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火电企业取水量估算方法研究.pdf

  • 上传人:first2
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  • 上传时间:2021-09-08
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    火电 企业 取水 估算 方法 研究
    资源描述:
    收稿日期: 20161118 基金项目: 国家自然科学基金项目 (51379181) 作者简介: 何晓静 ( 1991 ) , 女, 硕士研究生, 研究方向为水资源规划及管理。 DOI: 10.3969/j.issn.1004-7328.2017.01.001 火电企业取水量估算方法研究 何晓静 1, 甘升伟2, 陈 方 2, 方红远1 (1.扬州大学水利与能源动力工程学院, 江苏扬州225009; 2.太湖流域水文水资源监测中心, 江苏无锡214024) 摘 要: 火电企业是仅次于农业的主要用水行业, 其取水量占全国总取水量的15%左右。由于火电企业用水类型复 杂、 水费计收标准不一, 且取水水源水质差、 取水量大, 取水计量设施无定期检修, 导致取水计量产生误差, 因此有必 要对火电企业取水量估算方法进行研究, 以期加强企业用水管理和提高水费计收到位率。采用水泵运行时间和铭 牌推算法、 机组运行时间推算法等6种取水量估算方法, 以典型火电企业为例, 结合企业实际运行数据对总取水量、 非直流冷却取水量进行估算, 验证估算方法的适用性及合理性, 并提出不同工况条件下火电企业总取水量、 非直流 冷却取水量估算方法的推荐方案, 为进一步量化、 完善火电企业取水许可监督管理制度提供依据。 关键词: 火电企业; 总取水量; 非直流冷却取水量; 估算方法; 验证 中图分类号: TV213.4; TV214文献标识码: A文章编号: 1004-7328 (2017) 01-0001-06 Research on Water Intake Estimation Method for the Thermal Power Enterprise HE Xiao-jing1, GAN Sheng-wei2, CHEN Fang2, FANG Hong-yuan1 (1. School of Hydraulic, Energy and Power Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; 2. Hydrology and Water Resources Monitoring Center of Taihu Basin, Wuxi 214024, China) Abstract:The thermal power enterprise is the main water-using industry next to agriculture,which water intake is about 15 percent of the total water intake in the whole country. Due to complex water-use type of the thermal power enterprise, various water fee collecting rules, and poor quality of water sources and large amounts of water withdrawal, lack of timely de tecting water metering facilities, water metering and monitoring system data often cant accurately reflect the true wateruse situation of once-through thermal power enterprise, therefore, the research on water consumption estimation method for once-through thermal power enterprise has practical necessity. The present work discusses the several kinds of estimation methods for water use amount of once-through thermal power enterprise, such as pump running time and nameplate estimat ing method, unit running time estimating method, electric quantity estimating method, coal consumption estimating meth od, norm method, multiple linear regression method and so on. Taking the water use calculation of a practical thermal pow er plant as an example, the application procedures and applicable conditions are demonstrated for the proposed estimation method. According to the actual operation data of the thermal power plant, the total water consumption and water withdraw of non once-through cooling water system are estimated, and the applicability and rationality of estimation