15万吨每年电石联产5万吨每年乙二醇及草酸项目黄河水权转换可行性研究报告.docx
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15万吨每年电石联产5万吨每年乙二醇及草酸项目黄河水权转换可行性研究报告
15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目
黄河水权转让可行性研究报告
综合说明
1任务来源
宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目的取水水源为宁东能源化工基地供水系统（鸭子荡水库—净配水厂），属黄河地表水。
2项目的取水规模
根据《宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目水资源论证报告》核定，本建设项目完成后新鲜水取水量307.3m3/h，年用水总量为246万m3来自园区供水工程的新鲜水。
考虑三天的备用水量，合计为2.43万m3/a。
3节水工程建设范围、规模及措施
依据水资源论证报告核定的设计取用水量，本报告确定工程水权转让所节水量为350.76万m3/a，据此确定本次节水改造工程建设规模为：
砌护惠农渠干渠10.982km。
经过实地考察、勘测，拟对惠农渠干渠132+900~143+882桩号段进行砌护改造。
考虑本次水权转让项目工程造价以及任务分配的合理性，通过与水行政部门协商一致，规划砌护段内需要改造的斗口26座，涵洞1座。
4惠农渠灌域自流灌区灌溉用水现状及节水潜力
根据宁夏水资源公报（2006~2010年）惠农渠五年平均引水量9.232亿m3。
当地地表水资源因缺乏拦蓄条件无法利用。
自流灌区渠道防渗砌护设施较少，干渠砌护率仅为17.74%。
规划砌护段渠道渠床岩性以沙壤土为主，质地偏沙，属于中—强透水性。
通过计算规划灌溉定额与现状灌溉定额的差额表明，惠农渠灌域有一定的节水潜力。
5节水工程规划
（1）节水工程措施
本项目设计采用的节水工程措施主要是渠道防渗砌护，砌护渠段为惠农渠干渠渠段，砌护长度10.982km。
砌护渠段干渠上游多为挖方渠道，下游多为半挖半填渠道，其中桩号133+414~143+131渠段地下水位较高，地下水位在不同月份有明显变化。
（2）节水量及可转让水量
通过对惠农渠干渠防渗砌护10.982km，改造部分配套建筑物，可减少本次工程砌护段渗漏损失共计974.35万m3/a，相应节水量为350.77万m3/a，满足所需项目所需转让水权节水工程需水量350.76万m3/a的要求。
6水权转让期限及转让费用
根据水利部《关于内蒙古宁夏黄河干流水权转换试点工作的指导意见》，确定水权转让合理期限为25年。
水权转让费用包括节水工程建设费用、运行维护费、更新改造费、风险补偿费和必要的经济利益补偿及生态补偿费用。
本项目水权转让总费用为7739.65万元，转让期限为25年，转让期限内单方水转让费用为1.06元/m3·a。
7结论
（1）实施农业节水措施和水权有偿转让，是解决宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目用水的有效途径；
（2）惠农渠灌域亩均耗水量高于宁夏自流灌区规划耗水定额，有一定的节水潜力，可作为本项目节水改造的目标渠系；
（3）水权转让节水工程实施后，应采用先进科学的节水灌溉方式，加强田间管理，提高灌溉水利用率，以保证工程节水目标的实现；
（4）惠农渠干渠进行部分防渗砌护工程建设，砌护干渠10.982km，满足宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目转让水权工程需节水量350.76万m3/a的需要；
