黄河流域火电行业用水定额合理性评估应用研究 67页

'万方数据致谢首先感谢我的导师谭炳卿教授，本论文从选题开题、结构编排、结果分析以及论文修改等都凝聚了老师的心血。在研究生三年的求学过程中，谭老师忘我的工作热情和严谨的治学态度都深深影响着我，并将会使我受益终身；在学习中，谭老师给我提供了良好的学习环境和多次实践机会，从理论和实践两方面使我进步；在生活中，谭老师也给予我深切的关怀和帮助。在此由衷的感谢我的恩师，并向他致以深深的谢意和诚挚的祝福。论文完成过程中，非常感谢赵静老师的指导和帮助，感谢黄河水利科学研究院水资源所在资料收集方面和在课题进行过程中给予的指导和帮助，感谢他们给我学习和锻炼的机会。在此向他们表示衷心的感谢!三年来，感谢师弟师妹在生活和学习上给予的帮助和支持，特别感谢我的同门在学习上的相互鼓励和无私的帮助，大家亲如手足般的情谊是我最珍贵的财富，即将毕业之际，衷心祝愿大家都有一个美好的明天!特别感谢我的家人，在学习和生活中的一切成果和进步都离不开家人的关心和理解，感谢他们在我求学路上给我无私的鼓励和支持。最后，衷心感谢评阅我论文和出席答辩的专家和老师，感谢你们在百忙之中给予我的指导。作者：焦军2015年4月10日 万方数据摘要黄河流域大部分区域位于我国北方干旱、半干旱地区，是我国北方能源资源的富集区，在国民经济发展中占有举足轻重的地位，随着黄河流域资源开发和经济社会的快速发展，水资源供需矛盾日益突出，水资源短缺已经成为制约黄河流域社会经济可持续发展的主要瓶颈。用水定额管理是水资源管理的基础性工作，但随着经济社会快速发展、产业升级与技术进步，流域各省区现行火电行业用水定额与当前实际用水水平已有较大差距，因此，正确评价现行火电行业用水定额的合理性显得尤为重要。目前火电行业用水定额评价涉及到的影响因素较多，用任何单一指标来评价用水定额都是不全面的，需要有一系列评价指标组成的指标体系来进行综合评判。因此，开展火电行业用水定额合理性评估研究对落实最严格水资源管理具有重要的意义。本次评估在调查研究及专家咨询的基础上，采用多层次灰色关联综合评判对黄河流域各省区现行的用水定额标准进行全面分析评价。构建的指标体系充分考虑了火电行业定额制定、定额应用、定额修改等方方面面的诸多内容，从各省区现行定额的覆盖性、合理性、先进性和实用性四个方面进行评估，通过实测、调查和统计量化评价因素。建立的指标体系，以黄河流域各省区现行的火电行业用水定额为基础，以各指标的最优值组成的序列为最优指标集，利用多层次灰色关联分析法计算出流域各省指标序列与最优指标集的相似程度从而确定流域各省区火电行业用水定额的相对优劣程度。并根据分析结果展望现行定额的修订完善，供流域各省区在以后的用水定额标准修订过程中参考。关键词：火电行业；用水定额；合理性评估；灰色关联；Ⅱ 万方数据ABSTRACTMostoftheareaintheYellowRiveriS10catedinaridandsemi—aridregionsinnorthernChina，wherearealotofrichenergyresources，andplayadecisiveroleinnationaleconomicdevelopment．WiththerapiddevelopmentoftheYellowRiverBasinresourceandtheeconomicandsocial，watersupplyanddemandbecomeincreasinglyprominent，watershortageshavebecomeaconstrainttosustainablesocio—economicdevelopmentoftheYellowRiver．WaterquotamanagementiSthebasicworkonthewaterresourcesmanagement．withtherapideconomicandsocialdevelopment，industrialupgradingandtechnologicalprogress，existingthermalpowerindustrywaterquotasinYellowRiverBasinprovincescurrentlyhaveawidegaptotheactualwaterlevel．therefore，correctevaluationofthereasonablenessoftheexistingthermalpowerindustrywaterquotaisparticularlyimportant．Atpresent，evaluationofthermalpowerindustrywaterquotaisinfluencedbymanyfactors，andusinganysingleindicatortoevaluatethewaterquotasarenotcomprehensive．needtohaveaseriesofevaluationindexsystemtocarryoutcomprehensiveevaluation．Therefore，tocarryoutthethermalpowerindustrywaterquotarationalityevaluationcombinedwiththestatusquolevelofthethermalpowerindustryintheYellowRiverBasin．buildwaterquotareasonableevaluationindexsystemtoprovideareferenceforthepracticalimplementationofthemoststringentwatermanagement．Thisevaluationonthebasisofresearchandexpertconsultingwiththemulti-levelgrayrelationalcomprehensiveevaluationmethodconductacomprehensiveanalysisfortheexistingwaterquotaofprovincesintheYellowRiverBasin．Indexsystemconstructedisfullyconsideredquotadevelopment，quotaapplication，quotamodificationandotheraspects，assessedincoverage，reasonable，advancedandpractical，ofwhichevaluationfactorsquantifybymeasurement，surveysandstatistics．EstablishedindexsystemisbasedontheexistingthermalpowerindustryintheYellowRiverprovinces．sequencesoftheoptimalvalueofeachindexiSastheoptimalindexset，useamulti-levelgrayrelationalanalysistocalculatethedegreeofsimilaritywiththeoptimalsetofindicatorstodeterminerelativemerits．Andmakerecommendationsforamendmentstotheexistingquotabasedontheanalysisresults，referencetothewaterquotastandardrevisionprocess．KEYWORDS：Thermalpowerindustry；Waterquota；reasonableassessment；graycorrelation．III 万方数据目录l绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯．11．2国内外研究进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2．1国内研究进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．2．2国外研究进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．3研究内容和技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．41．3．1研究内容⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．41．3．2技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52黄河流域火电行业概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．72．1黄河流域火电工业发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．72．2火电行业用水特点⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．83火电行业用水定额⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．103．1火电行业分类及代码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．103．2用水定额指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．103．3国家标准、行业准入条件及其他标准文件⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯103．4相关省区火电行业用水定额⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．114黄河流域火电行业用水情况调查与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯144．1调查方法与样本情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．144．1．1行业分类与调查方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯144．1．2样本概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯，⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．154．2黄河流域各省区火电行业基本情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．154．2．1装机规模⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．154．2．2黄河流域火电工业冷却方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．164．2．3火电厂节水技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．164．