解锁海水淡化的“能效密码”
2025年06月16日
字数:2790
版次:03
依托“海水淡化”这张耀眼的绿色名片,河北公司沧东电厂坚持发挥自身产业与地域资源优势,在能源综合利用领域大步迈进,全力奔赴新质生产力的发展之路。截至5月底,该厂立足推动科技创新和产业创新深度融合,历经一年建设实施,火电机组全工况海水淡化抽汽梯级利用项目圆满完成,累计发电2000.18万千瓦时,制水121万吨,综合厂用电率降低约0.47%,攻克了海水淡化设备在机组深度调峰工况下稳定运行难题,实现了机组全工况下海水淡化的稳定制水。
作为国内首个万吨级低温多效海水淡化与汽轮机组抽汽耦合的先锋项目,在提升了燃煤机组发电效率、填补行业空白的同时,该厂实现热法蒸馏装置与火电机组的高效联动,开启了“技术研发—示范引领—产业复制”的创新推广模式。
近年来,随着燃煤发电机组深度调峰负荷率持续降低,机组抽汽压力相应下降,导致低负荷工况下海水淡化设备的安全稳定运行受到严重影响。
作为“电水热汽”多联供的综合能源企业,沧东电厂建有4台低温多效蒸馏海水淡化装置,总制水能力达5.75万吨/日,对外供水3万余吨/日,供水用户覆盖港口物流、能源化工、粮油加工等40余家重点工业企业,成为区域经济发展的“生命线”。然而,随着负荷率逐年降低,机组低负荷运行造成的抽汽压力不足,使得海水淡化装置不断限产,极端工况下曾造成多台海淡设备被迫停运,淡化水“水龙头”时开时关的窘境日益凸显。
火电厂深度调峰与生产生活供水安全,都是摆在沧东电厂面前的必答题。该厂勇担科技创新主体责任,聚焦实现抽汽余压的梯级高效利用主动攻坚,开创性提出2.5万吨/日热法海水淡化背压机+MED技术方案,在机组四抽供汽母管与海水淡化制水系统之间增设1台20兆瓦级背压式汽轮机组,抽汽先进入背压机利用余压做功,乏汽进入海水淡化设备首效制水,通过回收蒸汽做功能力,实现对能量的梯级利用,提高能量利用率和现役热法蒸馏海水淡化适应低参数蒸汽的制水能力,有效保障海水淡化设备在机组深度调峰工况下稳定运行。
海水淡化与小汽机耦合研究改造,以最经济、最可靠的机组配合抽汽方式满足用汽需求,实现机组全工况下海水淡化的稳定制水,让海水淡化设备能够“吃得饱”,保持了原有产水能力,提高了供水的灵活性,还降低了制水成本和厂用电率,可谓是实现了能源高效利用与水资源供给的高效结合。
创新从来不是一帆风顺的征程,而是在披荆斩棘中不断突破的历程。立项之初就遭遇了“冰火两重天”的考验:一边是企业改革重组带来的架构调整,一边是特殊时期造成的沟通阻隔,项目推进一度陷入了“进退维谷”的困境。
恰恰此时是最关键的技术论证阶段。于是,项目团队与哈尔滨汽轮机厂的工程师们搭建起“云端作战室”,每周至少进行3次视频会议。项目负责人刘智勇至今记忆犹新:“光是背压机参数匹配这一个环节,我们就积累了8本沉甸甸的会议纪要。有时候为了确定一个蒸汽参数,双方隔着屏幕争得面红耳赤,会议经常从傍晚持续到深夜。”这场跨越空间的技术拉锯战,见证了创新突破的艰辛历程。
2022年3月,历经18个月攻坚,项目终于签订首份技术合同,但新的挑战已接踵而至。全国迎来火电建设高峰,设计院人力捉襟见肘,项目推进眼看就要“卡壳”。该厂12名技术骨干挺身而出,在海淡控制室支起“临时战场”,他们白天采集数据,夜晚研读300多份文献,绘制200余张图表,自主完成了万字技术规范。
项目建设过程中,项目团队直面工序交叉协同、沿海气候复杂多变、高风险作业集中等问题挑战,动态优化施工方案,科学编制施工计划,灵活调整工期工序,严格执行重要工序及隐蔽工程即时验收制度,强化施工全过程质量与进度管控。从压力波动的精准抑制到温度控制的参数优化,每个细节都经过20余轮打磨,连疏水管道坡度都反复验算3次。正如他们常说的:坐等没有出路,实干才能破局!
