万吨海水淡化低温多效方案

1、1.2设计规模和范围1.2.1设计规模本项目为制水站三期工程，设计规模为日产2.5万吨淡水。按照2009年9月某某发电厂一、二期日产20万吨海水淡化工程可研报告的原则不设置海水预处理系统以及2011年8月某某研究院完成的概念设计，在预留的制水站场地内（三角地）可布置5套2.5万吨/日海水淡化设备，则三角地的设计规模按5套2.5万吨/日共计12.5万吨/日设计，其中本期新建1套2.5万吨/日海水淡化设备，按某某地区淡水市场的需求，近期扩建1套2.5万吨/日海水淡化设备，后续再扩建3套2.5万吨/日海水淡化设备。本期设计新建1套2.5万吨/日海水淡化设备的同时，为后续建设4套2.5万吨/日海水淡化

2、设备留有扩建条件，规划的规模将根据某海新区的用水规划分布实施。1.2.2设计范围(1) 海水供水方案(2) 蒸汽供应方案及可靠性分析(3) 海水淡化设备容量选择(4) 供、配电方案(5) 控制系统方案(6) 化学水系统方案(7) 厂内淡水输送方案及供水可靠性分析(8) 制水站总体布置(9) 厂区管网布置(10) 投资估算、水价及经济效益分析1.2.3设计分界海水淡化装置成品淡水升压后外供，淡水供应管道的设计接口界限为厂区围墙外1m。按关于引某某电厂5万吨/日海水淡化供水管道铺设有关情况的说明接口点设计压力0.8MPa。1.5主要设计原则1.5.1 总的设计原则(1) 贯彻“安全可靠、经济实用、

3、符合国情”的电力建设方针。(2) 严格执行国家和地方各项政策、法规和规定，符合规划要求。(3) 拟定合理的工艺系统，优化设备选型和配置，简化工艺系统、减少备用。(4) 技术经济论证事实求是。1.5.2 主要设计原则(1) 推荐采用低温多效海水淡化工艺。(2) 不设置海水预处理系统。(3) 本期海水取水系统、排水系统、供汽系统设计时均一并考虑扩建容量，按12.5万吨/日的规模设计管道，按一次建成考虑。(4) 本期淡水外供系统外供市政和XX两个用户，给XX供水保留目前的DN300的管道，容量为1万吨/日；给市政供水按本期新建1套2.5万吨/日设备、近期扩建1套2.5万吨/日设备，总容量为5万吨/日

4、设计。利用原有水池和泵房进行改造工作。远期的扩建容量3×2.5万吨/日考虑新建淡水池和供水泵。(5) 海水淡化所需海水取自电厂一期工程循环水供水管网。(6) 海水淡化浓盐水排至一期工程虹吸井，并预留向盐厂提供浓盐水的接口。(7) 海水淡化所需蒸汽由电厂一、二期工程汽轮机中压缸末级抽汽提供。(8) 海水缓冲池和提升泵房按规划容量5套2.5万吨/日设备设计并建设，水泵按本期容量建设。(9) 考虑本期和近期规划，控制和电气设备集中布置在本期海水淡化综合设备间内，预留近期扩建1套2.5万吨/日设备的位置，厂房一次建成。(10) 海水淡化主设备及其基础按进行满水试验设计。2淡水市场及水质要求3

5、厂址条件3.3水源海水水源某某发电厂建于某海之滨，紧邻某某港。漳卫新河与宣惠河交汇的大口河在厂址西南侧入海；某海湾海域辽阔，水量充沛，电厂一、二期工程循环水系统采用海水直流供水系统，水源取自某某港港池。制水站用水取自一、二期工程循环水供水管。海水水质见下表：序号分析项目海水水质指标项目名称单 位最大值最小值平均值1水温28.00.015.442盐度31.74231.56831.663pH8.207.878.074SSmg/l302.014.094.385浊度mg/l190.01.231.046含沙量kg/m30.290.040.107DOmg/l10.46.058.158CODMnmg/l4.

6、772.523.769BOD5mg/l2.410.301.1810氨氮mg/l0.5680.2430.3411TOCmg/l6.40.255.9012油mg/l0.10.0250.0913硫化物mg/l0.060.040.0614NH3mg/l未检出未检出未检出15碱度mg/l(asCaCO3)158.0143.0148.216NO2-mg/l0.2230.0100.05417NO3-mg/l9.121.9353.4018CO2mg/l4.844.824.8419Mg2+mg/l1312.671238.371275.3220Ca2+mg/l392.58359.72387.3721Na+mg/l

7、8829.106325.0675622K+mg/l364.5201.4283.5423HCO3-mg/l192.82174.54181.8324CO32-mg/l0.000.000.0025SO42-mg/l3293.902625.802911.4026Cl-mg/l20393.6819815.1320069.3127TDSmg/l35859352003556028色度000备 注：(1) 上述水质指标测定的时间为2002年112月。(2) 目前海水取样是在港口和电厂没有运行的情况下进行，在港口和电厂正式运行后，对海水会有些污染，海水中浊度、CODMn、BOD5、氨氮、TOC、油、硫化物、NH

8、3等指标的数值会有所增加。(3) 由于地处浅滩，滩面细颗粒粉沙质淤泥在风浪的作用下，极易被掀扬悬浮，随涨潮进入港池。因此有较大风浪时，海水的含沙量和悬浮物较高，历史上附近海域含沙量曾经达到24kg/m3，平日为0.20.4kg/m3。设计海水取水口实测月平均水温，见下表：取样时间取水位置的月平均水温()表层下1m表层下6m表层下10m2001/120.730.730.742002/1-0.34-0.35-0.362002/22.652.572.552002/37.077.096.972002/412.5912.3612.292002/518.5418.1018.042002/623.4022.