3黄河流域火电行业典型企业用水水平分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．174．3．1宁夏中宁发电有限责任公司水平衡测试分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．174．3．2内蒙古岱海发电工程水平衡测试分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．204．3．3实际调查企业用水水平分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．245火电行业用水定额合理性评估⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．26N 万方数据5．1评估内容与方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．265．1．1评估方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．265．1．2黄河流域及省区用水定额计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．265．1．3用水定额合理性比较分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯325．2火电行业用水定额综合评估⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．385．2．1评估内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．385．2．2评价方法与指标体系的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯385．2．3评价指标分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4l5．2．4多层次灰色关联模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．415．2．5模型应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．446结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．566．1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯566．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57V 万方数据插图清单图1．1本课题技术路线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6图4．1黄河相关省区火电行业分类情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14图5．1火电行业用水定额综合评价指标体系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40 万方数据表格清单表2．1近年来黄河相关省区火电装机及发电量统计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7表3．1黄河流域相关省(区)火电行业用水定额⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11表4．1火电厂主要节水技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17表4．2中宁电厂一期2×330MW机组的主要参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18表4．32007年～2011年全厂取、退水量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．19表4．4用水指标计算表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20表4．5岱海电厂一、二期工程主要设备一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21表4．6岱海电厂2008年一-"2012年逐月平均发电负荷汇总表⋯⋯⋯⋯一22表4．7岱海电厂2008年～2012年取水量汇总表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22表4．8岱海电厂一、二期工程用水指标计算表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．23表4．9典型火电企业用水水平分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25表5．1黄河流域己建火电机组指标测算成果表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28表5．2黄河流域各省区己建火电机组指标测算成果表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29表5．3黄河流域新建火电机组指标测算成果表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．30表5．4各省区新建火电机组指标测算成果表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31表5．5用水定额评价系列国家及行业标准部分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．32表5．6黄河上游四省火电定额比较系列(单位发电用水量)⋯⋯⋯⋯⋯33表5．7黄河上游四省火电定额比较系列(单位装机容量用水量)⋯⋯⋯．34表5．8黄河中游两省火电定额比较系列(单位发电用水量)⋯⋯⋯⋯⋯35表5．9黄河中游两省火电定额比较系列(单位装机容量用水量)⋯⋯⋯36表5．10黄河下游两省火电定额比较系列(单位发电用水量)⋯⋯⋯⋯⋯37表5．11平均随机一致性指标尺，值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43表5．12覆盖性评估二级指标得分情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45表5．13各省区行业用水定额定期修改情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．47表5．14合理性评估二级指标得分情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47表5．15先进性评估二级指标得分情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．49表5。16在取水许可与审批中的应用情况专家区间评分表⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51表5．17各省区现行用水定额相关指标值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52表5．18准则层判断矩阵及指标权重计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．53表5．19不同省区火电行业用水定额各层次评价结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．53Vll 万方数据1绪论1．1研究背景及意义黄河流域大部分区域位于我国北方干旱、半干旱地区，水资源极其贫乏。同时，黄河流域又是我国北方能源资源的富集区，在国民经济发展中占有举足轻重的地位，随着黄河流域资源开发和经济社会的快速发展，国民经济各部门对黄河水资源的需求量越来越大，水资源供需矛盾日益突出，水资源短缺已经成为制约黄河流域社会经济可持续发展的主要瓶颈Il~3J。推动节水型社会建设，实行最严格水资源管理制度，用水效率控制是其核心内容之一。毋庸置疑，用水定额管理是用水效率控制的主要抓手。用水定额是衡量用水户用水水平、挖掘节水潜力、考核节水成效的科学依据14J。科学合理的用水定额，可以鼓励节水单位继续努力，促进后进单位节约用水、合理用水，对缓解水资源紧缺状况，实现水资源的可持续利用，支持国民经济可持续发展都具有十分重要的意义。用水定额管理工作是水资源管理的基础性工作，是节水型社会建设的核心任务之一15J。《中华人民共和国水法》(2002．10．1实施)第四十七条明确提出“国家对用水实行总量控制和定额管理相结合的制度”。国务院《取水许可和水资源费征收管理条例》(中华人民共和国国务院令第460号，2006．4．15实施)第十六条规定“按照行业用水定额核定的用水量是取水量审批的主要依据”。科学合理的用水定额不仅可以规范用水，更重要的是可以引导全社会提高用水效率，进而实现水资源的可持续利用【6J。水利部《关于加强用水定额编制和管理的通知》(水资源【1999]519号文)和《关于抓紧完成用水定额编制工作的通知》(资源管【2001】8号)要求各省、自治区、直辖市水利厅(局)组织编制用水定额。2011年全国水利工作会议提出：把严格水资源管理作为加快转变经济发展方式的战略举措；到2020年基本建成水资源合理配置和高效利用体系；着力实行最严格的水资源管理制度，加快确立“三条红线”，把节约用水贯穿经济社会发展和群众生活生产全过程；大力推进节水型社会建设【7J，实行最严格的水资源管理制度。国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见(国发(2012)3号)第十一条要求“强化用水定额管理，各省、自治区、直辖市人民政府要根据用水效率控制红线确定的目标，及时组织修订本行政区域内各行业用水定额”。国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见实施方案的通知(水资源[20121356号)明确要求“十二五”期间要完成健全用水定额标准，将用水定额作为水资源论证、取水许可、计划用水等水资源管理的重要依据，严格用水定额管理。2012年全国水利厅局长会议指出：要严格用水效率控制，修订区域用水定额。1 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文用水定额是一个动态指标，具有先进性、合理性和科学性的特点，其制定、完善和实施也是一个动态过程瞵J。用水定额的制定需要与水资源条件、用水需求的变化、节水技术的进步、管理水平的提高等相适应【9】。定期评估并调整用水定额，发现并改进在以往定额确定中存在的问题和不足，使其与资源条件、社会经济及技术水平相协调，是保证其先进性、合理性及科学性的重要手段。截止2005年7月，黄河流域涉及的青海省、四川省、甘肃省和宁夏回族自治区、内蒙古自治区、陕西省、山西省、河南省、山东省均颁布了行业用水定额地方标准。用水定额在建设项目水资源论证、取水许可管理、计划用水管理、节水管理、用水定额累进加价制度的实施以及用水总量控制等水资源日常管理等工作中得以运用，有效的强化了水资源管理，对指导合理用水起到积极作用，推进了节水型社会建设。