methods are veri fied. The recommended method is put forward for estimating total water consumption and water withdraw of non once-through cooling water system under different operation conditions of thermal power enterprises, to provide the basis for further improving licensing supervision and management system. Key words:thermal power enterprise; water withdraw amount; water consumption of non once-through cooling water sys tem; estimation method; verification 1引言 目前, 国内外关于火电企业取水量估算方法的 研究并非很深入, 火电企业取水与用水评估方法研 究依然比较薄弱。L Badr等通过总结、 比较、 分析美 国以往关于热电厂用水方面的研究, 得出直流式湿 式循环冷却系统的用水情况数据开发较好但干式和 混合式冷却系统的开发并不完善的结论 1; Kit Ng等 水资源 海河水利2017.No.1 万方数据 2017年2月 评估了不同的冷却技术和北安娜电站的运行策略, 建议以现有的冷却水库安娜湖建立一个核发电 机组, 以减少水量消耗和对湖泊温度、 水位以及下泄 流量的不利影响, 并探讨了用于估算水量消耗以及湖 泊水位和下泄流量对应关系的水热预算分析方法2; 宋轩等分析了火电工业取用水的现状和特点, 采用 分段趋势法, 以 20002006 年为实际值, 预测 20072010年的火电取用水定额, 提出相应对策, 可指导未来火电工业的节水减排3; 李友辉等分析 了火电厂现状用水定额, 采用单位发电量取水量法 对2020及2030年云南省滇中地区火电厂的用水量 进行预测, 并以单位装机容量取水量法进行复核4。 韩买良介绍了火力发电厂水资源利用和水务管理情 况, 比较国内外的火电厂耗水指标, 研究了水资源开 发利用和电厂的节水技术及改进措施等5, 6; 郑新乾 等为满足水利普查对河湖取水口取水量动态数据获 取的要求, 对不同取水计量方法进行研究, 并针对不 同取水计量设施的特点及适用条件, 提出切实可行 的计量方法供参考使用7; 王晋萍等通过对水泵的 配套功率、 扬程、 额定出水量、 电度表情况等进行认 真研究计算, 探索出了济南黄河滩区扬水站取水量 计算方法8; 姜蓓蕾、 张艳丽等提出在火电行业中宜 采用装机取水量和单位发电取水量作为节水考核指 标, 并分析了我国火电行业的废水回收利用、 提高循 环水系统、 除灰系统改进、 海水冷却技术、 水量计量 和水质监测等节水措施9-11; 左建兵等分析了北京市 国华热电等5大电厂的发电量、 产值变化、 取水构 成、 用水效率、 用水影响因素、 已经采取的节水措施 等12; 沈旭等从水的物理化学特性出发, 提出了一个 有物理机制的火力发电厂用水效率评价新方法, 并 对该方法的可行性与准确性进行了评析13; 黄子谦 等分析了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, 并提出用水效率评价 的新思路14; 杨虹等结合火核电行业的分布特征和 结构特点, 应用DEA模型对我国各地区火核电用水 特征进行了综合评价15。 为加强企业用水管理以及提高水费计收到位 率, 笔者通过分析火电企业水泵运行时间、 机组运行 时间、 发电量、 煤耗量等要素与取水量的相关关系, 研究提出可供参考的取水量估算方法, 并以典型火 电企业为例, 结合企业实际运行数据对总取水量、 非 直流冷却取水量进行估算, 验证估算方法的适用性 及合理性, 建议不同工况条件下火电企业取水量估 算方法的推荐方案, 以便为进一步量化、 完善火电企 业取水许可监督管理制度提供依据。 2常用的取水量估算方法及其适用条件 火电企业常用的取水量估算方法主要包括水泵 运行时间和铭牌推算法、 机组运行时间推算法、 电量 推算法、 煤耗推算法、 定额法、 多元线性回归法6种 方法, 详见表1。 方法 水泵运行时间和铭牌推算法 机组运行时间推算法 电量推算法 煤耗推算法 定额法 多元线性回归法 公式 V=qt V=f(1 Nt) V=f(1 NW) V=f(1 Nm) V=10EW y=0+1x1+mxm+ 适用条件 该方法快速简便, 且所需资料较少, 但仅适用于具有额定功率的传统水泵, 不 适用于新型变频水泵, 且仅用于估算企业的总取水量。 该方法所需资料相对较少, 但在非正常运行状态下, 不宜采用该方法来估算 企业的非直流冷却取水量。 该方法相关性较好, 且所需资料相对较少, 但在企业非正常运行状态下, 不宜 采用该方法来估算企业的非直流冷却取水量。 该方法计算前需将企业消耗的煤炭换算成标准煤, 且在企业非正常运行状态 下, 采用该方法估算出的非直流冷却取水量误差偏大。 该方法仅用于估算企业的非直流冷却取水量, 且计算前应扣除外供蒸汽量。 该方法计算精度高, 但计算相对复杂, 且技术要求高, 推广范围有限, 适用于 管理水平高、 具有较长实际生产运行资料系列的企业。 表1火电企业常用的取水量估算方法 表1中, V为企业取水量 (万m3) ;为水泵效率, 一 般取值范围为0.70.8;q为水泵额定流量 ( m3/h ) ;t为 水泵时段运行时间 ( h ) ;t为企业时段机组运行时间 ( h ) ;W为企业时段发电量 ( 万kW h ) ;m为企业时段煤 耗量 ( t ) ;E为火电行业用水定额 ( m3/MW h ) ;f为企业 取水量与时段机组运行时间、 发电量、 煤耗量的函数关 系;N为年内计算时段数;为相互独立且服从 N(0,2)的随机变量;0、1、2、m为系数。 3实例分析 笔者以镇江市某火电厂为例, 该火电厂
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