（5）本项目水权转让总费用为7739.65万元，其中节水工程建设费用4455.91万元，转让期运行维护费用1306.76万元，节水工程更新改造费1501.71万元，农业损失补偿费155.27万元，经济利益补偿费320万元。
（6）年转让水量292.3万m3，转让期25年计算，单方水费用26.48元/m3，转让期内平均单方水费用1.06元/m3·a。
2转让部分黄河取水权的必要性和可行性
2.1转让部分黄河取水权的必要性
建设以宁东煤炭、电力、重化工基地为核心的产业带，加快工业化进程，是自治区政府贯彻落实十六大提出的全面建设小康社会，促进民族区域经济协调发展的重大战略抉择。
而水资源短缺，用水结构、水资源配置不合理已成为制约宁夏经济社会发展的“瓶颈”。
。
2.2转让部分黄河取水权的可行性
2.2.1转让部分黄河取水权的依据
（1）水资源所有权与使用权相分离是取水权转让的法律基础
水资源所有权和使用权的分离是经济社会发展的必然趋势，《中华人民共和国水法》第三条规定：
“水资源属于国家所有。
水资源的所有权为国务院代表行使”；第四十八条规定：
“直接从江河、湖泊或者地下取用水资源的单位和个人，应当按照国家取水许可制度和水资源有偿使用制度的规定，向水行政主管部门或流域管理机构申领取水许可证，并缴纳水资源费，取得取水权”。
（2）依据水量分配方案实现水资源优化配置是取水权转让的前提
《中华人民共和国水法》第四十五条规定：
“调蓄径流和分配水量应依据流域规划和水中长期供求规划，以流域为单元制定水量分配方案”。
国家发展和改革委员会、水利部于1998年颁布的《黄河可供水量年度分配及干流水量调度方案》规定“年度水量分配时段为当年7月至次年6月，并以正常来水年份可供水量分配指标与年度可供水量比例，确定各省区年度分配控制指标，各月份分配指标同比例压缩”。
在此基础上宁夏水利厅编制了《宁夏回族自治区黄河水资源初始水权分配方案》，按照社会主义市场经济的要求，运用水权、水市场理论，优化配置水资源，促进生活、生产、生态协调发展，明晰了各地区、各行业取用黄河水资源的使用权。
（3）黄委会批准与转让双方协商一致是取水权转让的保障
根据水利部黄河水利委员会《黄河水权转换管理实施办法》（2009）和《关于印发宁夏回族自治区黄河水权转换总体规划报告审查意见的函》（黄水调【2005】25号）精神，在南水北调工程建成前，通过调整产业结构，实施节水和水权转让是解决新上工业建设项目引耗黄河水量指标的有效途径。
2.2.2水权转让的背景与实践
宁夏黄河水权转让试点项目自2004年3月开工建设，截止2009年4月，三个试点项目已全部完成。
除了三个试点项目外，我区还先后批复了水洞沟电厂、灵武电厂二期、鸳鸯湖电厂、灵州电厂、永利电厂等水权转让项目。
共建设完成汉渠灌域干渠砌护21.35km，改造干渠建筑物62座，支斗渠砌护23.1km，配套建筑物356座。
无论从理论依据还是从实际情况看，把农业浪费的水节约下来有偿转让给工业都是切实可行的。
同时水权转让的实施促进了水资源管理体制的变革，也促进了我区节水型社会的建设。
3受让方概况及用水合理性分析
3.1工程简介
3.1.1项目概况
乙二醇是一种重要的有机化工原料，主要用来生产聚酯纤维（PET）、塑料、橡胶、聚酯漆、胶粘剂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药。
3.1.2建设规模
本项目以石灰和兰炭为原料，生产电石的同时，以副产的电石炉气为原料，经净化、脱硫脱碳及精制后制得符合工艺要求的一氧化碳，以一氧化碳和外购的氢气为原料合成乙二醇及草酸。
本项目工程建设规模为：
15万t/年电石联产5万t/年乙二醇和草酸项目。
3.1.3建设项目工程投资
本项目需项目总投资90057.79万元。
3.1.4建设项目生产装置及工艺
本可研工艺技术方案为：
以石灰为原料，以兰炭为还原剂，生产电石的同时副产电石炉气，电石炉气经水洗和电补焦油除去其中的少量粉尘和微量焦油，后进入脱硫装置脱除其中的硫化氢气体并回收硫磺，净化气则进深冷装置进行CO的提纯，制得生产乙二醇所需的符合要求的大量CO。