但是，不可否认，随着经济社会快速发展、产业升级与技术进步，节约用水工作的不断推进和深入，流域各省区现行用水定额存在不完善、细化不够和定额标准与当前用水实际存在差距等一系列问题，并最终导致了用该定额标准指导的用水户总体用水效率不高，弱化了用水定额限制和引导节约用水的作用，不能起到促进节约用水和提高水资源用水效率的作用【lo】，这与最严格水资源管理和建设节水型社会的要求不协调⋯】，已不能作为用水定额管理的依据，迫切需要进一步修订。本课题在对流域各省区现行的火电行业用水定额进行专题调研的基础上，通过收集典型用水户近年用水资料和水平衡测试成果，分析其主要用水指标，结合国家发布的有关标准和有关行业准入条件，评估现行各省区行业用水定额标准的合理性，为流域各省区用水定额标准修订提供一定的参考。1．2国内外研究进展1．2．1国内研究进展国内对用水定额的研究相对较多，余吴峰【12】结合国内外资料，分析我国现状用水定额体系中存在的问题，对定额制定方法提出了实验性的新思路，提出了新的定额体系和定额制定方法；王甜甜【l3J分别用类比系数调整法和指标群半结构性识别法确定产品的用水定额，并将两种方法综合整理得出最终结果，制定出符合大连市取用水水平的行业用水定额，试图解决大连市目前相对滞后的用水定额与节水水平提高的矛盾；冉连起19J提出用水定额是已经形成的标准体系，有些定额已沿用多年，调整这一体系会遇到很多困难，其中不仅涉及思路和观念的转变，技术路线的变革，还会涉及管理标准和管理体系的重新确立；周广安认为通过建立动态用水定额数学模型，最后以曲线方程的形式表示企业产品用水定额，解决了企业产品结构、生产规模、用水水平和季节变化等因素对用水定额的影响的问题； 万方数据1绪论赵博【14J等人基于层次分析法建立“行业用水定额”应用评价指标体系，该体系分目标层、主准则层、次准则层3层，共有23项量化评价指标。应用模糊综合评判法构建“行业用水定额”应用评价模型，并给出了具体评判过程。张象明【15】等人从松辽流域视角出发，对辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古四省(自治区1的工业产品定额进行分析，确定了工业产品的推荐用水定额；在分析基准年工业行业用水水平的基础上，采用不同方法对各水平年的需水定额进行了预测，给出了工业用水定额指标体系。2002年我国开始实行用水总量控制和定额管理结合的水资源管理制度，全国各省先后制定了各区域的用水定额，已成为水行政主管部门开展水资源配置、节约、保护工作的重要依据Il6|。到目前为止，我国对行业用水定额的研究主要集中在制定、修订和管理等方面，较少涉及对行业用水定额覆盖性、先进性、实用性等情况进行评价，缺乏系统的各行业用水定额评价体系。因此，开展用水定额的综合评价，对于推动节水型社会建设，落实最严格水资源管理措施具有重要意义。1．2．2国外研究进展针对世界性的水资源短缺问题，世界各国很早就在进行研究，目前国际上对于水资源利用效率的研究很大程度上都集中在对农业用水方面，工业用水和城镇用水方面相对来说，研究出的成果少些ll¨。在农业水资源利用效率方面，国外学者针对农业水资源如何高效且可持续利用进行了深入研究。Battikhi[18J指出滴灌系统的灌溉水有效利用系数在O．8～0．91之间；Zalidisll9】等指出喷灌系统的灌溉水利用系数在O．54～0．8之间；Oster[201等指出地表灌溉的灌溉水利用系数在O．5～0．73之间。农业灌溉用水效率除了从技术角度衡量外，还与当地的气候、温度等有直接关系，如Biazin[211和Stroosnijdert22峙旨出干旱地区种植雨养型旱作物，雨水收集与管理技术能提高雨水利用效率，土壤表面活性剂能提高植物根区渗透力和持水能力，通过地膜覆盖，可以有效的减少水量蒸发。Condon[23-25J等研究植物在特定时间段内对C02的吸收与蒸散比例，即测量植物气孔对C02的吸收与蒸散速率之间的关系，探索提高农业水资源利用效率的方法。Howell[261指出，农业用水受自然因素的影响很大，研究对象一般选取的是一个流域或者灌溉区，减少自然因素对农业水资源利用效率的影响，同时指出，提高农业灌溉工程及农事管理的水平，减少灌溉过程中的无效水量损失，是提高农业水资源利用效率的主要方法。S．Burke【27J指出在考虑水价的情况下，灌溉水利用效率就不仅仅取决于灌溉技术水平，而是技术与管理的综合效率。Mc．Gockin[28】指出在灌溉技术水平没有大幅改进时，用户管理水平的高低将是决定灌溉水用水效率的决定因素。在工业水资源利用效率方面，如何提高工业用水效率，加强工业用水的管理3 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文已经成为各国近年来研究的主要内容。早在上世纪中期，世界联合国本部、粮农组织、世界气象组织、联合国教科文组织、联合国工业发展组织等，都列出专项课题对工业用水定额管理进行了系统认真的研究和讨论，并取得了可喜的成绩，从而有力地推动了世界工业用水定额管理的开展例。Thompson[30峙旨出，1980～1985年，美国采用工业水循环利用技术及污水回用技术，使其工业新用水量减少了32％。Colen-braJlder【311指出，荷兰在20世纪50～70年代工业用水量先稳定增长后明显减少，而这段时间其工业产值却增长了3倍，可见其万元工业增加值用水量降低得很快，工业用水水平逐渐增强。在城市水资源利用效率方面，Anwandterl32]通过DEA方法对墨西哥城市用水进行评价，指出引入竞争机制，实行私有化，会提高用水效率；Aidal331等通过DEA方法评估了日本神奈川地区的一百多个城市用水效率情况；Sanders[34J也通过DEA方法对美国的水资源利用效率进行了评价。除此，国外对于水资源的研究还关注水权转让、水交易市场及水资源综合管理研究方面。JolⅡl【35“361等着从水权的形式和体系角度探讨如何促进水权的转让。Obroptal371等运用环境决策支持系统来解决流域水交易点的水质问题。Knapp等运用边际效应理论研究农业水权转移的趋势。Dabrowskil38】等运用虚拟水理论研究了农业用水与水权交易的关系。Zamanl39】等把水交易模型与水文水资源分配模型进行了集成，研究系统中影响水交易的因素，对综合模型的应用也进行了探讨。1．3研究内容和技术路线1．3．1研究内容用水定额涵盖了社会经济生产的方方面面，内容广泛、庞杂，一次性给予评价是不现实的，也是不科学的【40|。选择流域内高耗水、高污染、规模大的主要用水行业开展评估，既可以抓住主要矛盾，又能起到示范和推动作用【411。本课题从火电行业入手，评估沿黄各省区火电行业用水定额的合理性，以期为各省区火电行业用水定额修订及后续工作开展提供一定的参考。(1)火电行业用水特点．分析青海省、甘肃省、宁夏回族自治区、内蒙古自治区、陕西省、山西省、河南省和山东省等8省(区)火电行业用水特点与现状，分析火电企业水资源利用状况。(2)火电行业用水户用水调查及用水水平分析重点调查火电企业用水工艺、节水现状和近年实际生产运行情况，收集近年取水、用水、耗水和排水量；对近年已开展过水平衡测试的火电企业收集其水平衡测试资料，了解其现状实际用水水平。(3)火电行业现行用水定额合理性分析上卜 万方数据1绪论在分析对比有关标准的基础上，对各省(区)现行火电行业定额标准涵盖的完整性进行系统全面的评估。将不同途径收集到的资料，如典型用水户现状用水水平、水资源论证的结论、国际国内先进水平、国家发布的有关标准和行业准入条件等构成样本序列，采用对比方法进行分析，在考虑地(区)差异性和用水定额的先进性的基础上，提出各省(区)火电行业用水定额的评估结论。1．3．2技术路线编制科学的用水定额，加强用水定额评估和动态管理是贯彻落实最严格水资源管理制度、确定用水指标、控制取水总量以及形成以经济手段为主节水机制的前提，是建设节水型社会的客观要求。本课题以火电行业用水定额为分析对象，通过重点调查典型用水户用水工艺、节水现状和近年实际生产运行情况，收集近年取水、用水、耗水和排水量；同时，进一步搜集水平衡测试资料，了解其现状实际用水水平，包括单位产品用水量、重复利用率等，分析其用水水平：充分利用节水型社会建设试点过程中取得的实测资料、建设项目水资源论证报告书结论、国内外不同行业用水定额资料及国家和地方标准、行业标准以及国家有关政策规定(如行业准入条件等)等，并依据典型用水户调查结果，分析行业用水定额，评估现行用水定额的合理性。综上，本课题技术路线图如下所示：5 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文图1．1本课题技术路线图Fig1．1Thistopictechnologyroadmap6 万方数据2黄河流域火电行业概况2．1黄河流域火电工业发展趋势根据《黄河流域水资源综合规划》，预计2020年和2030年黄河流域火电装机容量分别达到13331万kW和15731万kW，增加值分别为503．2亿元和610．7亿元。2030年比2000年新增火电装机13105万kW，80％左右的火电装机集中在兰州至河口镇、河口镇至龙门和龙门至三门峡三个河段，70％的火电装机分布在宁夏、内蒙古、陕西和山西四省。同时，依据电力及能源领域统计数据，黄河相关省区(含黄河流域外)近年来总装机及总发电量呈稳步上升趋势。总装机及总发电量多年占全国比重稳定在35％左右，由此可见，黄河流域相关省区火电生产在全国占有重要的地位。表2．1近年来黄河相关省区火电装机及发电量统计单位：万kW：亿kWhTab2．1ThermalpowerinstalledgeneratingcapacitystatisticsintheYellowRiverInrecentyears按照“十一五规划”纲要，从国家层面的重点开发区域看，呼包鄂榆地区、宁夏7 合肥工业大学学历硕士研究生学位论文沿黄经济区为重点开发区。从全国能源开发布局看，重点在能源资源富集的山西、鄂尔多斯盆地、西南、东北和新疆等地区建设能源基地，在能源消费负荷中心建设核电基地，形成以“五片一带”为主体，以点状分布的新能源基地为补充的能源开发布局框架【42|。鄂尔多斯盆地，以煤炭开采加工和火力发电建设为主，加大石油、天然气、煤气和风能开发力度，建设高效清洁大型能源输出地。除满足本地区能源需求外，应主要保障京津冀、山东半岛、长江三角洲、珠江三角洲、东陇海、江淮、海峡西岸、中原、长江中游等城市化地区及其周边农产品主产区和重点生态功能区的能源需求1431。根据《电力工业“十二五”发展规划》，我国将坚持优化发展煤电的方针。基本发展思路是“推行煤电一体化开发，加快山西、陕西、内蒙古、宁夏、新疆等煤炭资源丰富地区的大型煤电基地建设，合理控制东部地区煤电装机规模，坚持输煤输电并举i44|。在煤电基地推广煤电一体化开发，在矿区因地制宜发展煤矸石综合利用项目”。在“十二五”期间，我国将以开发煤电基地为中心，重点建设的16个大型煤电基地中山西、陕北、宁东、准格尔、鄂尔多斯、彬长、陇东等煤电基地均与黄河流域有关【45|。可见，凭借资源禀赋，黄河上中游地区将成为我国重要的火电发展基地。zkq20160323综上可见，随着全国及区域内各项规划的逐步落实和实施，黄河流域能源基地建设将得到进一步的发展。黄河省区煤电基地及火电建设将进入快速发展的重要阶段。2．2火电行业用水特点水在火电行业中的用途是多方面的，主要用水环节是机组冷却系统耗水、锅炉耗水和生活消防杂用水等。循环冷却系统是湿冷机组用水、耗水最大的环节，其蒸发损失，风吹损失和排污损失约占全厂生产耗水量的70％，因此，根据电厂的实际情况，尽量提高循环冷却水的浓缩倍率和尽可能回收利用冷却塔排污水及工业废水和生活污水，以有效降低机组发电耗水率。