9、1622.102002/727.2426.9826.942002/827.4627.2427.192002/922.6922.4922.452002/1014.6414.5314.49备 注：(1) 电厂供水泵房取水深度为表层下6m处；(2) 电厂冷却水排水温度比取水水温度约高10。淡水水源电厂淡水用水均采用海水淡化水。3.4蒸汽汽源一、二期工程四台汽轮发电机组具备额定工况下600t/h，最大工况下1000t/h的抽汽能力，可供海水淡化设备制淡水用汽。4.2海水淡化工艺方案 海水淡化工艺当前世界上广泛采用的海水淡化方式可分为膜法和热法两种，膜法是将含盐海水加压经过反渗透膜，水通过反渗透膜，而盐

10、分不能通过，将海水和淡水分离。热法主要是蒸馏分离，由于蒸馏分离工艺方式或动力方式不同，采用最为广泛的有低温多效(MED)、多级闪蒸(MSF)和机械压缩(MVC)。低温多效工作温度低，设备的腐蚀和结垢比较轻，防腐材料要求低，设备费用相对较低，除垢等工作量少；海水在换热面的低温侧，如发生泄漏，不污染成品水；造水比较高，产品水品质高；运行控制相对简单；负荷调节范围比较大，负荷调节范围在40110%之间；单位制水电耗低。多级闪蒸装置具有设备单机容量大、出水品质好、造水比高等优点。但该装置海水的最高操作温度在110120左右，对传热管和设备本体的腐蚀性较大，必须采用价格昂贵的铜镍合金、特种不锈钢及钛材，

11、因此设备造价高。闪蒸海水在换热面的高温侧，如有泄漏成品水要受到污染，如水质不满足要求则需要强迫停机处理；调试工作量较大，但正常运行平稳，调节控制工作量很少。另外，为了减轻结垢和腐蚀，对进入装置的海水必须加酸和进行脱气(脱除CO2和O2)处理，因而也增加了造水成本。单位制水电耗大约是低温多效方式的两倍。反渗透(RO)设备单机容量小，分组运行灵活，对用水负荷变化适应性强，可实现分水质供水，建设周期相对较短。但其对海水预处理要求严格，日常运行维护和膜的更换量较大，制水电耗大，对海水温度适应性差。目前，反渗透(RO)的配套设备性能有了新的发展，新型能量回收装置其转换效率高达89%96%使能耗进一步下降

12、。除反渗透膜组件、高压泵、能量回收装置需要进口外，其他设备和器件均可以在国内加工制造。随着膜技术的发展，膜的水通量不断提高，膜的寿命也在延长。本项目海水淡化工艺的选择某某电厂建成初期对海水淡化工艺方式进行了广泛的调研和对比，某某电厂位于某海，冬季水温很低，水质较差，悬浮物、微生物及油污污染等不易控制，由于水质问题反渗透工艺对于某某地区使用需要对海水预处理及水质管理的工作量增加，该地区海水条件不适宜反渗透海水淡化工艺。作为锅炉补给水，反渗透海水淡化产品水品质较差，需要二次反渗透处理，相对热法海水淡化产品水水质较高，可节省大量的再次水处理工作量，因此采用热法海水淡化工艺。多级闪蒸和低温多效相比较，

13、多级闪蒸工作温度高，需要对海水进行加酸脱气等预处理，设备的腐蚀及结垢比低温多效工艺严重，设备费用也相对较高，同时多级闪蒸设备的调试相对复杂，运行负荷调整范围小，设备腐蚀造成泄漏易造成产品水的污染。经过通盘考虑，最终选定低温多效工艺方式。某某一期工程引进法国SIDEM公司低温多效海水淡化装置，多年运行情况良好，设备可用率非常高，产品水品质高，运行稳定，控制简单，维护工作量小。某某二期某某电厂实现了1.25万吨/日低温多效海水淡化装置的国产化制造和投产，设备的产水量、造水比和进口设备相比得到了改进，设备费用和工程造价得到降低，制水成本降低，取得了良好的效果。对于某某电厂的海水条件和某某电厂海水淡化

14、工程工艺方式的历史沿革考虑，本工程项目仍采用低温多效海水淡化工艺方式。4.3海水淡化装置选型及技术条件4.3.1海水淡化装置自主研发历程低温多效蒸馏海水淡化技术（MED）具有淡化水品质高，设备构造简单，不受原海水浓度限制，对预处理无特殊要求等特点，是目前国际上海水淡化主流技术之一。低温多效蒸馏技术的主要动力为低品质蒸汽，因此非常适合于有低品质热源的地区。滨海电厂通过水电联产生产淡水，不但可以提供电厂自用水源，也可以向社会供水，水电联产海水淡化技术具有广阔的发展前景。近年来，低温多效蒸馏技术已经成为建设大型淡化工厂的首选方案。在某某集团公司的领导下，某某某某电力公司自2006年开始万吨级低温多效

