Hi,歡迎來到水專家

熱門搜索 ●半數家庭一水多用城鎮“分質供水 ●雨水收集成為“宜居”標志城市給 ●自來水科技館下半年開館城市誕生 ●發酵法即預處理高而生抽煉油污水 ●低食鹽酯類回用的水生處理工藝工

水專家>資訊站>原水處理設備>正文

海水淡化成本降低45%以上的奧秘 海水淡化頂層設計完成 產業進程持續推進

2019年06月28日 網絡整理

分享:

海水淡化成本降低45%以上的奧秘

如今,幾乎所有鋼鐵廠都在實施循環經濟戰略,大力節約水資源、實現可持續發展。面對華北地區稀缺的淡水資源,如何開發利用海水資源,將海水轉化為淡水,成為沿海鋼鐵廠整個水系統設計中的重點。近年來,首鋼國際工程公司通過對沿海大型鋼鐵廠水質、水量進行分析、計算,創新技術,采用低溫多效海水淡化技術制取鋼鐵廠全廠除鹽水獲得成功。

2011年10月29日,該技術在首鋼京唐鋼鐵廠應用的海水淡化配套2×25兆瓦發電機組全部正式并網發電,同時為海水淡化主體設施供應負壓蒸汽,海水淡化開始滿負荷生產成品水,這標志著三工況低溫多效海水淡化系統在鋼鐵企業成功應用,使該廠的海水淡化成本一舉降低了45%以上。

海水淡化技術的發展方向及經濟對比

海水淡化是海水綜合利用的重要措施,通過海水淡化工藝生產大量高質量產品水在技術和經濟上是可行的。目前,海水淡化技術主要有兩個發展方向,即熱法和膜法。其中,熱法主要有多級閃蒸(MSF)、低溫多效(LT-MED)兩種技術;膜法主要是指反滲透(RO)技術,它是利用半透膜在壓力下允許水透過而使鹽分和雜質截留的技術。傳統上膜法技術普遍應用于對苦咸水的淡化中,現在廣泛用于海水淡化中。膜法技術的脫鹽率可達99.5%,能耗約在6千瓦時/立方米成品水。

同海水淡化技術的有著不同的技術經濟性。多級閃蒸技術上成熟可靠,成本適中,尤其適合大規模的海水淡化。每噸淡化水需耗電4千瓦時~5千瓦時,耗低壓蒸汽0.14噸。一次性設備投資稍高,但運行維修費用低;低溫多效蒸餾技術成熟可靠,成本較低,近10多年大規模應用于海水淡化工程。每噸淡化水需耗電1.2千瓦時,耗低壓蒸汽0.1噸左右,一次性設備投資稍高,但運行維修費用較低;反滲透每噸淡化水需耗電6千瓦時左右,一次性設備投資稍小,但膜老化更換運行費高,并且需要維護人員較多。另外,即使兩級膜法出水指標仍低于熱法出水指標,若取得和熱法相同的水質,后續需增加一級膜法或其它除鹽設施,所以反滲透多用于市政等行業。

低溫多效海水淡化技術的創新應用

該技術通過技術經濟性的對比并結合實際工程的調研,鑒于熱法中的低溫多效在多級閃蒸的基礎上有了較多改進,通過以上綜合比較及對全廠的水平衡計算,決定鋼鐵廠一期采用熱法中的低溫多效工藝,規模為5萬立方米/天,并通過對鋼鐵廠需水量和水質的合理計算,確定了一期海水淡化主體設施分4套設計的總體思路,單套設施制水能力12500立方米/天,并確定了其主要參數。目前,這是我國行業內已投產最大的熱法海水淡化設備。

針對鋼鐵廠的蒸汽平衡和各除鹽水用戶的不同情況,該技術設置了海水淡化主體設施運行的邊界條件及主要工況,并對涉及海水淡化主體設施運行的附屬設施及配套系統進行了合理配置及優化。其中,海水淡化設施工況的確定是關鍵環節,它決定了設施將來的運行水平及效益。目前,通常的作法是從汽輪機中抽取中壓蒸汽,該中壓蒸汽為壓力在4ata(ata為絕壓下kgf/cm2)以上的蒸汽,然后通過熱壓縮(即TVC)裝置將中壓蒸汽和回流低壓蒸汽混合減溫減壓后進入低溫多效裝置進行海水淡化,由于該方式抽取的壓力較高的中壓蒸汽是汽輪機中沒有充分膨脹做功的優質蒸汽,蒸汽價值較高,由此直接影響發電效率,導致海水淡化的運行成本較高,沒有較好體現低溫多效裝置利用低溫、低壓的低價值蒸汽直接進行海水淡化的技術優勢;另外通常的海水淡化專設抽汽系統,沒有較好利用其它富余蒸汽,造成能源浪費,系統運行不經濟。