冷却系统是电力生产过程中的一个重要环节，做过功的汽轮机乏汽需要在凝汽器中冷却凝结，然后重新开始循环。空冷就是以空气取代水为冷却介质的一种冷却方式，与传统的水冷机组相比，空冷机组冷却系统本身可节水97％以上，全厂节水约65％。建设一座湿冷电站的耗水量可以建设4—10座同容量空冷电站，因此，发展空冷技术是发展缺水地区电力工业的重要途径【4¨91。《国家发改委关于燃煤电站项目规划和建设的有关要求的通知》(国法能源[20041864号)(简称《通知》，下同)对火电厂节水工作做出了具体规定。《通知》第四条明确提出“应高度重视节约用水：北方缺水地区，原则上应建设大型空冷机组，机组水耗指标要控制在8万方数据 2黄河流域火电行业概况0．18m3／s．GW以下”。《产业结构调整指导目录(2011年本)(2013修正)》中鼓励“缺水地区600MW以上大型空冷机组建设”。各种行业准入条件的制定，为西北缺水地区电厂新建与改造指明了方向。热电联产是既产电又产热的先进能源利用形式，热电联产在增加电力供应的同时集中供热，具有节约能源、改善环境、提高供热质量、提高能源利用率等综合效益，是国家大力发展的通用节能技术。《中华人民共和国节约能源法》指出，国家鼓励发展热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率。黄河流域热电联产机组发展迅速，热负荷集中地区大力发展300MW热电联产机组。热电联产机组的热网回水和补水受外部因素影响较大，其他部分的用水仅比凝汽机组略高，节水优势明型50~52|。zkq201603239万方数据 合肥工业大学学历硕士研究生学位论文3火电行业用水定额3．1火电行业分类及代码工业用水行业分类是编制工业用水定额的一项基础性工作。自1999年水利部决定开展用水定额编制以来，黄河流域各省(区)先后颁布了各自的工业用水定额。根据《国民经济行业分类与代码》(GB／T4754．2011)规定的工业行业分类，黄河流域九省(区)工业用水行业按照经济活动的同质性共分3个门类、35个大类、141个中类。编码方法如下：(1)行业门类采用英文字母顺序编码，即用A、B、C、D、E等顺次表示门类，门类在体系中与大类的联系并不紧密，它的编码方法与大类、中类的编码方法独立；(2)行业大类在参与层次编码的同时，采用两位数字顺序编码，依据分类体系的排列次序按升序编码；(3)行业中类采用三位数字顺序编码，编码的前两位表示所属行业大类，中类的代码末位数为“9”时，表示中类的收容类，以上没有包括的行业均收容在此类中。根据以上编码原则，依据《国民经济行业分类与代码》(GB／T4754—2011)规定，火电行业所属门类为D类(电力、热力、燃气及水生产和供应业)，大类为44(电力、热力生产和供应业)，中类为441(电力生产)，小类为4411(火力发电)。zkq201603233．2用水定额指标(1)工业产品用水定额根据《工业用水节水指标术语》(GB／T21534．2008)计算工业产品用水定额过程中主要涉及的水量及指标有取(用)水定额、新水量、重复利用水量和重复利用率，重复利用率是一个非常重要的考核指标，是评价企业用水水平的主要依据，设法提高重复利用率是节水的主要途径。(2)火电行业用水定额根据《取水定额》(GB／T18916—2012)，火电行业取(用)水定额主要采用单位发电取水量、单位装机容量取水量两个指标进行评价。同时，参考《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)，将重复利用率亦作为参考评价指标。3．3国家标准、行业准入条件及其他标准文件(1)本次评价选用的国家标准主要有《取水定额第一部分：火力发电》(GB／T18916．1．2012)、《节水型企业火力发电行业》(GB／T26925—2011)和《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660．2011)，具体指标规定详见相应标准。(2)我国在火电行业发布实施的主要准入条件《国家发改委关于燃煤电站项目规划和建设的有关要求的通知》(国法能源[20041864号)(简称《通知》，下同)对火电厂节水工作做出了具体规定。《通知》第四条明确提出“应高度重视节约用水：北方缺水地10万方数据 3火电行业用水定额区，新建、扩建电J’禁止取用地下水，严格控制使用地表水，鼓励利用城市污水处理厂中水或其他废水。原则上应建设大型空冷机组，机组水耗指标要控制在O．18m3／s．GW以下。”《通知》还指出“除西藏、新疆、海南等地区外，其他地区应规划建设高参数、大容量、高效率、节水环保型燃煤电站项目，所选机组单机容量原则上应为600MW及以上”、“在热负荷比较集中，或热负荷发展潜力较大的大中型城市，应根据电力和城市热力规划，结合交通运输和城市污水处理厂布局等因素，争取采用单机容量300MW及以上的环保、高效发电机组，建设大型发电供热两用机组”、“鼓励建设单机200MW及以上机组，鼓励建设国产高效大型循环流化床锅炉的煤矸石电厂”同时，《产业结构调整指导目录(2011年本)(2013修正)》对新建电厂规模进行了相关规定。鼓励“单机600MW以上的超临界、超超临界机组电站建设；缺水地区600MW以上大型空冷机组建设；采用背压(抽背)热电联产、热电冷多联产、300MW及以上热电联产机组”，限制“单机容量300MW以下的常规燃煤机组”，淘汰“单机容量100MW以下的常规燃煤机组”。(3)除了国家标准之外，电力、环境及其他相关部门也对火电行业用水定额做出了相应的规定，通过搜集、整理近年来相关部门发布的主要技术标准及文件，可以得到火电行业用水的主要定额规范要求还有《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)、《清洁生产标准燃煤电厂(征求意见稿)》(HJ／Txx．2003)、《重点工业行业用水效率指南》zkq20160323(工信部联节[20131367号)。3．4相关省区火电行业用水定额搜集黄河流域8省(区)火电行业用水定额，初步整理制定时间、更新情况、定额值等。黄河流域相关省区现行火电行业用水定额情况如下表3．1所示。表3．1黄河流域相关省(区)火电行业用水定额Tab3．1ThermalpowerindustrywaterquotainYellowRiverBasin万方数据 合肥工业大学学历硕士研究生学位论文zkq2016032345353025∥⋯瑟瑟m娜3／≯1075热电不包括供循环冷却30联产mkw3／≤7执由上表可见，黄河流域相关8省区所制定的取用水定额中均涵盖了火力发电行业，并进行了相应的规模、产品及生产工艺划分。从各省区定额情况来看，火电用水定额多以300MW为规模分界线，并相应给出了单位发电量取水量和单位装机容量取水量两种定额的表现形式。但通过简单分析不难发现，各省区用水定额涵盖的内容和工艺划分种类等方面仍存在不足，主要表现在以下几个方面：(1)规模及产品、工艺的覆盖上：各省区用水定额基本均对湿冷机组作出了规定，上中游省区中除内蒙古及山西两地区对空冷制定了相应定额以外，其余地区均未考虑空冷机组的取用水情况。依据国家相关规定，大型空冷机组正是这一区域的主要建设项目。12万方数据 3火电行业用水定额此外，各省区中仅山西和山东专门制定了热电联产机组的定额标准，而热电联产项目也是近年来我国北方地区重点鼓励和建设的机组类型。(2)定额指标选取方面：根据《取水定额第一部分：火力发电》(GB／T18916．1．2012)中对火电行业的取用水定额指标确定为单位发电取水量和单位装机容量取水量两项。但就各省区定额而言，除青海、宁夏、陕西三省区外，其余各省区均覆盖这两指标。(3)指标值确定方面：按照水利部水资源[20131268号文“水利部关于严格用水定额管理的通知”的有关要求，对国家已制定的用水定额项目，省级用水定额要严于国家用水定额。但从实际情况来看，各省区火电行业用水定额多是以《取水定额第一部分：火力发电》(GB／T18916．1．2002)为依据指定的，指标值基本延用该规范，因此指标值的确定缺乏一定的针对性，给定额的应用造成了障碍。(4)定额修订方面：按照水利部《关于加强用水定额编制和管理的通知》(水资源『19991519号文)和《关于抓紧完成用水定额编制工作的通知》(资源管[200118号)要求，黄河流域各省、自治区均以编制了用水定额。但时至今日，除个别省份对定额进行了修改外，多数省份仍然沿用老的定额。由于《取水定额第一部分：火力发电》(GB／T18916．1．2002)已进行了更新(《取水定额第一部分：火力发电》(GB／T18916．1．2012)，火电行业用水准入明显趋严，因此较早的定额很难照顾到近年来火电行业在规模、结构、工艺等方面的发展，适用性明显降低。zkq2016032313万方数据 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文4黄河流域火电行业用水情况调查与分析4．1调查方法与样本情况4．1．1行业分类与调查方法4．1．1．1火电行业分类火电机组按照功能大致可以分为发电机组和热电联产机组；按照冷却方式又可以分为空冷机组和湿冷机组。根据国家有关产业政策、火力发电行业发展规划，结合火电机组的功能、冷却方式和规模，从火电行业用水定额制定需要出发，将黄河流域火电机组进行如下分类，见图4．1。图4．1黄河相关省区火电行业分类情况Fig4．1ThermalpowerindustryclassificationintheYellowRiverBasin根据国家、电力行业有关发展政策及相关规划，黄河相关省区近年新建和改建的火力发电机组主要发展单机容量为600MW及以上的机组，并积极发展单机容量为1000MW的机组；热电联产机组以发展单机容量较大的300MW机组为主。因此本次评价将该部分大规模、高参数、高性能机组作为评价重点。但就现状而言，目前各省区运行机组仍存在300MW以下机组，随着“上大压小”的持续开展及落后产能的逐步淘汰，小机组所占数量和比重也将持续下降。因此在本次评价中，该部分机组不作为评价重点。14 万方数据4黄河流域火电行业用水情况调查与分析从冷却方式而言，黄河上中游青海、甘肃、宁夏、内蒙古及陕西、山西等省份新建火电行业以空冷机组为主，现状运行存在湿冷机组，绝大多数为循环冷却。位于黄河下游地区的河南及山东两省，机组冷却方式以湿冷形式为主，除山东部分海水直流冷-去NJ"t"，绝大多数电厂亦为循环冷却。综合以上分析，本次评价主要针对火力发电及热电联产两种生产方式进行评价，重点侧重单机容量在300MW以上空冷及湿冷循环冷却机组。4．1．1．2调查方法在选取火电行业作为用水定额评估对象的基础上，以黄河流域为重点，采用全面调查与重点调查相结合的方式，充分搜集各省区火电企业的用水情况。全面调查主要根据黄河流域8省区火电行业近5年来水资源论证报告审查结论、节水型社会建设资料及电力、能源、水利及社会经济领域的相关统计公报、年报及年鉴等，总体把握各地区火电行业的发展、生产及消耗情况。重点调查主要结合中国电力企业联合会火电行业能效对标数据、水平衡测试报告及各地区《重点企业名录》选择工艺、规模等方面具有代表性的典型企业，分析其用水工艺、过程及用水水平。4．1．2样本概况本次评估黄河流域相关8省区共调查2008～2013年各流域机构(黄委、海委及淮委)审定报告148份，其中热电联产项‘目55个，纯发电项目93个；按工艺划分，机组采用湿式冷却的项目64个，空冷项目84个。重点调查阶段，搜集了近3年黄河流域相关8省区火电行业能效对标基础数据，共有机组385台，其中小于100～225MW机组43台，300MW级机组204台，600MW级及以上机组138台。