15、蒸馏海水淡化技术研发工作，并将“万吨级低温多效蒸馏海水淡化技术研发与应用”列入某某集团公司重大科技项目，通过低温多效海水淡化基础研究和应用技术研究，开发了TVC-MED设计计算软件，以及具有自主知识产权的万吨级海水淡化设计和制造技术，完成了万吨级低温多效蒸馏海水淡化装置的设计、制造、安装和调试工作。2008年12月某某某某电力自主研发的1.25万吨/日低温多效海水淡化装置顺利投产,装置的淡水产量、水质、造水比及电耗等主要技术指标均达到并超过设计值。该研究课题获得2009年度中国电力科学技术一等奖。在2009年9月完成的某某发电厂日产20万吨海水淡化工程可性行研究报告中，制水站三期工程建设规模确

16、定为日产2.5万吨，海水淡化主设备选型为2套国产自主化1.25万吨/日低温多效蒸馏海水淡化装置，并获某某集团的批准，但由于前几年淡水用户市场因素的影响项目并未实施。与此同时某公司某某电力分公司在国内率先成功开发1.25万吨/日低温多效蒸馏海水淡化装置的基础上，又将“海水淡化产业化及大型化研究”列为某某集团2009年度重大科技项目，并在2009年初组织江苏双良空调设备股份有限公司、某某某某（北京）电力研究院有限公司和河某某某某某发电有限责任公司开展2.5万吨/日大型化低温多效蒸馏海水淡化装置的技术开发与研究工作，重点开展了以下工作：（1）2.5万吨/日大型化低温多效蒸馏海水淡化集成技术研究与程序

17、开发在1.25万吨/天低温多效蒸馏海水淡化装置的基础上，进一步开展了主设备（蒸发器）的设计、系统参数选择等集成技术研究和装置设计计算程序，该程序软件通过中试装置试验得到进一步验证，并获得国家知识产权局颁发的软件著作权。（2）2.5万吨/日大型化低温多效蒸馏海水淡化中试试验研究2009年底某某某某（北京）电力研究院有限公司完成了2.5万吨/天大型化低温多效蒸馏海水淡化中试装置的设计工作，2010年1月江苏双良空调设备股份有限公司完成了中试装置设备制造工作，2010年4月河某某某某某发电有限责任公司完成了中试装置的施工工作。2010年5月初至9月初，由某某某某（北京）电力研究院有限公司牵头对中试装

18、置进行了分系统调试、整体性能试验和十三项单项试验，并形成了2.5万吨/日大型化低温多效蒸馏海水淡化中试试验研究报告。2010年10月中国海水淡化与水再利用学会组织国内行业专家对中试研究项目进行评审，专家组一致认为：国内首次研制的中试装置试验是成功的，为我国的海水淡化技术发展奠定了基础。参与研发的四方已具备2.5万吨/天大型化低温多效蒸馏海水淡化装置的设计、制造能力。4.3.2海水淡化装置的选型在完成“2.5万吨/日大型化低温多效蒸馏海水淡化中试试验研究”的基础上，某某某某电力研究院在2010年10月至2011年7月之间，结合试验结果开展了大型化装置设计计算软件完善、工艺参数优化计算研究、TVC

19、国产化可行性研究、腐蚀与防护及新材料应用等研究工作，并完成“某某某某自主研发2.5万吨/天低温多效蒸馏海水淡化概念设计”，2011年8月某某某某电力组织国内行业专家对自主研发2.5万吨/天低温多效蒸馏海水淡化概念设计进行评审，专家一致认为：概念设计内容和深度合适，推荐的工艺方案参数合理，可开依据展某某电厂2.5万吨/天低温多效蒸馏海水淡化装置（MED-TVC）的工程设计。某某研究院完成的海水淡化装置概念设计的主要内容如下：.1 2.5万吨/日海水淡化装置设计方案2.5万吨/日MED-TVC装置，采用“7+3”效低温多效蒸馏海水淡化技术方案，其基本方案为：采用横管降膜低温多效蒸发加蒸汽热压缩器（

20、MED- TVC）的蒸馏淡化工艺。采用10效蒸发器，串列式水平布置，海水平行进料。为克服平流进料方式物料水过冷度较大的问题，在物料海水系统设置四个回热加热器，利用凝结水和二次蒸汽的热量预热物料海水，减小物料水的过冷，提高装置产水效率。蒸汽热压缩器（TVC）设计在第7效的末端抽汽。第10效后面设置凝汽器，冷凝第10效产生的蒸汽，同时加热全部进料海水。抽真空系统为蒸汽喷射式，从凝汽器、第1效和第4效换热管末端抽气，维持系统运行真空度；设置启动蒸汽喷射器，供设备启动时快速达到设定的真空度，缩短启动时间。（1）主要设计参数表4-1 2.5万吨/日MED-TVC装置主要设计参数序号项目保证值1额定装置出