2024年5月,项目施工进入高峰期,在对接背压机排汽管道时又遭遇始料未及的难题——当管道系统充入蒸汽后,12米长的主管道出现明显“跷跷板”现象,左右振幅达3厘米,螺栓连接处摩擦声刺耳。现场施工负责人庞明金回忆道:“这个问题如果不解决,轻则导致法兰泄漏,重则影响汽轮机转子稳定性。”
只要方向正确,哪怕推倒重来也在所不惜。项目组技术负责人孔垂茂连夜召集设计院、设备厂家召开会议,连续72小时模拟了10种工况,终于想到妙招——给管道装个“减震弹簧”,成功将管道振幅控制在0.5厘米以内,彻底消除了隐患。
调试阶段作为项目建设的收官之战,是验证项目成果的核心环节。今年1月,为确保背压机与海水淡化系统稳定协同运行,项目组成立调试团队,制定了详细完备的调试方案。首次调试时,系统出现明显参数波动,运行调试负责人要川召集技术团队开展分析,确认问题根源在于背压机进汽压力、流量与海水淡化设备蒸汽需求间存在适配差异。团队迅速采取调整关键阀门开度、优化自动化控制逻辑等针对性措施,经过多轮参数调整与运行验证,系统运行逐步平稳,成功实现发电量并入厂用电系统,标志着项目调试工作取得圆满成功。
当轰鸣的汽轮机裹着咸涩海风持续运转,一度度电化作银色电流,为生产设备用电注入源源不断的动力,无数滴海水在精密管道中完成蜕变,沿着纵横交错的线路奔涌向前。
该项目自建成调试运行至今,累计制水121万吨,实现机组40%负荷下制水7.4万吨,提升了全工况下设备稳定供水能力,源源不断的清冽淡水奔流向港城工业园区40余家企业,让他们彻底告别“用水焦虑”,为地方经济发展注入稳定的绿色动能。“这套技术就像为传统电厂装上了‘能量转换器’,让每克蒸汽都能发挥双重价值。”专家组在验收报告中指出,背压机项目的成功实施,开创了燃煤机组“发电+制水”梯级利用的新范式。
作为行业内开创性工程,该项目无技术先例借鉴,工艺技术体系复杂,项目团队开展的大量设备个性化开发与定制研究的技术难题,形成了“多汽源抽汽掺配”“电水联产耦合”“低品位热源利用”三大首次开发应用技术体系,为滨海电厂节能降耗、提高资源利用综合能力提供有效路径。
近两年来,该厂聚焦海水资源化综合利用,深化海水淡化专业化和产业化发展,先后完成3台海水淡化设备国产化DCS系统改造,实现核心控制系统自主可控;完成海水淡化钛管更换工程,造水比提升1.2,综合换热效率提升5.6%。
结合绿色技术、智能系统、产业协同和未来能源需求,该厂加大海水资源深度利用研究力度,延伸浓盐水产业链条,已立项实施的浓盐水制盐示范项目正稳步开展,同时积极探索提溴、提锂、提钾等方向研究,形成更具前沿性的战新产业链,向着电热水盐多联产的综合能源利用示范基地奋力迈进,致力在高质量发展道路上实现“老树发新芽”的转型升级,成为展示新质生产力的鲜活样本。
当夕阳为背压机厂房镀上金边,32吨重的转子正不知疲倦地旋转,将每一克蒸汽、每一吨淡水都转化为新质生产力的生动注脚。在能源转型的浪潮中,沧东电厂以创新破局、用实干开路,于渤海之滨书写高质量发展的时代答卷,用汩汩清流奏响绿色转型的澎湃乐章。