4．2黄河流域各省区火电行业基本情况火力发电厂是工业用水大户之一，在推行“上大压小”以提高用水效益的同时，还需对机组的耗水量规定严格的要求。火电企业用水多少主要与装机规模及生产工艺有关，其中冷却用水是电厂主要且用水量大的生产部门。4．2．1装机规模目前，我国在火电行业发布实施的主要准入条件《国家发改委关于燃煤电站项目规划和建设的有关要求的通知》(国法能源[20041864号)(简称“864号文”，下同)对火电厂节水工作做出了具体规定。“864号文”第四条明确提出“应高度重视节约用水：北方缺水地区，新建、扩建电厂禁止取用地下水，严格控制使用地表水，鼓励利用城市污水处理厂中水或其他废水。原则上应建设大型空冷机组，机组水耗指标要控制在0．18m3／s．GW以下。“‘864号文”还指出“除西藏、新疆、海南等地区外，其他地区应规划建设高参数、15 万方数据合肥：[业大学学历硕士研究生学位论文大容量、高效率、节水环保型燃煤电站项目，所选机组单机容量原则上应为600MW及以上”、“在热负荷比较集中，或热负荷发展潜力较大的大中型城市，应根据电力和城市热力规划，结合交通运输和城市污水处理厂布局等因素，争取采用单机容量300MW及以上的环保、高效发电机组，建设大型发电供热两用机组”。同时，《产业结构调整指导目录(2011年本)(2013修正)》中明确指出鼓励“单机600MW以上的超临界、超超临界机组电站建设；缺水地区600MW以上大型空冷机组建设；采用背压(抽背)热电联产、热电冷多联产、300MW及以上热电联产机组”，限制单机容量300MW以下的常规燃煤机组，淘汰单机容量100MW以下的常规燃煤机组。根据对黄河流域相关省区火电行业调查情况来看，黄河各省区，尤其上中游地区均处于北方缺水地区，近年来，各省区新建项目的立项与审批均按照相关规定的要求来进行，装机规模及生产水耗得到较严格的控制。同时，随着淘汰落后产能的持续推进，己投运项目的生产中小规模、高消耗企业占比进一步降低，产业结构日趋合理。4．2．2黄河流域火电工业冷却方式冷却系统是火电厂的最大用水系统，冷却方式的不同直接决定着电厂水耗。根据汽轮机凝汽设备冷却方式的不同，凝汽式燃煤电厂主要分为湿式冷却系统和干式冷却系统两大类‘53～551。其中湿式冷却系统主要有开式冷却系统和闭式冷却系统之分。就黄河流域相关省区而言，除下游河南及山东两省外，其他省区湿冷机组已基本停止建设。下游两省湿冷机组也以闭式冷却占绝对主导地位，而开式冷却方式则主要分布在山东省沿海地区。黄河上、中游地区水资源紧缺问题严重，部分省(区)已超指标用水(如宁夏、内蒙古、甘肃)，“864号文”第四条提出“应高度重视节约用水：北方缺水地区，新建、扩建电厂禁止取用地下水，严格控制使用地表水，鼓励利用城市污水处理厂中水或其他废水。原则上应建设大型空冷机组，机组水耗指标要控制在O．18m3／s．GW以下。”按照上述要求，考虑地区水资源条件，黄河流域上中游大部分区域新建火电厂必须采用空冷技术。黄河下游地区现有的电厂大多采用湿式循环冷却方式；但随着下游地区水资源供需矛盾的日益突出和空冷技术的不断改进完善，空冷机组将逐步成为未来火电发展的新趋势。4．2．3火电厂节水技术《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)对火力发电企业节水技术与措施进行了相应规定。根据调查结果，对已批复和建成项目进行统计，结合相关成果，可以得到黄河流域相关省区火电厂节水技术大致可以划分为无水生产工艺、提高发电效率措施、减低新水消耗措施及替代水源等几个方面，各方面主要技术种类及功能描述如下表所示。16 万方数据4黄河流域火电行业用水情况调查与分析无水生产工艺机械通风直接空冷间接空冷机组飞灰复燃风冷型干排渣气力除灰干储灰场直接利用空气冷却，无循环冷却水混合式凝汽器间接空冷系统，冷却水不与空气接触，无蒸发损失表面是凝气间接空冷系统，冷却水不与空气接触，无蒸发损失锅炉飞灰可百分之百入炉复燃，全部以液态渣排出，不用水利除灰空气冷却热渣，破碎后并入气力除灰系统气力除灰技术用排灰机和移动皮带使干灰堆放4．3黄河流域火电行业典型企业用水水平分析火力发电厂用水主要为生产用水及职工生活用水。根据电厂实际运行情况，火力发电厂生产用水环节主要有循环冷却水系统用水、锅炉补给水系统用水、脱硫系统用水、输煤系统用水、除灰渣系统用水。4．3．1宁夏中宁发电有限责任公司水平衡测试分析4_3．1．1项目概况中宁电厂装机容量2x330MW，锅炉采用亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉，汽机采用亚临界一次中间再热、单轴、双缸双排汽、凝汽式汽轮机，发电机采用凝汽式燃煤单元制汽轮发电机。机组的主要参数见表4．2。17 万方数据合肥1业大学学历硕士研究生学位论文表4．2中宁电厂一期2×330MW机组的主要参数Tab4．2ThemainparameterofZhongNingPowerPlantPhaseI2×330MW中宁电厂生活和生产用水水源均为黄河地表水，电厂一期2x330MW机组水平衡测试于2011年7月21日至2011年8月3日期间开展。测试期间，l”、2“机组每小时平均发电量为316．4MW、327．5MW，合计占装机总容量的97．5％，平均产渣量为957t／d，平均用煤量5785t／d，人口统计数量约530人。4．3．1．2供、用、排水系统(1)供水系统中宁电厂的供水系统包括：厂外补给水系统，净化站系统，工业、消防水给水系统，循环冷却水给水系统，生产水给水系统，生活水给水系统，废水处理回用水系统等。供水系统负责向全厂各用水系统提供所需的生活、消防和生产用水。(2)用水系统中宁电厂生活用水包括：办公区生活用水、生活区用水；生产用水包括：冷却水系统用水、脱硫系统用水、锅炉用水、输煤系统用水、捞渣机用水、冲洗用水、绿化用水、未预见用水等。生产用新鲜水由综合水泵房相应的工业水补给水泵、循环水补给水泵供给；回用水由回用水系统的回用水泵供给。(3)排水系统中宁电厂采用分流制排水系统，厂区内设净化站排泥水系统、生活污水下水道、工业废水下水道、含油污水下水道及雨水下水道。生活污水、工业废水和含煤废水分别处理后再回收使用。污水废水处理站集中设置。工业废水处理系统：由厂区工业废水下水道收集工业废水，通过格栅间后进入工业废水调节池，经工业废水提升泵提升至工业废水处理间，处理后的水由回用水泵提升至冷却塔，作为循环水系统补给水。整套工业废水水处理系统的设计处理能力为2×l50m3／h，允许最大处理能力为2×180m3／h。生活污水处理系统：由厂区收集的生活污水进入格栅问，拦截较大的悬浮物后进入生活污水调节池，经生活污水泵提升送到生活污水处理设备，经缺氧生化、一、二级生物接触氧化和过滤、沉淀、消毒处理，处理后的清水送入工业废水调节池，随工业废水8 万方数据4黄河流域火电行业用水情况调查与分析进行再次处理。整套生活污水处理系统的设计处理能力为2x10m3／h，允许最大处理能力为2x15m3／h。煤水处理系统：主要处理输煤系统冲洗排水及煤场雨水调节池内储存的煤场雨水，煤水处理间设计处理水量为2x15m3／h，采用加药、混凝、沉淀、过滤等工艺。渣水回用系统是将除灰工艺经澄清过的除渣系统排水进行冷却处理，送回除灰系统回用，以达到节水的目的。4．3．1。3近几年取退水概况2007"--"2011年中宁电厂全厂取、退水量及机组运行情况见表4．3。表4．32007年～2011年全厂取、退水量Tab4．3Thewholeplantwithdrawawaterandwithdrawalwaterin2007～20114．3．1．4全厂水平衡试验结果经测试计算，测试期间全厂平均净需水量为1329．1m3／h，全厂耗水量1309．2m3／h(生活区绿化、枣园和苹果的灌溉用水合计666．8m3／h)；排入新寺沟的水量为666．8m3／h，生活区绿化由新寺沟取水量为116．9m3／h，应退水量为549．9m3／h，实际基本上被枣园、苹果园取完，其中枣园灌溉219．7m3／h，苹果园灌溉330．2m3／h，无退水排入黄河。全厂循环冷却水量为63664m3／h。根据中宁电厂2007年----"2010年的实际运行记录，其年运行小时数在5200"---"6500h之间，平均年运行小时数为5850h，全厂利用小时数按6000h计算，满足电厂现状，并留有一定余地；生活用水按365d计算。鉴于中宁电厂开展水平衡测试期间为2011年7月和8月，正值该地区的夏季，参考夏季和冬季的水量平衡设计数据，冬季生产用水水量取夏季生产用水水量的85％，经计算，中宁电厂全年需新鲜水水量为745．7万m3(夏季和冬季均按3000h计)，其中生产用水需新鲜水水量为723．8万m3，生活用水需新鲜水水量为21．9万m3；考虑12万m3(20m3／h)的黄河原水处理和输水损失，现状需取黄河水757．7万m3。4．3．1．5水平衡测试结果与用水水平分析根据水平衡测试结果，计算电厂用水指标如下表所示。19 万方数据合肥]：业大学学历硕士研究生学位论文根据《火力发电节水导则》(DL／T783．2001)，单机容量为125MW及以上新建或扩建的循环供水凝汽式电厂全厂复用水率不宜低于95％，严重缺水地区单机容量为125MW及以上新建或扩建的凝汽式电厂全厂复用水率不宜低于98％。中宁电厂全厂复用水率为98．0％，符合导则技术要求。根据《火力发电节水导则》(DL／T783—2001)，≥300MW机组，全厂设计发电水耗率不应超过0．80m3／(s·GW)上限值(考核指标)，并力求降至0．60m3／(s·GW)下限值(期望指标)。中宁电厂全厂发电水耗率0．57m3／(s·GW、)，优于以上技术要求。根据《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)的指标要求，“200MW及以上机组，全厂汽水损失率应低于锅炉额定蒸发量的1．5％”。根据电厂记录资料，测试期间全厂汽水损失率平均为1．3％，符合导则要求。根据《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)的指标要求，电厂锅炉排污率：凝气式电厂不超过1％。中宁电厂0．5％符合要求。根据《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)的指标要求，电厂循环水系统循环水浓缩倍率应达到3～3．5。中宁电厂浓缩倍率1．55不符合导则技术要求，偏低。中宁电厂人均用水量为1132．08L／人·d，远远超出宁夏回族自治区人均综合用水定额在180"-"200L／人·d的标准，考虑火力发电厂淋浴用水量较大，并参考其他电厂的人均用水量，可适当调整生活用水量。4．3．2内蒙古岱海发电工程水平衡测试分析4．3．2．1项目概况岱海电厂规划总装机容量为8×600MW机组，分四期建成。其中，一期2×600MW亚临界湿冷燃煤机组(主机和辅机均采用岱海湖水直流冷却)分别于2005年10月和2006年1月竣工投产；二期2×600MW亚临界燃煤凝汽空冷机组(辅机采用岱海湖水直流冷却)于2011年1月投入商业运营，取水水源包括地表水水源(岱海湖水)和地下水水源(步量河地下水)两部分。工程主要设备及参数见表4．5。20 万方数据4黄河流域火电行业用水情况调查与分析表4．5岱海电厂一、二期工程主要设备一览表Tab4．5ThelistofthemainpowerplantequipmentofDaihai4．3．2．2供、用、排水系统(1)供水系统岱海电厂设综合水泵房、电建生活水泵房、生活水泵房、一期循环水泵房，二期开式水泵房各一处。