21、力25,000 吨/日2产品水质TDS5 mg/L3造水比14.14额定蒸汽耗量73.7t/h5蒸发器总传热面积121031 m26额定制水电耗1.20 kWh/m37装置调节能力40110%8酸洗周期2年9使用寿命30年（2）蒸发器主要结构参数表4-22.5万吨/日MED-TVC装置蒸发器主要结构参数序号参数名称单位设计值备注1蒸发器效数-102TVC抽汽位置-第7效3第17效换热面积m215458×74第810效换热面积m24275×35蒸发器总换热面积m2121031 6换热管规格mm25.4×0.7上三排为25.4×0.57第17效换热管长度m6

22、有效段8第810效换热管长度m4有效段9第17效换热管数-32286×7合计22600210第17效各效换热管列数-15211第17效各效换热管排数-21412第17效各效第1程管数-2841213第17效各效第2程管数-387414第810效换热管数-13392×3合计4017615第810效各效换热管列数-7416第810效各效换热管排数-18317第810效各效第1程管数-1178518第810效各效第2程管数-1607.22×1.25万吨/日海水淡化装置设计方案采用2套1.25万吨/日MED-TVC装置，单套装置利用某某二期国产万吨级低温多效蒸馏海水淡化技

23、术方案，其基本方案为：采用横管降膜低温多效蒸发加蒸汽热压缩（MED- TVC）的蒸馏淡化工艺。采用6效蒸发器，串列式水平布置，海水平行进料。蒸汽热压缩器（TVC）设计在第4效的末端抽汽。第6效后面设置凝汽器，冷凝第6效产生的蒸汽，同时加热全部进料海水。抽真空系统为蒸汽喷射式，从凝汽器和第1效换热管末端两处抽气，维持系统运行真空度；设置启动蒸汽喷射器，供设备启动时快速达到设定的真空度，缩短启动时间。（1）主要设计参数表4-3 1.25万吨/日MED-TVC装置主要设计参数（单套）序号项目保证值1额定装置出力1,2500 吨/日2产品水质TDS5 mg/L3造水比10.884额定蒸汽耗量47.9t

24、/h5蒸发器总传热面积47574 m26额定制水电耗1.20 kWh/m37装置调节能力40110%8酸洗周期2年9使用寿命30年（2）蒸发器主要结构参数表4-4 1.25万吨/日MED-TVC装置蒸发器主要结构参数表（单套）序号参数名称单位设计值备注1蒸发器效数-62TVC抽汽位置-第4效3第14效换热面积m210470.2×44第5、6效换热面积m22846.9×25蒸发器总换热面积m2475746换热管规格mm25.4×0.7上三排为25.4×0.57第14效换热管长度m9.698第5、6效换热管长度m69第14效换热管数-13597×4

25、合计5486810第14效每效换热管列数-7811第14效每效换热管排数-17812第5、6效换热管数-5986×2合计1132813第5、6效每效换热管列数-5214第5、6效每效换热管排数-116.3 两方案技术经济比较（1）主要设计技术数据比较表4-5两方案主要设计数据比较表序号项目2×1.25万吨/日1×2.5万吨/日1基本工艺型式“4+2”MED-TVC“7+3” MED-TVC2设计淡水产量吨/日25000250003设计蒸汽耗量t/h95.873.74造水比10.8814.15设计制水电耗kWh/m31.21.26蒸发器总换热面积m295148121

26、031 从表4-5中可以看出，两方案在淡水产量相同的情况下，电耗基本相同，2×1.25万吨/日方案比1×2.5万吨/日方案造水比低3.22,多耗蒸汽22.1t/h；1×2.5万吨/日方案蒸发器总换热面积比2×1.25万吨/日方案多。(2）制水成本比较1×2.5万吨/日装置造水比比2×1.25万吨/日方案高3.22，制水热效率大幅提高。但由于效间温差降低，效数增加，单位制水设备的换热面积增加，设备费用会有所提高。由于燃料价格的持续走高，而海水淡化制水成本中热价所占比例达到50%以上，提高单位设备价格，提高造水比，降低制水成本中的热价，可

27、综合降低制水成本。1×2.5万吨/日装置的方案每吨淡水总的制水成本约低0.50.7元。(3）技术成熟度比较从技术成熟程度讲，2×1.25万吨/日低温多效（MED-TVC）海水淡化方案，已有成熟工程经验，技术风险较低，1×2.5万吨/日方案属创新项目。(4）占地面积比较从布置上考虑，2×1.25万吨/日MED-TVC方案两套装置占地面积约50 m×100m ，1×2.5万吨/日方案占地面积约20m×100m，2×1.25万吨/日方案较1×2.5万吨/日方案占地面积大得多，对某某电厂海水淡化站后续扩建容量影响

28、较大。4.3.2.4海水淡化装置的可靠性及风险分析虽然1×2.5万吨/日方案尚无工程应用，但其技术上是可行的，分析如下：（1）1×2.5万吨/日方案主要技术继承了1.25万吨/日成熟装置的技术方案2.5万吨/日方案的核心部分-换热管束的布置虽然与1.25万吨/日有区别，但回热效采用双管板设计，单块管板的管列数、宽度与二期工程相同，仅管排数增加。采用丝网除雾器分层布置，对称蒸汽通道设计，汽流速度略小于二期工程，技术上继承性强。（2）1×2.5万吨/日方案通过了中试研究结果的验证本方案换热管材料、规格、管间距等结构参数，以及传热系数等热力性能参数经过中试试验验证。（3

