属严重短缺地区。的水资源仅可以支撑466×10kw的火电装机规表1内蒙古水资源量分布情况1×10I-D_。模。水资源的匮乏成为限制内蒙古地区火电发展的盟(市)地表水地下水量主要因素。呼伦贝尔市298．1918．O0316．19表2估算的水资源对火电装机容量的支撑兴安盟39．679．8349．5O黼。／)／(1黻~104蝻kW量)4蛆6鲫1加通辽市7．9929．4837．47呼伦贝尔市298．195．64赤峰市25．9113．0738．98兴安盟39．670．750锡林郭勒盟7．3924．3831．77通辽市7．99O．15O鄂尔多斯市11．2O18．O229．22赤峰市25．910．490呼和浩特市4．797．O911．88锡林郭勒盟7．390．140乌兰察布市6．945．9612．9O鄂尔多斯市11．2O0．210包头市2．135．137．26呼和浩特市4．790．090巴彦淖尔市1．895．297．18乌兰察布市6．940．130阿拉善盟0．37I2．963．33包头市2．130．040乌海市0．120．15O．27巴彦淖尔市1．890．040阿拉善盟O．370．010乌海市O．120．0022000~2011年火电行业用水量占全国工业用水总量的30．46。尽管自2000年以来火力发电行·2· 2014年6月吉林电力Jun．2014第42卷第3期(总第232期)JilinElectricPowerVoI．42No．3(Ser．No．232)10。t左右。锡盟褐煤水质量分数在3O～43％之2解决水资源对火力发电发展限制的对策间，如果按照平均水质量分数35％计算，褐煤中的含水总量在350×10。m。以上。如果可以提取褐煤中的水并应用于火电厂，就可以彻底改变内蒙古地2．1合理规划，严格执行用水标准和定额区的水资源供给情况，有效解决水资源对于火力发2011年以来，内蒙古自治区政府出台了《关于电的发展限制。进一步加快水利改革发展的实施意见》，批准了《自国内最新研究的“基于炉烟干燥及水回收的风治区水资源费征收标准》，同时批准了《自治区“十二扇磨仓储式制粉系统的高效褐煤发电技术”(简称五”水资源合理开发利用与保护规划》，编制了《自治“煤中取水”技术)，实现了褐煤干燥及乏气水回收技区水利发展“十二五”规划》，制定了“十二五”水利发术与火力发电技术的相结合，是一种高效、节能的褐展总体目标；积极落实最严格的水资源管理制度，开煤发电系统，是褐煤火电设计技术发展向前延伸的展《西辽河流域水量分配方案》、《自治区取水许可总重要一步。该技术在电厂热力流程中增设干燥后乏量控制方案》和《自治区实行最严格水资源管理制度气水回收系统，提高褐煤的能量密度和锅炉效率，达实施方案》的编制工作；全面推进科学治水、依法治到提高褐煤机组的整体效率、降低煤耗、降低用水水，逐步建立健全水法规体系，起草了《自治区地下量、并减少污染物排放的目的。水管理办法》《自治区节约用水条例》；大力推进水利“煤中取水”技术的水回收工作原理是将风扇磨科技创新与技术推广；火电厂设计中严格执行DL／煤机出口的含有高浓度水蒸气的混合气体与煤粉分T783—2001《火力发电厂节水导则》规定的节约用离后进入“节能水回收装置”，降温后成为凝结水，进水技术原则，火力发电厂的取水定额不高于GB／T入水处理系统回收使用。采用煤中取水高效褐煤发18916．1—2012《取水定额》的规定l_5J。电技术可实现电厂高度节水的目标，600MW超临2．2加强电厂水务管理界机组燃用高水分褐煤时每年可节水超过5O×1O火电厂在规划、选厂、设计、建设及运行全过程m。，满足空冷机组全年的水耗指标，实现电厂“零补均应合理使用水源并将废水资源化，以求最经济和水”目的。采用“煤中取水”技术的600Mw电厂主最节约用水。电厂通过制订相关标准、规范及管理办要技术指标见表3。