為了克服現有技術中使用低溫多效海水淡化工藝時抽取汽輪機中的中壓蒸汽影響發電效率、運行成本高等問題,該技術創新性地將低溫多效裝置與汽輪機及其他低壓汽源組合,可直接利用汽輪機末端或其他低壓汽源的低溫、低壓蒸汽進行海水淡化,同時該工藝可利用其他壓力較高的富余蒸汽進行海水淡化,并實現系統的多工況運行。其中富余蒸汽設計采用的壓力還同比降低了1ata~2ata,使噸水運行成本同比下降2元~3元,而其他工況設計利用基本“零”價值的蒸汽(如發電汽輪機排汽等),使噸水運行成本同比下降更多。另外,該設計還將濃鹽水送社會鹽場曬鹽,實現資源的綜合利用,進一步降耗減排。

在海水淡化材料及設備的選擇方面,也進行了系統優化,既考慮了功能需要又考慮了價格因素,實現“功能性”與“經濟性”的統一。其中主要包括:外殼選用雙相不銹鋼,換熱管分不同部位采用鈦材和銅合金,板式換熱器采用鈦板,海水非接觸附件采用316L不銹鋼,海水管道采用GRP等。此外,該技術還將電氣、自控、通訊、防雷接地等系統進行了進一步優化,使得該設施的綜合投資、運行成本、自控水平等均達到或超過國際先進水平。

低溫多效海水淡化技術的應用前景

該技術首次在鋼鐵廠中采用的低溫多效工藝,不僅可以在TVC工況下運行,還可以在純MED工況及MED+TVC工況下運行。其中,在MED工況下,充分實現了能量的梯級利用,不僅大幅度降低了海水淡化的運行成本,還產生了額外的發電效益,更好地實現了熱、電、水的聯產。據技術人員測算,系統在該工況下運行,每年可以節約制水成本約4500萬元,同時配套發電機組每年可以產生6000多萬元的發電效益;在MED+TVC工況下,通過在實際生產中不同工況之間的切換,該系統即可確保海水淡化的產水,又可有效調節鋼鐵廠的燃氣、蒸汽、電、水平衡,充分體現了鋼鐵廠“循環經濟、節能減排”的建廠理念。通過在不同工況下的運行模式切換,有效利用鋼鐵廠的多種蒸汽能源,在工藝流程、設備配置和性能指標上均達到先進水平,并較好地實現了能源的梯級利用,成為行業內水電聯產的示范,不僅具有較好的經濟效益,還具有較好的環境效益和社會效益。鋼鐵廠成功應用該創新低溫多效海水淡化技術,不僅節約了淡水資源,還有效降低了海水淡化的運行成本,并提高了鋼鐵廠的用水安全性,符合國家“循環經濟、節能減排”的要求,為世界范圍內沿海鋼鐵廠乃至其他行業建設海水淡化工程、降低制水成本,并最大限度減少生產生活對淡水的依賴,開辟了一條新路。

海水淡化頂層設計完成 產業進程持續推進

2012年,是海水淡化的“政策年”,2013年,在相關政策逐漸落地的同時,隨著《海水淡化產業發展試點單位名單(第一批)》的發布以及海水淡化產業、技術聯盟的成立,將進一步增強核心技術能力,并逐漸摸清產業化發展模式,從而推動我國海水淡化產業健康、快速發展。

國家發改委環資司處長楊尚寶日前表示,海水淡化第一批試點名單發布后,第二、三批試點建設工作將陸續開展。同時,他指出,海水淡化產業發展的頂層設計已經完成,多個海水淡化重點示范工程在建,相信海水淡化產業的明天一定收獲頗豐。

第一批試點名單發布

刺激各地快速推進海水淡化產業化發展

2013年年初,第一批海水淡化產業發展試點單位名單發布,其中浙江舟山市和深圳市入選試點城市,天津濱海新區、河北滄州渤海新區入選試點園區,浙江鹿西鄉(島)入選試點海島,杭州水處理技術研究開發中心入選產業基地,天津國投津能發電有限公司為供水試點,甘肅慶陽市環縣為苦咸水淡化試點。

浙江省作為試點城市、試點海島及產業基地的所在地,欲將淡化海水作為支撐本省海島和沿海缺水地區發展海洋經濟的重要資源。7月,《浙江省海水淡化產業發展“十二五”規劃》發布,提出,到2015年,浙江省將建成杭州國家級海水淡化產業基地,同時,還將創建一批海水淡化應用試點示范,將舟山建成全國海水淡化應用及熟讀示范區,建成若干海水淡化功能示范海島,結合海水淡化示范工程有序地開展淡化水進入市政供水系統的試點。