29、）校核计算验证结果经热力性能校核计算，1×2.5万吨/日方案的淡水产量、造水比等关键性能指标计算偏差小于2%，总传热温差校核计算结果较设计计算值低15%，表明蒸发器传热面积均有足够裕量。（4）与同容量进口设备进行对比与同容量进口装置进行对比研究，在主设备、辅助设备的选型和系统参数选择等方面具有可比性，基本一致。（5）下阶段工作为了装置更加安全可靠，在下阶段的设计中重点抓好主设备（蒸发器）的设计、辅助设备选型和系统参数匹配等工作，力争将风险降到最低。4.3.2.5海水淡化装置选型1×2.5万吨/日方案在造水比、制水成本、占地面积等方面比2×1.25万吨/日具有明显的

30、优势，其技术方案是可靠的，风险较小。进行综合技术经济比较后，推荐采用1×2.5万吨/日低温多效（MED-TVC）海水淡化方案。4.3.3海水淡化装置技术条件根据某某（北京）某某电力研究院有限公司完成的概念设计，1×2.5万吨/日低温多效（MED-TVC）海水淡化装置的主要技术条件如下表：序号项目单位数值备注1基本工艺型式-MED-TVC 2设计淡水产量吨/日25000 3最大淡水产量吨/日27500 4设计蒸汽耗量t/h73.75最大蒸汽耗量t/h89.2对应110%额定产水量6动力蒸汽压力MPa.a0.557动力蒸汽温度3208设计造水比14.13 暂定，设备招标后需进一

31、步核算9出力调节范围%4011010产品水水质（TDS）mg/L511蒸发器效数-1012TVC抽汽位置-第7效13抽真空设备型式-3级射汽抽气器，3级蒸汽冷凝器14进料方式-一级平流15TVC动力蒸汽设计耗量t/h67.716TVC动力蒸汽最大耗量t/h83.217抽真空蒸汽设计耗量t/h6.0 18启动抽真空蒸汽耗量t/h15.0 19海水设计温度2520海水最高设计温度30夏季工况21海水最低设计温度-1.5冬季工况22海水设计用量t/h3590 含凝结水冷却用水23海水最大用量t/h4590夏季工况，含凝结水冷却用水24物料水用量t/h3440.0 25冷却水设计排放流量t/h1502

32、6冷却水最大排放流量t/h1150夏季工况27冷却水排放温度4028盐水设计排放流量t/h2398.3 29盐水最大排放流量t/h3023.3 40%出力工况30盐水排放温度4031原海水盐度g/kg35.6 32盐水出口设计盐度g/kg51.1 33盐水出口最高盐度g/kg53.4 110%出力工况34盐水出口设计浓缩比-1.43 35盐水出口最高浓缩比-1.50 110%出力工况36凝结水设计流量t/h151.7不含减温用水37凝结水最大流量t/h163.7110%出力工况，不含减温用水38凝结水温度40按用户要求39减温水设计流量t/h14.140减温水最大流量t/h16.941减温水温

33、度64.0 42设计蒸馏水流量t/h967.643最大蒸馏水流量t/h1069.3110%出力工况44蒸馏水温度40按用户要求4.4热机部分4.4.1 海水淡化设备汽源本工程海水淡化制水设备加热蒸汽汽源来自某某发电厂一、二期工程汽轮机抽汽，一期工程安装2×600MW国产亚临界燃煤发电机组，机组额定抽汽量250t/h，最大抽汽量400t/h；二期工程安装2×660MW国产超临界燃煤发电机组，机组额定抽汽量50t/h，最大抽汽量100t/h。一、二期工程四台汽轮发电机组额定工况下具备600 t/h（2×250 t/h +2×50 t/h= 600t/h）抽汽

34、能力，最大工况下具备1000 t/h（2×400 t/h +2×100 t/h=1000 t/h）抽汽能力，可供海水淡化设备制淡水用汽。汽轮机基本规范如下：(1) 一期工程汽轮机制造厂家：上海汽轮机厂有限公司型式：亚临界蒸汽参数、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、抽汽凝汽式汽轮机额定功率：600MW主汽阀进口温度538最大进汽量2028t/h额定制水工况进汽量1964.712t/h再热汽阀进口压力3.217MPa.a(THA工况)再热汽阀进口温度538制水抽汽压力MPa.a额定制水抽汽量250t/h最大制水抽汽量400t/h最终给水温度274(THA工况)汽轮机保证热耗765

35、1.7kJ/kWh额定转速3000r/min(2) 二期工程汽轮机制造厂家：哈尔滨轮机厂有限责任公司型式：超临界蒸汽参数、一次中间再热、三缸四排汽、双背压单轴非调整抽汽凝汽式汽轮机额定功率 660MW主汽阀进口温度566最大进汽量2080t/h再热汽阀进口压力3.814MPa.a(THA工况)再热汽阀进口温度566额定制水抽汽量50t/h最大制水抽汽量100t/h最终给水温度275.1(THA工况)汽轮机保证热耗7507.1 kJ/kWh额定转速3000r/min4.4.2 供汽量与产水能力分析电厂一期工程规划制水容量10万吨/日制水，对应设计制水供汽量500t/h，单机抽汽量250t/h，最