以上述气体与氢气为原料，采用间接法生产工业用乙二醇和草酸。
3.1.5供、排水系统
（一）给水系统
根据水资源论证报告，工厂给水包括循环水系统、消防给水系统、生产、生活给水系统。
（1）生产和生活给水由原厂区净水站的供水管线接入。
本项目生产新鲜水量共为427.9m3/h，其中，造气装置补水71.2m3/h，乙二醇装置补水10m3/h，循环水补充水水量为279m3/h；脱盐水站消耗新鲜水22.7m3/h，设备冲洗用水11m3/h，未预见水量34m3/h。
生活用新鲜水量为2m3/h；合计新鲜水量为429.9m3/h。
（2）循环水系统
本工程的循环水消耗见下表。
表3-115万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目循环水消耗表
序号
单元名称
循环水消耗量（m3/h）
1
造气装置
1688
2
净化装置
90
3
脱硫装置
95
4
深冷装置
91
5
空分装置
234
6
乙二醇装置
7110
7
合计
9308
新建循环水设施的规模为10500m3/h（循环水温差为10℃），并设置过滤和加药、加氯装置。
（3）消防水系统
消防设施设计为稳高压消防水系统，主要用于装置和罐区的消防。
15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目属于中型石油化工装置，同一时间内火灾次数按一次考虑，设计水量为160L/s，系统设计压力为1.2MPa，火灾延续时间为3小时。
本方案新建消防水罐，消防管网等。
（4）脱盐水系统
与装置配套的脱盐水处理，选用一级反渗透加混床处理系统。
其处理工艺为：
水处理系统的规模为20m3/h，主要为工艺需要和副产蒸汽提供脱盐水。
（二）排水系统
（1）退水系统的划分
（2）生活污水排水系统
（3）生产污水排水系统
3.1.6节水措施
（1）尽可能采用新技术、新工艺、新设备，降低生产耗水，提高水的利用率；
（2）进一步优化生产工艺用水，提高水梯级利用率，控制源头用水，实现分类供水，减少新水的供应量；
（3）对输水管道、设备加强管理，定期检查隐蔽水管，以防漏损，检查内部供水系统，修理有毛病的水箱，水龙头及其他的供水设施，杜绝供水系统的跑、冒、滴、漏，降低生产以外的用水；
（4）设计上适当提高循环水浓缩倍率，减少循环水补水量，严格控制各装置冷却水循环系统的水量损失；
（5）绿化用水在实施过程中，应采用微喷、滴灌等高效节水灌溉技术，进一步减少绿化用水。
3.2用水系统及合理性分析
根据《宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目水资源论证报告书》中对原设计的工艺流程、主要用水系统、用水环节的用水量合理性分析，可得核定后的本工程水量平衡图和总用水量。
核定水量平衡见表3-2，核定水量平衡见图3-2。
表3-2宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目给排水明细表
序号
装置及用水项目
给水（m3/h）
排水（m3/h）
损耗水量
或蒸发（m3/h）
其它损耗
新鲜水
二次利用
冷凝液回收
循环水
循环排水
生产/生活排水（污水预处理站）
洁净下水及
排水回用（园区污水处理厂
1
造气装置
45
1688
1688
45
2
净化装置
90
90
3
脱硫装置
95
95
4
深冷装置
91
91
5
空分装置
234
234
6
乙二醇及草酸合成装置
10
60
7110
7110
6.9
63.1蒸汽
7
循环水站
179.6
30.7
148.9
8
脱盐水站
31.1
49
7.9
12.1
60.1脱盐水
9
设备冲洗
11
3
8
10
未预见水量
28
28
11