法，有针对性地制定出切实可行的节水技术措施和表3采用“煤中取水”技术的600MW电厂规划，使火力发电厂达到用水合理化和管理科学化，主要技术指标提高火力发电厂的水务管理水平。参数胜利煤白音华煤2．3大力发展空冷发电技术大型电站采用空冷技术要比传统的湿冷技术节水3／4以上，推广空冷技术，对富煤少水地区建设大型煤电基地，调整电源结构有着十分重要的现实意义。2．4采用中水回用技术利用城市生活中水作为供水源，实现水资源的综合利用，降低地表水的消耗。2．5大力推广节水新技术现代电厂设计中广泛采用废水回收技术、循环由表3可见，采用“煤中取水”技术的电厂，燃用水浓缩技术、干式除渣技术及海水直流技术等多方全水分在3O～40的褐煤，标准煤耗可以降低面的措施节约稀缺的淡水资源。6．7～10．3g／(kw·h)，对于600MW机组“煤中取水”量在8O～145t／h之间，全水分较高的褐煤可3采用“煤中取水”技术分析实现空冷机组的“零补水”。下面以为锡林浩特地区例，预估推广“煤中取内蒙古地区褐煤储量居全国首位，且主要分布水”技术对地区发展的贡献。锡林浩特能源项目用水在少水的锡林郭勒盟，探明的保有储量在1025×供需平衡预测见表4。·3。 2014年6月吉林电力Jun．2014第42卷第3期(总第232期)JilinElectricPowerVo1．42No．3(Ser．No．232)表4镭林浩特能源项目用水供需平衡表厂补水，从而降低甚至不需要消耗常规的水资源，锡1×1orfl0林浩特地区的工业发展的水资源限制问题可以得到有效地解决。4结束语富煤地区水资源匮乏是制约内蒙古地区建设大型煤电基地的瓶颈。科学地规划利用有限的水资源，供需平衡1574694175—1164严格执行用水标准和定额，加强水务管理，大力推广注：可供工业用水量含疏干水、城市中水。空冷机组、中水回用、干式除渣等节水技术是缓解水资源限制的有效措施；而采用“煤中取水”技术，通过由分析可以看到，在2020年前，锡林浩特境内提取褐煤中蕴藏的水作为电厂补水，同时结合其他水资源基本满足能源开发需要，但2020年后锡林浩先进的节水技术，将进一步解决水资源对于火电发特地区将出现供水缺口，主要集中在胜利、白音华、展限制，极大推动内蒙古自治区的经济发展。五间房等煤电基地。如新建机组均采用“煤中取水”高效褐煤发电技参考文献术，用水供水需求变化见表5。可以看到，如果大力推广“煤中取水”技术，蕴藏在原煤中的水将作为电[1]国家煤炭工业协会．中国煤炭工业年鉴201lEM]．北表5采用“煤中取水”技术的用水供需平衡表京：中国煤炭工业出版社，2012．1×10mE2]沈明忠，韩买良．火力发电行业的环境污染与水资源利用EJ]．中国环保产业，2011，(1)：43—48．[3]王勇，李兴，代文婕，等．内蒙古水资源供需平衡分析EJ]．人民黄河，2012，34(4)：42—44．E43康虎彪，刘传庚，谭玲玲，等．能源产业基地综合环境承载力评价研究一一以内蒙古锡林郭勒盟煤炭资源开发为例j-j]．中国能源，2010，32(3)：26—29．[5]杨文静，孟文俊．火力发电厂节水措施[J]．内蒙古水利，2010，(2)：68—69．供需平衡(编辑刘文千)、、8庐护、8嘈府s庐、s愈喈采％《吉林电力》编辑部关于著作权的声明为实现科技期刊现代化，推进科技信息交流进程，《吉林电力》编辑部已许可中国学术期刊(光盘版)电子杂志社在中国知网及其系列数据库、万方数据库、中文科技期刊数据库(维普网)产品中以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本-T1全文。本刊发表的文章，将由本刊编辑部统一入编光盘版和网络版。本刊向作者支付稿酬中已包括文章入编光盘版和网络版报酬，不再另行支付，因此，作者向本刊投稿的行为本刊即视为同意上述声明，如不同意上述著作权转让行为的作者，可另投其他刊物。特此声明!本声明长期有效。(本刊编辑部)·4’'