36、大400t/h。二期扩建工程初可阶段曾考虑汽轮机抽汽能力和一期工程取得一致，在汽轮机采购阶段由于机组改为超临界参数，汽轮机改造工作量比较大，抽汽参数比较高，抽汽经济性相对较差，因此确定额定抽气量50t/h，最大抽汽量100t/h。二期工程汽轮机抽汽近期内仅作为海水淡化站备用汽源。电厂二期工程汽轮机抽汽量很小，抽汽对制水供汽和汽轮机自身出力和热效率影响很小，可以忽略不计。一期工程汽轮机额定设计抽汽量为250t/h，最大抽汽量原考虑在1台机组检修时，保证海水淡化制水容量不会大幅度降低，没有考虑大流量长期运行。电厂一期工程汽轮机在大流量抽汽工况将影响汽轮机的出力，根据汽机厂热平衡图，在汽轮机最大进汽

37、量和抽汽400t/h工况条件下，机组出力为595MW。作全厂热平衡计算的结果，考虑冬季厂内采暖、锅炉暖风器等辅助用汽的条件下，抽汽400t/h时机组出力576MW，影响机组出力24MW；不影响机组出力最大抽汽量为310t/h。电厂一、二期工程四台机组合计不影响汽轮机发电出力的全厂最大供汽量为820t/h。一、二期工程各汽轮机抽汽能力如下表：机组号额定供汽量(t/h)最大供汽量(t/h)不影响机组出力最大供汽量(t/h)供汽参数(MPa.a)备注1250400310调整抽汽，设定抽汽压力0.55MPa.a；最大供汽量时发电576MW22504003103501001000.550.98非调整抽汽

38、，对应机组负荷10050450100100合计6001000820海水淡化制水站一期工程2台1万吨/日低温多效海水淡化设备额定耗汽量为2×50t/h，二期工程1台1.25万吨/日国产化低温多效海水淡化设备额定耗汽量为51t/h，现有海水淡化耗汽量共151t/h。某某电厂现承担向某某海港区采暖供热，设计热负荷123MW，耗汽约为180t/h，远期规划热负荷293.8MW，耗汽量约为430t/h。一、二期工程已用抽汽能力如下表：名称容量装机台数总计产水(万吨/日)单机耗汽(t/h)总计耗汽(t/h)供汽参数(MPa.a)制水站一期1万吨/日22501000.55制水站二期1.25万吨/日

39、11.255151目前现状采暖热负荷123MW1800.55远期规划采暖热负荷293.8MW4300.55合计3.25581（远期热负荷）目前采暖期最大耗汽量达到331t/h，不影响汽轮机发电情况下机组最大还可以供汽489t/h。远期采暖期时最大耗汽量达到581t/h，不影响发电供汽剩余能力还有239t/h。如不考虑对发电能力的影响，目前采暖期最大供汽剩余能力为669t/h，远期采暖期最大供汽剩余能力为419t/h。本期工程海水淡化设备容量2.5万吨/日，额定蒸汽耗量为73.7t/h，本期工程完成后海水淡化设备产水总容量5.75万吨/日，海水淡化设备额定总耗汽量224.7t/h。冬季最大采暖供

40、热条件下，如不影响汽轮机发电量条件下，本期工程相同2.5万吨/日海水淡化设备可再提供2台设备的供汽量，海水淡化站总产水量10.75万吨/日；如不考虑抽汽对发电的影响，可再增加4台相同2.5万吨/日海水淡化设备，海水淡化站产水总量可达到15.75万吨/日，海水淡化总耗汽量约为520t/h。海水淡化站现有场地及供汽管道供汽能力接近极限，也就是现有海水淡化站如按本期项目设备扩建，最大海水淡化设备总容量约为15.75万吨/日，再大不宜突破17万吨/日。装机方案如下表：序号装机容量(万吨/日)装机台数总计产水(万吨/日)单机耗汽(t/h)总计耗汽(t/h)供汽参数(MPa.a)1122501000.55

41、21.2511.25515132.5512.573.7368.50.550.8合计15.75519.54.4.3 供汽系统原海水淡化供汽系统是按照日产10万吨海水淡化设备用汽进行规划，采用双母管，一期工程2台汽轮机至海水淡化站间设2根蒸汽母管，先期安装1根DN600管道，保证先期建设的2台海水淡化设备用汽，蒸汽供应量100t/h，设计流速48m/s。规划预留1根DN1100口径蒸汽母管，蒸汽供应量400t/h，设计流速61m/s。双管保证10万吨/日海水淡化设备用汽，采用双母管基于以下考虑，首先，供汽管道建设和海水淡化站建设工程一致，控制先期建设投资。其次，海水淡化站建成后，设置双母管保证供汽