生活设施用水
2.6
2.1
0.5
12
绿化及道路浇洒
9.4
9.4
合计
307.3
69.4
49
9308
9308
19.9
30.7
251.9
123.2
根据上表数据，项目总用水量9734m3/h，新鲜水用水量307.3m3/h，循环水量9308m3/h，复用水量9426.4m3/h。
3.2.1报告核定取水量
经论证核定，15万t/a电石联产5万吨乙二醇、草酸项目新鲜水取水量307.3m3/h，年用水总量为246万m3来自园区供水工程的新鲜水。
其中生产装置用水304.7m3/h，年操作时间8000小时，年用水总量为243.8万m3/a；生活用水2.6m3/h，按365天计，年用水总量2.3万m3。
合计项目年用水总量为246万m3/a。
绿化及道路浇撒9.35m3/h，全年用水量为8.19万m3。
绿化及道路浇撒用水利用园区污水处理厂出水，以减少新鲜水用水量。
3.2.3项目合理取水量
项目取用的是鸭子挡水库及水厂处理的黄河原水，考虑到可能出现的突发事件对化工企业供水的影响，本报告考虑三天的备用水量，合计为2.43万m3/a。
则，项目年用水总量为248.4万m3。
3.2.4项目水源及合理取用黄河原水水量
项目取用黄河原水为折算至黄河一泵站取水口处的取水量，包括净水、泥沙以及输水和蓄水过程中的蒸发、渗漏损失等。
根据《宁东能源重化工基地一期供水水源工程初步设计报告》，取水河段黄河多年平均含沙量4.133kg/m3。
按宁东供水工程运行调度方式计算，取水综合平均含沙量约为2.5kg/m3。
鸭子荡水库年平均蒸发、渗漏损失470万m3，占一期年供水量的3.5%。
考虑输水以及净配水管网损失，宁东能源化工基地宁东供水工程综合水利用率取0.85。
据此，估算项目取用黄河原水水量为292.3万m3。
4出让方概况及节水潜力分析
4.1节水改造项目实施灌域及渠系的选择
宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目未列入《宁夏回族自治区黄河水权转换总体规划报告》中，但考虑到青铜峡自流灌区惠农渠灌域建设历史较早，原建设标准低，长期低偿供水，水利工程设施老化失修严重，渠道砌护率低，渗漏严重，灌溉定额大，水资源利用率低下，有较大的节水潜力，具备转让部分取水权的条件。
同时本着先易后难、节水改造工程集中连片、易于规划实施的原则，并考虑渠段节水效果，通过与水行政主管部门协商一致，宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目水权转让目标渠系选择在惠农渠灌域自流灌区桩号132+900~143+822干渠部分。
桩号132+900~143+822渠段多为挖方、半挖半填渠道，无砌护，有较大的节水潜力。
4.2出让方基本情况
4.2.1自然地理
惠农渠灌域位于宁夏引黄灌区北部，黄河青铜峡出口西岸（左岸）。
灌域南起青铜峡水利枢纽，北至石嘴山，东临黄河，西靠贺兰山，涉及青铜峡、永宁、银川、贺兰、平罗、石嘴山6市县，控制土地总面积193.5万亩，其中，农田灌域面积109.03万亩，是宁夏引黄灌区中第二大的自流灌域。
为黄河冲积平原—银川平原（青铜峡—石嘴山）。
地面高程在1136~1112m，南高北低，地面坡度南陡北缓，地面坡度一般为1/1000~1/2000，向黄河倾斜。
惠农渠是青铜峡河西灌域的第二大干渠，于清雍正七年建成，已有280年的历史。
属河西自流灌区。
渠道总长227km，其中干渠长137km，支干渠三条长90km，干渠比降约为1/8000，原设计引水流量135m3/s。
4.2.2水文气象
惠农渠灌域为中温带干旱区，地处西北内陆，是典型的大陆性气候，干旱少雨、风大沙多、日照充足、蒸发强烈。