作为国内首个万吨级低温多效海水淡化与汽轮机组抽汽耦合的先锋项目,在提升了燃煤机组发电效率、填补行业空白的同时,该厂实现热法蒸馏装置与火电机组的高效联动,开启了“技术研发—示范引领—产业复制”的创新推广模式。
拥抱变革勇攀创新高峰
近年来,随着燃煤发电机组深度调峰负荷率持续降低,机组抽汽压力相应下降,导致低负荷工况下海水淡化设备的安全稳定运行受到严重影响。
作为“电水热汽”多联供的综合能源企业,沧东电厂建有4台低温多效蒸馏海水淡化装置,总制水能力达5.75万吨/日,对外供水3万余吨/日,供水用户覆盖港口物流、能源化工、粮油加工等40余家重点工业企业,成为区域经济发展的“生命线”。然而,随着负荷率逐年降低,机组低负荷运行造成的抽汽压力不足,使得海水淡化装置不断限产,极端工况下曾造成多台海淡设备被迫停运,淡化水“水龙头”时开时关的窘境日益凸显。
火电厂深度调峰与生产生活供水安全,都是摆在沧东电厂面前的必答题。该厂勇担科技创新主体责任,聚焦实现抽汽余压的梯级高效利用主动攻坚,开创性提出2.5万吨/日热法海水淡化背压机+MED技术方案,在机组四抽供汽母管与海水淡化制水系统之间增设1台20兆瓦级背压式汽轮机组,抽汽先进入背压机利用余压做功,乏汽进入海水淡化设备首效制水,通过回收蒸汽做功能力,实现对能量的梯级利用,提高能量利用率和现役热法蒸馏海水淡化适应低参数蒸汽的制水能力,有效保障海水淡化设备在机组深度调峰工况下稳定运行。
海水淡化与小汽机耦合研究改造,以最经济、最可靠的机组配合抽汽方式满足用汽需求,实现机组全工况下海水淡化的稳定制水,让海水淡化设备能够“吃得饱”,保持了原有产水能力,提高了供水的灵活性,还降低了制水成本和厂用电率,可谓是实现了能源高效利用与水资源供给的高效结合。
攻坚克难打造行业标杆
创新从来不是一帆风顺的征程,而是在披荆斩棘中不断突破的历程。立项之初就遭遇了“冰火两重天”的考验:一边是企业改革重组带来的架构调整,一边是特殊时期造成的沟通阻隔,项目推进一度陷入了“进退维谷”的困境。
恰恰此时是最关键的技术论证阶段。于是,项目团队与哈尔滨汽轮机厂的工程师们搭建起“云端作战室”,每周至少进行3次视频会议。项目负责人刘智勇至今记忆犹新:“光是背压机参数匹配这一个环节,我们就积累了8本沉甸甸的会议纪要。有时候为了确定一个蒸汽参数,双方隔着屏幕争得面红耳赤,会议经常从傍晚持续到深夜。”这场跨越空间的技术拉锯战,见证了创新突破的艰辛历程。
2022年3月,历经18个月攻坚,项目终于签订首份技术合同,但新的挑战已接踵而至。全国迎来火电建设高峰,设计院人力捉襟见肘,项目推进眼看就要“卡壳”。该厂12名技术骨干挺身而出,在海淡控制室支起“临时战场”,他们白天采集数据,夜晚研读300多份文献,绘制200余张图表,自主完成了万字技术规范。
项目建设过程中,项目团队直面工序交叉协同、沿海气候复杂多变、高风险作业集中等问题挑战,动态优化施工方案,科学编制施工计划,灵活调整工期工序,严格执行重要工序及隐蔽工程即时验收制度,强化施工全过程质量与进度管控。从压力波动的精准抑制到温度控制的参数优化,每个细节都经过20余轮打磨,连疏水管道坡度都反复验算3次。正如他们常说的:坐等没有出路,实干才能破局!