42、安全，DN1100蒸汽母管运行供应的蒸汽量可保证海水淡化站8万吨/日海水淡化需求。当DN1100管道检修或故障停运时，DN600蒸汽管道运行可保证部分海水淡化设备的运行，保持海水淡化制水量3万吨/日，保证电厂发电设备的正常运行。二期工程建成后，海水淡化容量达到3.25万吨/日，蒸汽消耗量151t/h，在蒸汽管道适当增加供汽压力条件下，控制管道流速65m/s以下，可保证供汽量。DN1100蒸汽管道，在DN600管道检修期间，如提高蒸汽压力至0.6MPa.a，控制管道流速70m/s以下，可保证500t/h以上蒸汽供应，保证10万吨/日海水淡化需求。本期工程新建海水淡化设备后，为保证现有海水淡化站装

43、置用汽，增加建设原规划的一根DN1100的供汽管道，设计供汽能力400t/h，最大供汽能力500t/h，管道由原规划的DN1100供汽管道引出。4.4.4 供汽的安全可靠性按以上规划，海水淡化站供汽管道全部建成后，供汽机组共四台。一期工程1、2号机组任何一台停机，机组最大供汽量降至600吨/小时，非采暖期没有采暖用汽条件下，可保证现有方案扩建后海水淡化站最大制水量15.75万吨/日的生产。二期工程机组如果一台机组故障停机，最大影响供汽量100t/h，剩余机组可保证海水淡化制水用汽。采暖期热网站蒸汽耗量如达到最大时的180t/h，一期工程1、2号机组任何一台机组停机，机组最大可供海水淡化站蒸汽量

44、420t/h，可保证5台2.5万吨海水淡化设备运行，另保证二期国产化海水淡化设备约0.7万吨/日的产水量，可保证约13.2万吨/日产水量。二期工程机组如果一台机组故障停机，最大影响供汽量100t/h，剩余机组可保证海水淡化制水用汽。4.4.5 海水淡化设备本体热力系统4.4.5.1 蒸汽系统加热蒸汽系统由供汽管道、蒸汽喷射压缩机（TVC）、TVC前后喷水减温器组成，同时留有一路蒸汽供应海水淡化蒸发器射汽抽气真空泵用汽。加热蒸汽由海水淡化站厂区蒸汽母管供应，额定供汽压力0.55MPa.a，温度320，按一期海水淡化设备设计最高供汽压力0.8MPa.a。低温多效海水淡化设备设置蒸汽喷射压缩机，利用

45、新蒸汽的压力抽取多效蒸发制水以后的低压蒸汽，经高压加热蒸汽压缩，提高其蒸汽压力和温度，输送至低温多效海水淡化设备的第一效前，作为新的加热蒸汽。蒸汽喷射压缩机的设置，提高了低温多效海水淡化设备蒸汽的循环利用率，有效的减少了新蒸汽的消耗量和提高了海水淡化设备的造水比，降低了制水成本。本项目TVC由第7效抽汽至第1效，额定工况设计抽汽量为72t/h。本工程由于设备容量增大，设2台相同TVC，各承担负荷的50%。4.4.5.2 海水冷却水供水系统冷却海水系统用于向海水淡化设备凝汽器提供冷却水，冷凝最后一效蒸汽；向物料水系统提供物料水；提供成品水和凝结水减温的冷却用水。冷却海水系统由供水管道、排水管道、

46、海水自动反冲洗过滤器、海水预热器、海水预热器旁路调节阀、排水调节阀、成品水冷却器管道、凝结水冷却器管道及冷却器后排水调节阀组成。海水的外部供应由电厂循环水泵房的循环水泵送至中间海水池，经中间海水提升泵升压送至海水淡化设备前。冷却海水供水系统设自动反冲洗海水滤网，滤网过滤精度500,保证物料水中没有大的有害颗粒物，保证设备的运行安全。凝汽器冷却海水控制目的是控制蒸发器温度和压力，保证设备在要求的温度压力下工作，保证设备的工作稳定，出力稳定和设备的运行经济性。调节手段为调节进入凝汽器冷却海水温度，调节进入凝汽器的冷却海水流量。上述凝汽器后冷却海水的排放、成品水冷却器后冷却水的排放、凝结水冷却器冷却

47、水的排放均汇总通过MED冷却水排放总管排至厂区排水干管。4.4.5.3 物料水系统海水淡化设备物料水系统采用一次平行喷淋进料方案，物料水供水来自凝汽器后冷冷却海水，经物料水升压泵升压，再经过3、6、9效三级蒸汽回热加热器加热，最终一效物料水再经过真空系统蒸汽冷却器加热，然后进入一效蒸发器。该系统采用一级物料水泵升压，由泵后调节阀控制物料水总量，系统简单，控制点少。采用一级供水水温较低，因此中间串联三级蒸汽回热加热器和一级真空系统冷却器加热，以提高物料水温度，降低物料水的进水欠热。4.4.5.4 凝结水系统凝结水需要返回电厂汽轮发电机组锅炉补给水系统，因1效凝结水含盐量低于成品水约50%，为降低