光热资源充足，年均气温8.5℃（银川气象站，海拔1111.50m），最高温度39.3℃（1953年7月3日），最低气温-30.6℃（1955年1月4日）；多年平均气压值为890.4百帕；年平均日照时数3019h；最大冻土深度109cm；气候干燥，年相对湿度59%，无霜期较短。
主要自然灾害有干旱、霜冻、冰雹、大风、风沙、热干风等。
灌域多年平均降水量179mm,降水年内分配不均匀，年际变化大，时空分布不均匀，多集中在6—9月，占全年降水的70%；多年平均水面蒸发量1170mm，其中夏季蒸发量占年蒸发量的44—50%；干旱指数6.6。
灌域主要气象要素见表4-1。
表4-1灌域主要气候特征要素表
项目
单位
石嘴山
平罗
银川
青铜峡
气温
全年
℃
8.1
8.5
8.5
8.7
一月
℃
-9.5
-9.1
-9.1
-7.8
七月
℃
23.4
23.3
23.3
22.9
气温日较差
℃
14.2
13.6
12.9
13.2
>10℃
℃
3252
3205
3297
3342
无霜期
>2℃
d
145
152
162
157
>0℃
d
169
170
178
179
降水量
年均
mm
182.4
178.8
208.4
202
10-3月
mm
8.6
7.2
14.1
14.8
4-6月
mm
37.4
35.8
48.7
43.4
7-9月
mm
144.6
135.8
154.4
149.7
年蒸发量
mm
1550
1120
997
1295
干燥度
8.5
6.3
4.8
5.6
日照时数
h
3071
3202
3033
2883
年太阳辐射
千卡
145.8
145.7
145.5
143
作物生育期
d
174.3
177.6
200.1
175
4.2.3土壤植被
灌域内的主要土壤类型灌淤土分布在灌耕历史相对较长的老灌区。
在长期灌溉、淤积、耕种、施肥等因素作用下形成一种人为土壤类型。
表层土壤主要以灌淤土为主，部分地区有淡灰钙土、草甸土和盐土，并有插花分布的白僵土。
局部地区有沙丘，属风沙土。
土壤剖面上部具有超过300cm的灌淤熟化层土壤质地，以轻壤土和中壤土为主，疏松多孔，有较多的肥料等侵入体，土壤有机质及氮、磷、养分含量较高。
4.2.4惠农渠灌域工程现状
惠农渠灌域目前担负灌域所辖33个乡（镇）、168个行政村、17个农、林、牧、渔场的109.03万亩农田灌溉及其他工业用水。
渠道总长227km，其中干渠长137km，支干渠3条长90km，干渠比降约在1/8000，原设计引水流量135m3/s，设计灌溉面积130万亩。
现有各类建筑物688座，其中各类水闸43座，涵洞26座，渡槽4座，支斗渠523座，交通桥92座；泵站5座，设计流量17.6m3/s，总装机容量2580kw。
原惠农渠进水闸（龙门桥进水闸）位于青铜峡叶盛镇龙门桥村，最大引水流量99m3/s。
4.3灌域存在的主要问题
（1）灌溉方面
由于田间工程不配套，田块不平整，畦田面积比例小，灌水技术粗放等原因，为满足灌溉，只能大引导致大排，造成灌域水资源的极大浪费。
同时田间渗漏十分严重，且灌区干旱少雨，日照时间长，大量水资源消耗于无效蒸发。
（2）渠道工程方面
惠农渠灌域历经多年的整修改造，灌排系统基本稳定，在农业生产中发挥着极为重要的作用，但根据灌区目前生产情况及其发展趋势，就其现状而言，存在以下问题：
①工程配套标准低，老化损失严重，无更新改造资金，工程安全度下降。
②渠系水利用率不高，节水力度不够
③骨干渠道配套设施不全，运行调度难度大
④渠道淤积严重，下游用水困难
（3）运行管理方面
灌域管理设施落后，科技含量。
4.4水资源开发利用现状
4.4.1灌区发展现状
灌区农业种植作物以春小麦、水稻、玉米为主，其次为胡麻、蔬菜及经果林等，经果林有苹果、红枣、梨、西瓜、葡萄等。
其中小麦、水稻种植面积占作物种植面积的83.5%以上（其36.8%为水稻），其它约占16.5%左右。
春小麦的灌水周期约为65天左右；水稻、玉米的灌水周期为120天左右。
春小麦灌水次数4~5次，玉米灌6~7次，水稻约33次。