(2)用水系统岱海电厂用水主要包括生产和生活用水。其中生产用水主要包括冷却用水、锅炉用水、除渣除灰系统用水、输煤系统用水、脱硫系统用水、煤场喷洒用水和厂区生活用水、绿化用水等；生活用水主要包括：电建区生活用水、厂区生活用水、多经区生活用水。一、二期工程生产用水主要包括：冷却系统用水、锅炉系统用水、脱硫系统用水、输煤系统用水、除灰除渣用水等。生活用水主要包括：办公区生活用水、电建生活区用水、多经区生活用水。(3)排水系统1)生活污水排水系统．生活污水主要来自厂房、办公区、食堂等生活用水设施。各期工程设置独立的生活污水管网，各建筑物的生活污水通过排水管道排至厂区生活污水处理站处理后回用，或输入工业废水集中处理站进一步处理后再回用。2)生产废水排水系统生产废水排水系统收集厂区内各工业建筑排放的工业废水，通过管网送至工业废水处理站。二期与一期工程共用工业废水处理系统，处理能力200m3／h，废水分类收集处21 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文————————————————————————————————————————————————————————一一理后进入清水池以备回用。脱硫废水经回收处理后回用于除灰。3)输煤冲洗水排水系统主要收集栈桥冲洗废水，处理后回用。4．3．2．3近几年取退水概况近几年岱海电厂l“、28、34、44机组运行和利用情况见表4．6，岱海电厂近几年用水情况见表4．7。表4．6岱海电厂2008年～2012年逐月平均发电负荷汇总表单位：MWTab4．6DaiHaipowerplantin2008——2012monthlyaveragegenerationloadSUmmarytable——1；_烹—————●!：=_：=．—————————●—————————————————————一．旦堕!!Q!笙．2009年2010年———■罚丁军—————五百夏广———————————————————————————————————————————-二—————一=：：：!=：：二11922．9810．0997．41660．2百石广2920．5564．2911．11236．31409．53954．4846．7894．71417．71431．64482．3843．3518．01320．71765．75988．2935．7725．81792．81832．86968．1560．0979．42224．31858．07955．51020．1895．52201．01914．28831．2537．1893．82032．91760．09772．1550．2709．31902．3I791．710866．2580．2582．71554．01516．5Il700．61183．6872．91674．01835．912598．51192．71035．91770．1一表4．7岱海电厂2008年～2012年取水量汇总表单位：m3Tab4．7DaiHaipowerplantwithdrawalwatersummaryin2008～2012硼忑竺兰竺兰!!篁兰墨2——地表水IgT．地表水地下水地表水地下水地表水地下水地表水IST*——————————————————————————————————————————————————————一：二：：二二：二：一生产取水量6．7亿98．9万5．3亿86．I万6．6亿86．5万5．3亿114．3万4．6亿91．5万期生活取水量5．0万4．9万5．2万2．9万．2．9万一生产取水量0．4亿0．3亿n1百苴H+41．8刀+41．7万“。““。生活取水量2．9万‘2．9万苫外供水量29．7万30．5万24．5万32．4万28．9万—_==_—————————————————————————————————————————————————一．合计取水量6-亿·33．653亿·2"万6．6亿，，6．2万+i?0弓，52．5万+4≠磊，26．2万4．3．2．4水平衡试验结果与用水水平分析经测试，冬季岱海电厂全厂新鲜水水量为75214m3／h，其中岱海湖水75010m3／h(其中75000m3／h为直流冷却水，可视为重复利用水量)，地下水204m3／h，耗水量为821m3／h22 万方数据4黄河流域火电行业用水情况调查与分析(含附加蒸发损失水量607m3／h)；夏季全厂需新鲜水水量112300m3／h，其中岱海湖水112098m3／h(其中112000m3／h为直流冷却水，可视为重复利用水量)，地下水202m3／h，耗水量1432m3／h(含附加蒸发损失水量1132m3／h)。根据水平衡测试结果，计算电厂用水指标如下表所示。表4．8岱海电厂一、二期工程用水指标计算表Tab4．8DaiHaipowerplantwateruseindexcalculationtable(1)全厂复用水率一期工程复用水率冬季为99．8％，夏季为99．8％，二期工程冬季为99．5％，夏季为98．9％，满足《火力发电厂节水导则》(DL／T783—2001)规定的单机容量为125MW及以上新建或扩建凝汽式电厂复用水率不宜低于95％的指标要求。(2)单位发电量取水量根据《取水定额第一部分：火力发电》(GB／T18916．1．2012)，单机容量>600MW的直流冷却供水系统的单位发电量取水量定额指标应小于0．46m3／(MW．h)；对于单机容量>_600MW的空冷供水系统的单位发电量取水量定额指标小于0．53m3／(MW．h)，单位发电量取水量符合相应定额。(3)全厂设计发电水耗率根据《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)，单机容量>300MW的新建或扩建凝气式电厂，采用淡水循环供水系统机组要求设计全厂发电水耗率不应该超过O．80m3／(s·GW)上限值(考核指标)，并力求降至0．60m3／(s·GW)-FI贻(期望指标)；采用空冷机组要求设计全厂发电水耗率不应该超过0．20m3／(s·GW)上限值(考核指标)，并力求降至O．13m3／(s·GW)T限值(期望指标)。岱海电厂一期工程机组冬季实际发电水耗率为0．2m3／(s·GW)，夏季实际发电水耗率为0．4m3／(s·GW)；岱海电厂二期工程机组冬季实际发电水耗率为0．04m3／(s·GW)，夏季实际发电水耗率为0．07m3／(s·GW)，满足规范中的相应要求。(4)全厂汽水损失率根据《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)指标要求，“200MW及以上机组，23 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文全』‘汽水损失率应低于锅炉额定蒸发量的1．5％”。本测试期间，岱海电』一一期汽水损失率冬季O．70％，夏季0．95％；二期工程冬季0．53％，夏季0．68％，符合导则要求。(5)锅炉排污率根据《火力发电J‘节水导则》(DL／T783．2001)指标要求，凝气式电厂锅炉排污率应不超过1％。岱海电厂一一期冬季为0．44％，夏季为0．19％，二期工程冬季为0．41％，夏季为O．19％，均符合要求。(6)全厂人均生活用水量岱海电厂冬季为432L／人·d，夏季人均用水量为438L／人·d，采用《室外给水设计规范》(GB50013-2006)综合生活用水定额标准，用水定额为180L／人·d，电厂用水量超过定额较大，考虑火力发电厂淋浴用水量较大，可适当调整生活用水量。4．3．3实际调查企业用水水平分析根据调查结果，各省区单机小于300MW的火电企业数量较少，主要装机规模都集中在300MW以上，由于近年来的大力提倡，600MW机组建设规模也得到了较大的提升。在冷却方式方面，黄河上中游地区新建电厂几乎均为大参数、高性能空冷机组，随着机组改造的逐渐推进，湿冷在西北各省所占比重十分有限，仅存的湿冷机组绝大多数为循环冷却，只有极个别(内蒙古岱海电厂一期)为直流冷却。处于黄河下游的河南和山东两省，火电企业冷却方式基本都为湿冷，其中山东沿海地区存在一定数量的海水直流冷却，这一特点与两地区人口密度大、水源条件相对较好的特点相符。搜集黄河流域8省区主要火力发电企业用耗水情况，按照不同规模、不同产品类型、不同冷却方式等分类，以单位发电量取水量作为电厂用水水平评价的主要指标，分析不同地区火电行业用水水平，单位发电量取水量指标计算结果如表4．9所示。 万方数据4黄河流域火电行业用水情况调查与分析由计算结果可知，电厂水耗数据基本呈随装机规模增大而逐渐降低的变化趋势。从黄河流域各省区均值情况来看，空冷机组的水耗率远低于循环冷却机组，其耗水量仅占同级别循环冷却机组耗水量的1／5左右。空冷机组中，又以600MW级机组水耗率最低，仅为O．34m3／MWh(0．094m3／s．GW)，具有较好的节水效益。循环冷却机组取用水指标相对较大，但也呈现随装机规模逐渐增大，取用水指标逐渐减小的变化特点。其中，600MW级机组取水指标最小，为1．53m3／MWh，较300MW以下级别降低水耗35．6％，较300MW级别低32．5％，节水效果明显。供热机组耗水量纯凝工况与发电机组相比差异不大，在供热时应增加供热损失所造成的耗水量。从各省区不同规模及工艺电厂，平均用水水平与《取水定额第一部分：火力发电》(GB／T18916．1．2012)的比较来看，黄河流域实际投运电厂平均用水水平均高于用水定额中的指标值。各省区中，青海、甘肃、宁夏、陕西及内蒙五省区的定额值基本按《取水定额第一部分：火力发电》(GB／T18916．1．2002)匍1定，即300MW以下循环湿冷机组4．8m3／MWh(1．0m3／s．GW)，300MW以上机组3．84m3／MWh(0．8m3／s．GW)。从实际用水水平来看，黄河流域相关八省区火电用水平均水平远高于上述省区定额标准，可见过于宽松的地方定额无法起到有效用水约束和引导节水的作用。25 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文5火电行业用水定额合理性评估取(用)水定额的制定涉及用水的各个方面和层次，既需要节水管理专业技术知识，又需要对各行业的工艺技术有所了解，还需要大量的基础资料和系列用水资料，因此很难做到面面俱到。同时，取用水定额又是一个动态指数，要随同经济社会发展、管理水平相适应，这样才能保证它的科学性、合理性、先进性和适用性。目前，我国对行业用水定额的研究及开展的工作集中在制定、修订和管理等方面【56】，较少涉及对行业用水定额覆盖性、先进性、实用性等情况进行评价，缺乏完备的评价体系。开展各省区各行业用水定额的综合评价，对提高水资源管理水平，推动节水型社会建设，落实最严格水资源管理制度具有重要意义。5．1评估内容与方法5．1．1评估方法搜集黄河流域8省(区)火电行业用水定额，火电行业国家标准，如《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)、《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660—2011)、《火力发电厂水务管理设计导则》(QDG1-S002--2009)、《取水定额第1部分：火力发电》(GB／T18916．1—2012)、《清洁生产标准．燃煤电厂》等关于火电行业用水定额的相关数据，通过分析国家有关部门发布的火电行业准入条件，以及国内同类型项目用水定额，构建用水定额评估系列，为用水定额合理性评估工作提供必要的数据基础。通过已建电厂实测运行资料和新建电厂水资源论证报告资料的分类整理，对新建和已建火电机组按区域分为黄河流域，黄河上、中、下游区和黄河各省区三层次进行定额测算，评估各省定额制定的合理性和科学性。