国内煤炭、火电产业需水量预测-北极星火力发电网

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我国是个水资源贫乏的国家，人均水资源拥有量只有2200m3，仅为世界平均水平的1/4，而且分布极不均匀。就煤炭系统而言，北方煤炭资源丰富，占全国煤炭总储量的80%与原煤生产量90%以上的矿区均位于严重干旱缺水的西北、东北、山西、内蒙古以及豫西地区，而上述地区的水资源仅占全国总量的20%，国内86个重点矿区有71%缺水，其中40%严重缺水。近几年由于煤炭基地的快速拓展及配套工业的兴起，矿区水资源供需矛盾更加突出。

我国的煤炭资源与水资源呈逆向分布，多煤的地方缺水，多水的地方缺煤，煤炭资源丰富的地区，往往水资源匮乏。我国水资源和煤炭资源分布均以昆仑山—秦岭—大别山一线为界。昆仑山—秦岭—大别山一线以北地区的煤炭资源占全国90.13%，以南地区只占9.7%;昆仑山—秦岭—大别山一线以南水资源丰富，占78.6%，以北水资源短缺，只占21.4%。上述数据中，晋陕蒙宁四个地区查明的煤炭资源量占已查明资源储量的67%，甘、青、新、川、渝、黔占20%，其他地区仅占13%，而晋、陕、蒙、宁四个地区的水资源却仅占全国水资源的3.85%。

根据《能源发展“十二五”规划(征求意见稿)》与《煤炭工业发展“十二五”规划》，未来中国主要依靠中西部的富煤区，但是这些地区大多处于干旱半干旱的缺水区域，水资源条件不可避免地成为开发煤田的重要制约因素。煤电基地的建设与当地水资源之间存在着较大的矛盾，因此需要对规划的煤电基地的需水量进行预测，并根据当地的供用水现状，分析当地的水资源条件是否足以支撑规划的煤电基地的开发，结合当地的水资源情况，分析规划中的煤电基地的规模是否合理。

煤电基地产业链主要用水环节

2012年3月18日，国家发展改革委印发《煤炭工业发展“十二五”规划》(发改能源[2012]640号)。《煤炭工业发展“十二五”规划》指出：以大型煤炭企业为开发主体，加快陕北、黄陇、神东、蒙东、宁东、新疆煤炭基地建设，稳步推进晋北、晋中、晋东、云贵煤炭基地建设。重点建设一批大型矿区，统筹规划建设能源输送通道、水源等基础设施，大力推进上下游产业一体化发展。

大型煤电基地上下游产业链包括煤炭开采产业、火力发电产业和煤化工产业，有必要对产业链中各产业的用水情况进行归纳分析。

煤炭开采产业主要用水环节

采煤产业的用水可以分为井上生产用水、井下生产用水与生活用水。井上生产用水主要包括选煤用水、矸石山冲扩堆用水、机械设备冷却用水、绿化用水、道路洒水等，其中选煤用水是采煤产业的用水大户。井下生产用水主要包括防尘洒水、设备冷却水、防火灌浆用水、矿井冬季保温蒸汽用水等。生活用水部分主要包括矿区办公楼用水、生活区用水、活动区用水以及矿区周围居民用水。

国家发改委于2012年3月发布《煤炭工业发展“十二五”规划》。《煤炭工业发展“十二五”规划》规定，全国煤炭开发总体布局是控制东部、稳定中部、发展西部。并从环保角度，对2015年全国环境治理预期效果做了预测限制，其中矿井水部分规定：2015年，全国矿井水产生量70.92亿m3，利用量54亿m3，利用率75%，达标排放率100%。其中东部(含东北)地区矿井水10.24亿m3，矿井水利用率8 0 % ; 中部地区矿井水22.49亿m3,矿井水利用率68%;西部地区矿井水38.19亿m3，矿井水利用率达到80%。煤炭开采产业属于煤电基地上游产业链，国家对煤炭采选业的用水量进行了定额限制，各省(直辖市、自治区)结合当地实际，对本省(直辖市)煤炭采选业的用水定额值进行限定。

火电产业主要用水环节

据有关专业部门的分析统计，火力发电厂用水的主要构成如下：

1)发电厂循环冷却系统补给水

一个百万千瓦的火力发电厂循环水量大约为7.5万t/h，而循环水的补充水大约为2 250t/h，耗水量相当大。发电厂循环冷却系统采用空冷方式设计是火力发电厂节水最有效的途径。空冷是将汽轮机的乏气通过直接空气冷却方式、表面冷却方式、混合换热方式进行冷却的一种方式。在冷却过程中，系统的耗水极少。而湿冷是通过直流方式或者在湿式冷却塔内将循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行热交换。冷却过程中，由于蒸发、风吹、排污等损失，运行中循环水系统必须用大量的水进行补充，补充量大约为总冷却水流量的一半。

2)电厂除灰、除渣系统

目前，火电厂水力除灰、除渣系统是火电厂仅次于湿冷系统的另一大用水系统。以冲灰水为例，如灰水比按1∶15计，一个百万千瓦电厂的灰水排放量约为0.4～0.5m3/s，占电厂耗水量的一半。另外，冲灰水的水质非常差，处理费用较大，难以回收利用，并会造成地下水和地表水的二次污染;灰渣和水接触后失去活性而无法综合回收利用;灰水中氧化钙含量很高，灰管结垢严重等。发电厂采用干式除灰、除渣，系统可以做到完全不用水，这种技术产生的粉煤灰和炉渣均可回收利用作为很好的建筑材料。

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