2024年5月,项目施工进入高峰期,在对接背压机排汽管道时又遭遇始料未及的难题——当管道系统充入蒸汽后,12米长的主管道出现明显“跷跷板”现象,左右振幅达3厘米,螺栓连接处摩擦声刺耳。现场施工负责人庞明金回忆道:“这个问题如果不解决,轻则导致法兰泄漏,重则影响汽轮机转子稳定性。”
只要方向正确,哪怕推倒重来也在所不惜。项目组技术负责人孔垂茂连夜召集设计院、设备厂家召开会议,连续72小时模拟了10种工况,终于想到妙招——给管道装个“减震弹簧”,成功将管道振幅控制在0.5厘米以内,彻底消除了隐患。
调试阶段作为项目建设的收官之战,是验证项目成果的核心环节。今年1月,为确保背压机与海水淡化系统稳定协同运行,项目组成立调试团队,制定了详细完备的调试方案。首次调试时,系统出现明显参数波动,运行调试负责人要川召集技术团队开展分析,确认问题根源在于背压机进汽压力、流量与海水淡化设备蒸汽需求间存在适配差异。团队迅速采取调整关键阀门开度、优化自动化控制逻辑等针对性措施,经过多轮参数调整与运行验证,系统运行逐步平稳,成功实现发电量并入厂用电系统,标志着项目调试工作取得圆满成功。
熠熠生辉引领行业发展
当轰鸣的汽轮机裹着咸涩海风持续运转,一度度电化作银色电流,为生产设备用电注入源源不断的动力,无数滴海水在精密管道中完成蜕变,沿着纵横交错的线路奔涌向前。
该项目自建成调试运行至今,累计制水121万吨,实现机组40%负荷下制水7.4万吨,提升了全工况下设备稳定供水能力,源源不断的清冽淡水奔流向港城工业园区40余家企业,让他们彻底告别“用水焦虑”,为地方经济发展注入稳定的绿色动能。“这套技术就像为传统电厂装上了‘能量转换器’,让每克蒸汽都能发挥双重价值。”专家组在验收报告中指出,背压机项目的成功实施,开创了燃煤机组“发电+制水”梯级利用的新范式。
作为行业内开创性工程,该项目无技术先例借鉴,工艺技术体系复杂,项目团队开展的大量设备个性化开发与定制研究的技术难题,形成了“多汽源抽汽掺配”“电水联产耦合”“低品位热源利用”三大首次开发应用技术体系,为滨海电厂节能降耗、提高资源利用综合能力提供有效路径。
近两年来,该厂聚焦海水资源化综合利用,深化海水淡化专业化和产业化发展,先后完成3台海水淡化设备国产化DCS系统改造,实现核心控制系统自主可控;完成海水淡化钛管更换工程,造水比提升1.2,综合换热效率提升5.6%。
结合绿色技术、智能系统、产业协同和未来能源需求,该厂加大海水资源深度利用研究力度,延伸浓盐水产业链条,已立项实施的浓盐水制盐示范项目正稳步开展,同时积极探索提溴、提锂、提钾等方向研究,形成更具前沿性的战新产业链,向着电热水盐多联产的综合能源利用示范基地奋力迈进,致力在高质量发展道路上实现“老树发新芽”的转型升级,成为展示新质生产力的鲜活样本。
当夕阳为背压机厂房镀上金边,32吨重的转子正不知疲倦地旋转,将每一克蒸汽、每一吨淡水都转化为新质生产力的生动注脚。在能源转型的浪潮中,沧东电厂以创新破局、用实干开路,于渤海之滨书写高质量发展的时代答卷,用汩汩清流奏响绿色转型的澎湃乐章。