試點園區——滄州渤海新區的海水淡化產能將不斷提高。目前,國華滄東電廠的海水淡化項目已建成投產,并實現對外供水。到今年年底,國華滄東電廠的海水淡化能力將達到5.75萬噸/天。另外,挪威阿科凌、中科院過程工程研究所、廣東中科生物科技等企業將在渤海新區建海水淡化裝置,預計到今年年底,渤海新區每天可生產海水淡化水18~20萬噸。

供水試點——天津國投津能發電有限公司,是國投電力的孫公司。試點名單中,將天津國投列為唯一一家向市政供水的試點單位。天津國投投建的北疆電廠一期20萬噸/日的海水淡化項目于2010年10月正式實現了海水淡化水對市政管網供應,開創了我國海水淡化大規模進入市政管網的先河。目前,漢沽、塘沽和開發區的居民已飲用上了北疆發電廠提供的淡化水。

產業、技術聯盟相繼成立

打破產業合作壁壘助推技術升級加快海水淡化國產化進程

今年年初,國家海水淡化產業聯盟成立,其中,黃渤海產業聯盟包括國開投、天津大學海水淡化與膜技術研究中心、天津膜天膜等在內的11家單位,東南海產業聯盟包括杭州水處理中心、天津膜天膜以及浙江大學等在內的15家單位。

天津膜天膜是兩大產業聯盟的成員單位,由其牽頭的國家級海水淡化裝置科研項目——“反滲透海水淡化關鍵設備研制”5月在天津濱海新區啟動。該項目將重點圍繞突破新型海水淡化膜材料與膜組件、高壓泵與增壓泵、能量回收裝置等諸多世界難題。項目成功應用后將打破我國海水淡化關鍵裝備依賴進口的局面,推進海水淡化裝置國產化的進程。

6月,國內13家企業共同發起成立中關村新能源海水淡化產業技術創新聯盟,技術聯盟將以首鋼集團、北京控股為研發基地,實現海水淡化產業關鍵技術和設備國產化的突破,提高自主創新、自主集成的水平,深化產、學、研一體化機制,打造循環經濟鏈條,提高產業市場競爭力。

7月,據媒體報道,青島欲組建海水淡化技術聯盟,在膜法大型集成裝備方面,將引進西班牙百菲薩、法國威立雅、新加坡凱發等公司;在關鍵裝備制造方面,將與日本東麗公司、美國陶氏化學等公司開展合作,實現海水淡化關鍵裝置本地化制造。據了解,青島將通過組建技術聯盟,形成培育孵化優秀企業的平臺,重點培育具有技術優勢的企業,推進我國海水淡化產業的發展。

220萬噸目標任重而道遠

從需求出發解決體制制約問題

根據《海水淡化產業發展“十二五”規劃》,到2015年,我國海水淡化產能達到220萬噸/日以上。據了解,截止到2012年底,我國海水淡化日產能約為70萬噸,距2015年的220萬噸目標還有很遠距離。中國水利企業協會脫鹽分會秘書長郭有智表示,要實現220萬噸的目標形勢并不樂觀,他指出,如果想在競爭日益激烈的海水淡化產業中不斷發展壯大,一方面需要大力推進海水淡化科技創新,培養擁有自主產權的核心技術和人才力量。另一方面要加快海水淡化關鍵技術與裝備國產化的進程,提高裝備標準化、系列化和成套化水平。同時,海水淡化產業發展還要從需求出發,解決現有體制中存在的制約問題。

目前,隨著海水淡化幾大政策的出臺,海水淡化產業頂層設計已經完成。隨著試點、示范工程的落地以及聯盟工作的推進,也將大力推動我國海水淡化核心技術的發展以及關鍵設備國產化的進程。但同時,我國也面臨著海水淡化體制尚未理順的困境,導致出現海水淡化產能閑置、淡化水難尋出路等問題。

實際上,雖然《規劃》中明確提出將海水淡化納入市政管網,但由于管網建設及民眾接受程度問題,多數海水淡化項目雖已具備提供安全飲用水的能力,卻始終沒有實現淡化水納入市政用水的目標。同時,淡化水價格獨立于自來水價格體系之外,存在價格體制不合理的問題。國家發改委環資司相關負責人也表示,我國海水淡化產業沒有形成合理統一的水資源開發利用市場機制,反映資源稀缺性的水價機制尚未建立。所以,妥善解決現有體制中的制約問題,將會大力推動我國海水淡化產業的健康、快速發展。


看了又看

更高鹽度更高無機廢液處理劑-籽食鹽-a/o排列組合技術手段

格柵的沉渣外運交由環衛部門處理。典型的組合法有微電解-混凝-生物法處理工藝、電滲析-活性污泥法組合工藝、固定化微生物技術等。4停留時間的單因素考察在保持進水鹽度為20000mg/L,COD為4150m... [查看詳情]





老11选5遗漏