旱作物亩均引水量为850m3，水稻亩均引水量1800m3。
该灌域粮食年产量突破3.5亿公斤。
4.4.2灌区现状引水量
根据宁夏水资源公报（2006~2010年）惠农渠五年平均引水量9.232亿m3。
4.5节水潜力分析
惠农渠渠道土质为砂壤土，砂性大，渠系基本上为土渠，衬砌少而且标准低，冻胀破坏严重，渠系水利用系数低，现状渠系水利用系数为0.49，田间水利用系数为0.86，灌溉水利用系数为0.42。
按照《宁夏大型灌区续建配套与节水改造“十二五”规划报告》，规划实施节水改造工程后，惠农渠渠系水利用系数提高到0.57，田间水利用系数提高到0.9，灌溉水利用系数提高到0.51。
另外，采取必要的非工程措施，如将大畦全部改造为小畦，同时积极推广低压管道、喷灌、滴灌等先进的田间节水灌溉技术，调整作物结构，减少高耗水作物，发展特色农业；进行灌区管理体制与运行机制改革，逐步建立适应水资源可持续利用的管理体制和机制。
（1）用渠系水利用系数计算节水潜力
根据宁夏水资源公报（2006~2010年）惠农渠五年平均引水量9.232亿m3，规划节水改造实施后，渠系水利用系数由0.49提高到0.57，相当于减少渠道引水量1.3亿m3。
按河西灌区耗水系数0.5计算，可减少耗水0.65亿m3。
（2）用灌溉定额计算节水潜力
惠农渠2006~2010年亩均取水量为828m3/亩，亩均耗水量396m3/亩。
根据《宁夏大型灌区续建配套与节水改造“十二五”规划报告》和《宁夏节水型社会建设规划》等规划目标，惠农渠亩均耗水定额下降到352m3，惠农渠灌域节水潜力为0.489亿m3。
（3）用输水损失公式计算节水潜力
惠农渠干渠长229km，现状砌护38.4km；支斗渠3673.2km，现状砌护1591.0km。
按《宁夏回族自治区黄河水权转换总体规划报告》，根据砌护前后输水损失差值计算，2015年惠农渠灌域规划干渠衬砌率达到72%，支斗农衬砌率达到95%，可减少耗水量0.559亿m3/a。
通过以上三种计算节水潜力计算结果显示，惠农渠节水潜力较大。
本次认为第三种方法用输水损失试验公式计算的结果较为符合工程措施节水实际。
本次输水损失公式计算的节水潜力作为惠农渠灌域工程节水潜力。
5灌域节水改造工程规划
5.1指导思想及措施
5.1.1指导思想
节水工程应遵循因地制宜的原则，以实施节水改造工程为主要措施，充分、合理利用现有骨干工程，使工程量最省、效益最高；坚持高起点、高标准、高质量，采用新技术、新工艺；立足长远，着眼现实；既要满足现状灌溉运行水位，与现有建筑物合理衔接，又要考虑灌区总体规划改造的要求。
将节约出的水量通过水权有偿转让，用于宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目工程需水。
5.1.2基本原则
（1）根据建设项目需要转让的水量以及目标渠系所减少的耗水量确定节水改造工程规模；
（2）实施以工程节水措施为主的综合节水措施，全面提高灌区水的利用率；
（3）坚持集中连片、易于规划实施、上下游衔接的原则，从干渠到支斗渠进行砌护，改造和完善渠道配套建筑物及田间工程。
5.1.3主要工程措施
（1）进行干渠防渗砌护，减少输水损失，节约耗用黄河水量；
（2）改造支渠取水口，解决“跑、冒、漏”问题，增加输水能力和调控能力；
（3）建立行水安全措施，即对目标渠系的配套建筑物进行改造，以保证渠道的行水安全。
5.2本项目建设任务和规模
5.2.1建设任务
（1）通过对惠农渠干渠进行节水工程改造，减少渠道输水损失。
减少的耗黄水量将用以满足宁夏宝塔联合化工有限公司15万吨/年电石联产5万吨/年乙二醇和草酸项目的用水需求。
（2）对惠农渠规划衬砌段内的1座涵洞及26座已老化的直开口进行更新
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