48、锅炉补给水除盐系统的设备容量，某某电厂海水淡化设备第一效加热蒸汽凝结水和成品水分开排放，形成单独的凝结水系统。凝结水系统用于排出第一效的凝结水，向加热蒸汽系统提供减温水。凝结水系统由凝结水泵、减温水泵、凝结水流量调节阀、减温水调节阀及物料水的凝结水回热加热器、凝结水冷却器组成。第一效凝结水温度较高，额定工况达到64，超负荷工况达到66.5，为减少热损失，提高设备效率，设利用凝结水热量加热物料水的回热加热器。根据热平衡图，额定工况凝结水排出量151.7t/h，扣除加热蒸汽量73.7t/h，多出凝结水量78t/h。4.4.5.5 成品水系统成品水系统由逐级回流排水管道、成品水泵、流量调节阀、成品水

49、冷却器组成。成品水系统用于将成品水汇集，由蒸发器内排出，输送至成品水箱。成品水系统采用逐级回流排放方式，由第二效开始，成品水逐级向下一级蒸发器排放。进入下一级蒸发器，压力下降，高温成品水闪蒸出部分蒸汽，增加了产水量，热量得到回收，效率得到提高。特别是最后几效，汇集水量增大，闪蒸蒸汽量增大。各效成品水最终汇集至第10效热井，凝汽器布置高度略高于蒸发器。第10效成品水经成品水泵升压排出，成品水经成品水冷却器换热减温后输送至厂区成品水母管，设备启动初期当成品水水质不合格时，排放至冷却水排放母管。成品水排水量由成品水流量调节阀控制，调节阀以第10效成品水热井水位为控制对象。额定工况成品水量为967.6

50、t/h，高负荷工况达到1069.3t/h。4.4.5.6 盐水排放系统盐水系统用于将各效喷淋蒸发浓缩的浓盐水汇集排放，同时回收利用浓盐水的部分热量加热冷却海水。系统由系统管道、盐水泵、盐水排放流量调节阀和海水预热器组成。盐水系统采用逐级回流方式，利用各效间的自然压差，浓盐水由第一效逐级排放，最终至第10效，第10效后浓盐水经盐水泵升压排放。盐水泵后设有流量调节阀，根据第10效盐水水位调控流量。调节阀后浓盐水流经海水预热器，盐水热量回收，用于调控冷却海水温度。海水经蒸发器后，盐水被浓缩。浓缩盐水可用于制盐等工业，有一定的利用价值，本项目最终盐水排放系统和其它冷却水排放系统分开设置，保留未来浓盐水

51、可单独排放的条件。浓盐水目前最终排入厂区排放干管。4.4.5.7 真空系统低温多效海水淡化设备蒸发器工作在负压真空状态，设备密封不严密会有空气漏入，海水中溶解的不凝结气体也会随物料水进入蒸发器，物料水随蒸发器内压力下降，温度提高达到饱和状态，不凝结气体溢出，造成不凝结气体富集。如果不及时将不凝结气体排出，将造成蒸发器压力提高，蒸发器温度偏离设计工况；不凝结气体的富集还将造成换热效率下降，制水达不到设计值。为使海水淡化设备工作正常，设置真空系统将蒸发器内不凝结气体排出。真空系统可以采用射汽抽气器方案，也可以采用机械真空泵方案或其它设备。射汽抽气器方案设备简单，工作可靠，设备投资低，但消耗蒸汽对效

52、率有一定影响。机械真空泵方案，设备投资较高，取消了抽汽蒸汽消耗，对设备效率有好处，但电力消耗增加较大，机械真空泵的可靠性较差，为设备的运行安全，需要考虑设备备用。两方案经比较，采用射汽抽气器方案。正常运行的真空系统射汽抽气器可以采用两级，也可以采用三级。采用三级方案，每一级的抽气压比降低，抽气蒸汽耗量可以减少；但采用三级方案，需要设置三级冷凝器，设备费用增高。某某二期海水淡化国产化项目采用两级射汽抽气器系统，但本项目末效工作压力降低较多，采用两级抽气器系统时，一级抽气器压比增高，耗汽量可能增加较多。系统采用两级系统还是采用三级抽汽系统更为合理，在设备招标时根据投标厂家设备情况最终确定。真空系统

53、同时设有启动射汽抽气器一台，用于机组启动时抽气，启动抽气器蒸汽不回收，出口设消音器。启动抽气器容量按工作一小时内蒸发器内压力达到20kPa.a设置。4.5化学部分4.5.1 海水提升系统淡化装置所需的海水取自循环水管道，由4×DN1200分别送至70×20×5（m3）缓冲池内，经海水提升泵送至MED。25000 吨/日的MED淡化装置需要海水量约为35904590 m3/h。海水提升泵房与海水缓冲池毗邻布置，海水提升泵房占地70×20×8（m3）。海水提升泵房和海水缓冲池按最终5×25000 吨/日考虑。4.5.2 化学自动加药系统4.5.2.1 消泡剂加药系统消泡剂通过投药泵投加到MED 系统上。设置2台加药泵，1台运行1台备用。加药量根据处理水量调节加药量。消泡剂溶液储存在1个5 m3储罐里。消泡剂通过输送泵送至计量箱。4.5.2.2 阻垢剂加药系统阻垢剂通过投药泵投加到MED 系统上。设置2台加药泵，1台运行1台备用。加药量根据处理水量调节加药量。阻垢剂溶液储存在1个5 m3储罐里。阻垢剂通过输送泵送至计