根据《取水定额第1部分：火力发电》(GB／T18916．1-2012)，已建火电机组用单位发电量取水量定额(m。／(MW．h))指标控制，新建火电机组用单位装机容量取水量(mS／(s·Gw))指标进行控制。5．1．2黄河流域及省区用水定额计算根据水利部水资源司颁布的《用水定额编制参考方法》，用水定额的制订可采用经验法、统计分析法、类比法、技术测定法和理论计算法等。本次结合资料收集情况，在定额计算上优先采用二次平均法，个别样本较少的省份采用三点法等其他方法。在测算过程中依据火电行业分类(图4．1)，以单台机组为样本单元，兼顾样本对分类的覆盖情况，将已建电厂实测运行资料主要分为12个类别，新建电厂水资源论证报告资料分为8个类别进行分析。依据调查资料，二次平均法计算黄河流域、黄河上、中、下游及省区已建及新建电厂用水定额计算情况如下表5．1～表5．4所示。尽管表5．1～表5．4中列出了热电联产企业用水定额计算值，但由于不同企业供热与供气汽量差异较大，且实际投产企业的水耗量也难以分割剥离，因此该项的计算结果并 万方数据5火电行业用水定额合理性评估不稳定。结合热电联产的工艺特点，考虑到供热工况与纯凝工况之问相差水量基本为供汽与供热造成的不可回收水量，因此热电联产企业用水指标可以按照《取水定额第一部分：火力发电》(GB／T18916．12．2012)中规定以发电取用水量增加供热、供汽不能回收水量来确定。基于此，表中所列热电联产计算结果仅作为参考结果，本次评估不再单独对其进行评价。27 ∞Nn寸．∞N∞”．一卜∞．一∞c．nn心一．N卜nn．0n∞n．0峪寸．寸nn●一卜∞．一nnno．N寸N．N卜@．寸nN卜．N卜■N"【一．∞N!．o心一．o∞节nn!．0￡．0装^文v山遥霁}蟋¨骜L迥零将婪n∞．卜N寸c-o卜n．o岔寸．onn∞oN．N寸@c．N瓦．N泛．N寸o．卜n寸卜N．o卜on．0西N．6Nnnc．o”n寸．0∞n．on小n．一卜∞．一nN．nn心口．一小心．o口心．o装^矗一山避零}《¨基【=1]捌霎幡婪10．寸n—n．o”nn．on∞口．0n∞∞．0∞乜nN∞∞．一一o．Nn∞．on小卜一．Nn△N．N卜n．nn”西N．0一Nn．on啦．6Nnnn．0寸an．0⑦卜．cNno西．o”岔￡．_n∞．on寸∞．一心昏．一心∞．￡N”节N⑦心．NNN．0NqoN寸．IN寸．一装^矗v厶遥零}憨¨装q姆轷埒凄幸卜o．nnn￡．o价c．o∞一．nn西nn．0∞∞乜o∞∞．寸nn∞．_【10．Nn．一n寸I．N—心N寸c．o∞n．0万方数据 ANon．一n岔．一no．NN￡．嘧n∞N心Nn．N∞●nN寸c．o∞￡．on．Nn卜∞．一心n．nn寸寸NN”．N卜西．∞nN卜．N卜卜．N一一．9N寸一．0∞一．o∞寸．QN=．oN，o装^Rv山翠露}愍¨迥密将婪长rTl∞N．NnnN．一△n．一N●nn寸o．N卜o．NN．寸n卜∞．一卜n．寸n寸∞．一No．Nn卜o．0n卜o．o装^矗v皿翠零}《¨翠露将婪证庭n∞．Nn寸c．o卜n．o岔寸．o昏寸．o寸一．n寸一．c■寸n谚N．o昏N．o寸卜．I￡吣c-oN寸．on寸峪N卜N．"【N∞．一心￡．昏nNo．N⑦o．N摹^R√正趔霉}憨¨理露博婪∞∞．nn∞△．一No．N_【n．N寸岔“n∞N．0Nc．on．0n．ocI．Nc【．Nn一．on心∞．一N小．一岔婚．0岔心．o装^Rv(I靼露}《¨遥轷将婆陋毯∞N∞乙．on．o∞o．o乱∞．o也n∞o．NN一．Nn心o．Nn∞o．NtNn∞N．o—C．o寸n蛤n．o∞n．o⑦．寸n∞也．一寸卜．一Nn卜⑦．一寸o．NNN．NNN．oNN．0装^矗v厶遥霹}《¨坦霹幡婆聪霍一寸。一寸．o寸卜一寸●一∞．cn—n．onn．o@．onN叩o”卜n．oIc．o—n．on．卜N西∞．一寸@．一装^RvI迥轷7k巡一靼轷恃棼嘣nno．NN”．NN价．N寸．o寸o”∞．0nN寸．on寸．o一∞．oN万方数据 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文表5．3黄河流域新建火电机组指标测算成果表(m3／(s·GW))Tab5．3ThenewthermalpowerindexmeasureoutcomestableinYellowRiverbasin火力发电(Mw)热电联产(MW)区域类别循环湿冷空冷循环湿冷空冷3：：了≥6003：：了三600<300兰300<300兰300样本均值0．70．550．1140．78O．59下游二次平均值0．7O．510．1140．78O．54P(九)％34．228．4334．8330 万方数据火电行业用水定额合理性评估表5．4各省区新建火电机组指标测算成果表(m3／(s·GW))Tab5．4ThenewthermalpowerindexmeasureoutcomesrubleinYellowRiverbasin区域类别火力发电(MW)热电联产(MW)循环湿冷空冷循环湿冷空冷3：：了≥6003：：了三600<300芝300<300芝300陕西二次平均值0．5750．110．1030．4950．2790．1490．101P(九)％33．6432．88山东二次平均值0．510．524P(九)％26．11 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文5．1．3用水定额合理性比较分析5．1．3．1比较系列以测算结果作为样本计算定额值，由此得到流域的计算定额值、流域上、中、下游和各省区的计算定额值。结合各省已颁布的定额标准、国家火电行业标准、相邻省区已颁布的定额标准和行业准入条件组成合理可靠的的定额比较系列，对各省区现行定额标准进行先进性和实用性评估，由于各省区目前执行的定额标准没有涉及到600MW及以上级别，因此本次评估不将该级别列入比较。国家准入条件、行业规范等构成比较序列如下表所示，因考虑到各省区用水定额均为通用定额，因此《重点工业行业用水效率指南》中的指标值采用该指南中的平均值，《清洁生产标准燃煤电厂》中的指标值采用该标准中的二类标准国内先进水平。此外在比较系列的构建过程中还增加了根据调查结果得到的本省、邻近省、黄河流域及所在河段的计算值(表5．1～表5．4)。表5．5用水定额评价系列国家及行业标准部分Tab5．5ThenationalandindustrystandardspartofwaterquotaevaluateseriesS．1．3．2火电行业用水定额合理性比较分析(1)黄河上游四省定额比较分析32 万方数据5火电行业用水定额合理性评估统计黄河上游青海、甘肃、宁夏、内蒙四省现行定额、黄河流域计算定额及国家现行规范如下表5．6与表5．7所示。上游四省中，除青海外，各省均按《国民经济行业分类与代码》(GB／T4754．2011)划分了行业类别，并制定了行业代码。四省现行定额颁布时间均较早，已超过了水利部水资源管理[20131268号文中规定的5年最大修订时限。此外，青海、宁夏两省区定额指标包含了单位发电量用水量和单位装机容量用水量两项指标，其余两省均未完全覆盖两指标。四省区火电行业用水定额在规模上均按照300MW级进行划分，没有覆盖黄河流域现阶段重点发展的600MW及以上级别；从产品类型上，青海、甘肃、宁夏三省区均未包含该区域重点建设的空冷机组，内蒙古用水定额涵盖了空冷、循环湿冷、直流湿冷及天然气、焦炉煤气发电等产品，在电力生产方面覆盖较完整。表5．6黄河上游四省火电定额比较系列(单位发电用水量)m3／(MW·h)TabS．6ThefourprovincesthermalpowerquomcomparativeSeriesoftheupperreachesoftheYellowRiver由表5．6可知，在制定了单位发电用水量指标的青海、甘肃、宁夏三省区中，现行定额值基本一致，均完全按照2002年颁布实施的《取水定额第1部分：火力发电》(GB／T18916．1—2002)设置，与目前实施的《取水定额第1部分：火力发电》(GB／T18916．1．2012)、《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)、《节水型企业火力发电》(GB／T26925—2011)及《重点工业行业用水效率指南》(工信部联洁[20131367号)相比，各项指标均过于宽松。与实际计算结果相比，直流冷却300MW级机组在上游分布较少，仅在甘肃尚有个33 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文别机组。甘肃及宁夏现行定额中之300MW机组定额优于流域上游的平均水平，但较全流域平均水平偏大；对比黄河流域八省区、黄河上游及上游四省计算定额各省循环冷却机组定额都明显偏大。表5．7黄河上游四省火电定额比较系列(单位装机容量用水量)m3／(s·cw)Tab5．7ThefourprovincesthermalpowerquotacomparativeSeriesoftheupperreachesoftheY色llowRiver从现状生产实际来讲，黄河上游新建项目中，除极个别批复较早的项目外，湿冷机组已极为有限。由表5．7可知，在己制定了单位装机容量用水量指标的三省区中，无论较现行规定还是较计算定额而言，三省区循环湿冷机组定额均过于宽松。由于政策所限，黄河上游没有新批的直流湿冷机组，该项指标可以取消。但从制定情况来看，相较于现行国家定额及标准，300MW以下机组定额稍高，300MW以上级别机组定额稍低于《取水定额》，但高于清洁生产二级标准，基本合理。内蒙古自治区制定了空冷机组用水定额，但没有给出机组分级标准，与计算结果及现行定额的比较来看定额指标略为宽松，仍有进一步提升空间。从上游的简单比较不难看出，上游四省火电行业用水定额无论与国家定额还是与计算定额相比都过于宽松，黄河上游各省区火电行业实际用水水平高于现行省区定额值；各省区定额均已超过修订时限，且存在工艺、产品及规模覆盖不全的现象，急需开展修订工作。(2)黄河中游两省定额比较分析弭 万方数据5火电行业用水定额合理性评估统计黄河巾游陕西、山西两省现行定额、黄河流域计算定额及国家现行规范如下表5．8与表5．9所示。黄河中游两省均按《国民经济行业分类与代码》(GB／T4754．2011)划分了行业类别，并制定了行业代码。两省定额颁布时间均较早，就目前而言均已超过了水利部水资源管L里[20131268号文中规定的5年最大修订时限。此外，陕西定额指标包含了单位发电量用水量和单位装机容量用水量两项指标，山西制定了单位装机容量用水量一个指标，指标覆盖不完整，但给出了调节系数，在应用上更具操作性。两省区火电行业用水定额在规模上均按照300MW级进行划分，没有覆盖黄河流域现阶段重点发展的600MW及以上级别；从产品类型上，两省均未包含直流冷却机组，与区域火电行业发展格局相符；此外，陕西未包含该区域重点建设的空冷机组，山西用水定额涵盖了空冷、循环湿冷及热电联产等产品，在产品类型方面覆盖较完整。表5．8黄河中游两省火电定额比较系列(单位发电用水量)m3／(MW·h)Tab5．8ThetwoprovincesthermalpowerquomcomparativeSeriesofthemiddlereachesoftheYellowRiver由表5．8可知，陕西省火电行业用水定额完全按照2002年颁布实施的《取水定额第1部分：火力发电》(GB／T18916．1．2002)设置，与目前实施的《取水定额第1部分：火力发电》(GB／T18916．1．2012)、《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)、《节水型企业火力发电》(GB／T26925．2011)及《重点工业行业用水效率指南》(工信部联洁[20131367号)相比，指标过于宽松。与实际计算结果相比，循环冷却机组定额比黄河流域8省区、黄河上游及上游四省计算定额都明显偏大。35 万方数据合肥工业大学学历硕十研究生学位论文表5．9黄河中游两省火电定额比较系列(单位装机容量用水量)m3／Cs·Gw)Tab5．9ThetwoprovincesthermalpowerquotacomparativeSeriesofthemiddlereachesoftheY爸llowRiver由表5．9可知，无论较现行规定还是较计算定额而言，陕西省循环湿冷机组单位装机容量用水量定额均过于宽松。山西省湿冷机组定额满足国家标准要求，同时设置了空冷机组用水定额，从设置结果来看，300MW以下机组通用定额给定为O．15m3／s．(GW)，考虑调节系数取值范围为0．135～O．225m3／s．(GW)，300MW通用定额给定为O．12m3／s．(GW)，考虑调节系数取值范围为O．096～-0．18m3／s．(GW)。两定额符合现行规范要求，也基本贴近实际计算结果，通用定额满足清洁生产一级标准，定额设置合理，但对600MW以上机组未予考虑。由上述比较不难看出，中游两省中，陕西火电行业用水定额无论与国家定额还是与计算定额相比都过于宽松，黄河中游两省火电行业实际用水水平高于现行定额值；山西用水定额值设置基本合理，可以起到一定的约束与引导作用。各省区定额均已超过修订时限，且存在工艺、产品及规模覆盖不全的现象，急需开展修订工作。(3)黄河下游两省定额比较分析统计黄河下游河南、山东两省现行定额、黄河流域计算定额及国家现行规范如下表5．10所示。黄河下游两省均按《国民经济行业分类与代码》(GB／T4754．2011)划分了行业类别，并制定了行业代码。两省定额颁布时间相差不多，就目前而言均已接近或达到了水利部水资源管N[20131268号文中规定的5年最大修订时限。两省定额均只包含了单位发电量用水量，没有考虑单位装机容量用水量，定额指标设置不完善。此外，河南 万方数据5火电行业用水定额合理性评估省用水定额给出了调节系数，更具操作性。河南火电行业用水定额在规模上按照300MW级进行划分，山东在机组等级上划分更为详细，分为50MW以下、50～150MW、150～300MW和300MW以上机组，但均没有覆盖黄河流域现阶段重点发展的600MW及以上级别；从产品类型上，两省均未包含空冷机组，与区域火电实际发展格局基本一致；山东定额考虑了热电联产用水，产品覆盖完整度稍高于河南。表5．10黄河下游两省火电定额比较系列(单位发电用水量)m3I(MW．h1TabS．10ThetwoprovincesthermalpowerquotacomparativeseriesofthedownstreamoftheYellowRiver由表5．1O可知，下游两省中，除河南省直流冷却机组定额外，其余各项定额均满足《取水定额第1部分：火力发电》(GB／T18916．1．2002)的指标要求，且稍严格，符合国家有关规定。与目前实施的《取水定额第1部分：火力发电》(GB／T18916．1．2012)、《火力发电厂节水导则》(DL／T783．2001)、《节水型企业火力发电》(GB／T26925．2011)及《重点工业行业用水效率指南》(工信部联洁[20131367号)相比，山东省各项指标基本符合《火力发电厂节水导则》、《重点工业行业用水效率指南》的有关规定，但较《节水型企业火力发电》略宽松。与山东不同，河南省循环湿冷机组用水定额均严于各项标准。与实际计算结果相比，两省区直流湿冷机组定额均过于宽松，循环冷却机组定额基本满足应用要求，特别是河南省定额，由于考虑了调节系数，应用上更具操作性。由此可见，下游两省直流机组定额偏于宽松，循环机组定额基本满足计算结果与现37 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文行定额要求。修订重点应放在对规模等级及产品和定额指标设定的调整上。综合以上对黄河流域相关8省区火电行业用水定额的分析结果来看，各省区定额普遍存在着定额过于宽松、指标设定不合理、产品覆盖不完整等问题，同时，多数省区已超多5年的修订周期，急需开展评估与修订工作。5．2火电行业用水定额综合评估5．2．1评估内容根据各省区火电行业和典型企业用水调查结果，利用层次分析法，通过划分目标层、准则层和指标层，重点从覆盖性、合理性、先进性及实用性等方面对各省区火电行业用水定额进行评估。本次评估内容具体如下：(1)覆盖性评估主要从定额对主要产品的包含情况；对主要用水工艺和规模的包含情况等方面开展。(2)合理性评估根据行业用水调查和典型企业水平衡测试结果进行统计分析，计算各省区火电行业用水定额，比较其与省区用水定额的相符性，判断各省区用水定额的是否合理性。同时，根据调查结果，全面评价用水定额编制依据是否合理；是否通过调查和抽样工作方式确定定额；是否依据《国民经济行业分类与代码》(GB／T4754)规定的行业划分制订；是否结合区域产业结构特点、经济发展水平制订；是否依据和采用水平衡测试结果制订。是否区分为通用定额和先进定额。应当按照规模和工艺分别制订定额的行业是否区别制订。是否定期进行修订。(3)先进性评估依据已有取水定额国家标准、节水型企业国家标准、清洁生产标准，对各省区火电行业用水定额进行比较，分析其在用水定额评价系列中所处的位置，并计算符合相关标准的企业数量与调查企业总数量的比例。(4)实用性评估根据调查结果，评估用水定额在取水许可审批和复核、计划用水管理、建设项目水资源论证、节水水平评估、节水型单位企业创建等方面的应用情况。具体如工业用水定额是否应用于工业用水管理；用水定额体系是否满足该地区工业用水和节水管理需求；应用情况如何，是否按照定额审查水资源论证报告书，是否按照定额审批取水许可，是否按照定额下达取用水户年度用水计划，是否参照用水定额开展节水型企业创建工作在占寸o5．2．2评价方法与指标体系的建立目前火电行业评价指标中定性指标众多。由于用水定额的评价涉及到的影响因素较多，用任何单一指标来评价用水定额都是不全面的，需要有一系列评价指标组成的指标38 万方数据5火电行业用水定额合理性评估体系来进行综合评判。因为不同类别的评判指标之间具有不同的量纲，不同的性质和不同的评价标准，而且各类评价指标在评价中所占的权重也不一样，使得问题具有复杂性。本次评估在调查研究及专家咨询的基础上，采用多层次灰色关联综合评判【57卅J对黄河流域各省区现行的用水定额标准进行全面分析评价。火电行业用水定额评价涉及到定额制定、定额应用、定额修改等方方面面的诸多内容，其中部分评价因素可以通过实测、调查和统计进行定量描述，部分由于其本身内涵和外延的不确定性，只能进行定性描述。本次统计构建了包含1个总目标层指标、4个二级准则层指标和19个具体指标的评价体系，综合指标评价体系层次结构见图5．1。39 万方数据合肥工业大学学历硕士研究生学位论文用水，-疋额综厶口评估A定额覆芏Jill．性评估B1定额厶口理性评估B2定额先进性评估B3定额实用性评估B4产品类型覆盖情况B11工艺类型覆盖情况B12规模类型覆盖情况B13计算用水定额与现行用水定额相符性B21定额编制依据B22定额行业划分B23用水定额与国家定额相符性B24定额分级情况B25定额修改情况B26按规模和工艺划分情况B27用水定额与评价系列比较情况B31符合相关标准企业占总调查企业l：∞JB32先进用水定额制定情况B33其他用水效率指标制定情况B34在取水许可与审批中的应用情况B41在水资源论证中的应用情况B42在取用水计划制定与考核中的应用情况B43在相关规划和评价中的应用情况B44在节约用水管理方面的应用情况B45图5．1火电行业用水定额综合评价指标体系Fig5．1Thermalpowerindustrywaterquotacomprehensiveevaluationsystem 万方数据5火电行业用水定额合理性评估5．2．3评价指标分析(1)指标集的量化用水定额评价指标体系中定性指标偏多，难以用明确的数值来表达，为便于分析，必须对它们进行量化。本次对能够通过统计资料进行量化的指标根据调查收集的资料进行分析，统计出满足判断条件占总判断条件的百分比为该指标取值，一个判断条件都不满足为最差，赋值为0，所有判断条件都满足为最优，赋值为1。定性指标的量化方法很多，本次采用专家区间评分法，对各专家的打分结果进行加权平均，即可得到这些定性指标的定量值。(2)指标权重的确定本课题采用主观赋权法与客观赋权法相结合，综合确定指标权重，以全面反映评价指标的重要性。5．2．4多层次灰色关联模型的建立灰色系统理论中的关联度分析是分析系统中多因素关联程度一种很好的方法，它能比较出系统相关因素序列与系统特征序列的相似程度。如果将每个分量取最优值组成的序列为系统特征序列(即为最优指标集)，系统相关因素序列取为各省区的指标序列，并加入相应权重，那么与最优指标集最相似的指标序列对应的省区序列即为最优定额。多层次灰色关联综合模型的具体计算步骤如下：(1)确定指标集及各层次权重1)指标系统建立依据图5．1，多层次灰色关联模型指标集的建立可以将该体系划分为3个层次，第1个层次可概括为各省区用水定额综合评估水平，亦称为目标层；第2个层次包括定额覆盖性评估、定额合理性评估、定额先进性评估、定额实用性评估4个子体系，也称为准则层；第3层为各子体系具体的评价指标，也称为指标层。指标的确定常通过实验测定、设计方案、资料调查及专家打分来实现。2)特征矩阵建立设系统有m个方案，方案中有，?个特征值，则可以建立相应的指标特征矩阵，即：X。。。=X11X12X21X22X月IXn2式中，砀为方案歹指标f的特征值，f_l，2，⋯，F／；j=l，2，⋯，m。根据本模型的层次划分方法，指标层特征矩阵n=19，m=4；准则层特征矩阵n=l，m=4。41mh砭；％ 万方数据合肥jI：业大学学历硕士研究生学位论文3)指标权重的确定①指标层权重确定指标层各评价指标的权重通过专家调查法确定，对于整个体系及每个子体系请胛位专家，发给每位专家一张调查表，每个专家对自己认为重要的指标进行标记，将专家评定调查表进行汇总，然后利用落影公式得出每个指标重要程度的覆盖频率X，，X2⋯．，h。；”去喜Xpi(叫，)(5．-)鼽特征函瓤胁％锰式中，x∽J为样本落影函数；P，为对第f个指标的样本集。为了使数据具有可比性，对上述数据进行格式化处理，得出各指标的权重如下式：Wi=寻Lf-1,2，⋯，玎(5．2)yx．』__‘i=1显然∑w=1，经上式计算即可得该子体系指标权重向量{W，，W2，⋯，W行)。②准则层指标权重的确定准则层各系统对决策结果均具有较大影响。在不同的设计方案下，各系统对决策结果的影响大小又不尽相同，这一差异可以通过指标之间两两比较得出。在确定过程中，专家分别对同级指标两两比较，构造准则层判断矩阵B={bf，)玎。胛(不包括方案层)。b驴表示对于B而言，b，对6，的相对重要程度，一般bf，取1，2，3，⋯，9及它们的倒数。其中b,j=1，表示bf与bj同样重要，且易严1；bo=3，表示bf比巧重要一点，且6，f=1／3，以此类推。在确定判断矩阵之后，指标权重按照如下方法计算：a．计算判断矩阵每一行元素的乘积P，：P=兀bF(f_1,2，⋯，胛)j=lb．计算尸f的胛次方根见f：Dn|=-4p,c．权重计算。对向量耽，归一化，即可得到权重值：M．：』L∑见，d．一致性检验。判断矩阵的偏差一致性指标C／：42．(5．3)(5．4)(5．5) 万方数据5火电行业用水定额合理性评估CI：垒!￡!刀一1(5．6)式中，A一为判断矩阵的最大特征根，按照下式确定。‰=去喜警@7，聆百∥。(5．8)式中，R，为平均随机一致性指标，可按下表采用。当CR