河北某万吨级低温多效海水淡化装置项目投资投资估算及成本分析专题报告

河北某万吨级低温多效海水淡化装置项目概念设计投资估算及成本分析专题报告北京某工程技术有限责任公司2007年6月北京河北某万吨级低温多效海水淡化装置项目概念设计投资估算及生产成本1投资估算1.1费用计算原则黄骅二期工程拟采用112000m3/d低温多效加蒸汽压缩喷射器（MEDTVC）海水淡化装置。本投资估算范围是对概念设计范围内海水淡化装置岛外1m内设备、材料费用包括海水淡化装置的工艺系统、电气系统、控制系统及主设备支架的全部设备材料费用1.2费用计算的依据1.2.1价格水平基准年为2006年。1.2.2设备价格：蒸发器、冷凝器及附件价格按照上动公司初步报价进行计列，TVC按照国外进口设备询价进行计列，其他设备及材料价格参考近期同类工程设备价格及电力规划设计总院《火电工程限额设计参考造价指标（2006年水平）》设备价格计列。设备运杂费率为4.5%。1.2.3安装工程装置性材料价格执行华北电力建设定额站2002发布的《华北地区电力建设工程装置性材料综合预算价格》。并执行冀电定（2004）15号文《关于发布河北省发电安装工程装置性材料预算价格调整办法的通知》，并按《火电工程限额设计参考造价指标（2006年水平）》进行了调整。1.3工程量：根据本次概念设计的设计方案进行计列。1.4投资估算结果本项目设备费用11288万元，材料费用1044万元，设备材料费用总计12332万元，设计及技术服务费1316万元。概念设计范围内总投资为13648万元。低温多效海水淡化装置投资估算表金额单位：元序编制单数单价合价项目名称及规范设备费装置设备费装置号依据位量性材料性材料1海水淡化工程设备材料1.1热力系统低温多效海水淡化蒸发器制水量12000t/d台1蒸馏冷凝器台1包括在蒸发器价格中蒸汽压缩机台1其它设备：包括套1冷凝水泵Q＝150t/h，H＝30m台1减温水泵Q＝20t/h，H＝60台1盐水泵Q＝1300t/h，H＝30m台1蒸馏水泵Q＝480t/h，H＝30m台1海水增压泵Q＝2400t/h，H＝25m台1凝结水冷却器热源为凝结水：进口Q＝120t/ht＝65℃，出口Q＝117t/ht＝35℃；冷源为海水：进口Q＝118t/ht＝25台1蒸馏水冷却器热源为凝结水：进口Q＝437t/ht＝49℃，出口Q＝437t/ht＝30℃；冷源为海水：进口Q＝480t/ht＝25台1海水预热器热源为浓盐水：进口Q＝1148t/ht＝46℃，出口Q＝1148t/ht＝25℃；冷源为海水：进口Q＝1193t/ht＝-0.35台1射汽抽气器两级射汽抽气器，抽汽量1/th,抽汽压差100kPa台1第一级喷射式凝汽器台1第二级喷射式凝汽器台1玻璃钢管吨10015591不锈钢管吨3034423普通碳钢管吨3014539436170大口径蒸汽阀套1进口调节阀套1岩棉m38047638080保温（硅酸铝纤维毯）m310125812580固定件t5510025500压型钢板0.7mmm2300060180000镀锌铁皮0.7mmm25003517500电动葫芦5t6m台32000060000小计1037178351.2化学加药消泡剂加药装置2箱2泵套1250000250000管道安装(不锈钢)t0.5管道主材玻璃钢吨0.53587817939亚硫酸钠加药装置2箱2泵套1250000250000管道安装(不锈钢)t0.5管道主材玻璃钢吨0.53587817939阻垢剂加药装置2箱2泵套1250000250000管道安装(不锈钢)t0.5管道主材玻璃钢吨0.53587817939次氯酸钠加药装置2箱2泵套1250000250000管道安装(钢衬塑管道)t1管道主材钢衬塑管道吨11204212042小计658591.3电气系统380V配电柜面670000420000母线桥套150005000控制箱个1020000200000低压电力电缆100米100阻燃低压电力电缆km10106000电缆托架及附件吨209515190300金属软管套100303000防火材料安装100套2.5防火材料吨1010162101620辅助车间安全滑线500A米/单相150主厂房安全滑线500A米/单相1507010500海水淡化本体照明套1埋地钢管穿设电缆及绝缘线100m60导线km6200012000全厂接地100米30铅包铜绞线δ300mm2m1000200200000铅包铜绞线δ95mm2m1000130130000铅包铜绞线δ50mm2m10009090000小计6250001.4控制系统海水淡化控制系统套1980000980000包括：PLC控制柜,包括PLC控制系统的全部软件/硬件（约为500点）、操作员站等UPS装置源柜套12500025000就地控制箱套180008000就地设备热电偶/热电阻支25120030000变送器块308500255000液位变送器块10850085000余氯变送器套12000020000分析仪表套1200000200000过程开关套20300060000流量孔板和喷嘴块1530000450000电动执行机构台1535000525000就地仪表套1100000100000控制电缆敷设100米800阻燃控制及计算机屏蔽电缆km8017000导线敷设100米5铜芯聚氯乙烯电线km0.586984349管路敷设100米9.5不锈钢管吨0.19511919726不锈钢管ф14×21Cr18Ni9Ti16km吨0.34456813192不锈钢管ф25×31Cr18Ni9Ti2km吨0.24362668867紫铜管ф8×112km吨0.0329000731外螺纹截止阀P≦4MPa,t<100°个240800192000接线盒个3035010500镀锌水煤气管（电缆保护管）吨1.2143835303安装钢材缆桥架吨309515285450电缆管接头套500157500阻燃金属软管km0.3300009000小计1.5设备支架MED设备支架t45.16000270300小计270300合计(1.1-1.5)1081308351.6设备运杂费%4.5105630835合计(1.1-1.6)1128842232设计及技术服务费北京国电华北电力工程有限公司设计及技术服务费北京某工程技术有限责任公司设计及技术服务费3合计1364835402生产成本本专题报告生产成本是基于12000m3/d（4+2）效和10000m3/d2.1成本计算基础数据：(1)电耗及电价:MED-TVC电耗1.2kWh/吨水,电价按0.20元/kWh计算。(2)蒸汽量：12000m3/d低温多效海水淡化装置造水比为9.27,蒸汽耗量为55.56t/h。110000m3(3)固定资产折旧：折旧年限按30年，残值率为5%，折旧率为3.17%；(4)材料费：低温多效药品费为0.30元/吨水。(5)年运行时间：7884小时。(6)修理费：MEDTVC按固定资产原值×1.0%。(7)人工工资及福利费：本期MEDTVC系统定员为5人，工资及福利费为4万元/人年。(8)海水淡化装置工程投资：为了计算制水生产成本，112000m3/d海水淡化装置工程投资中设备及材料费、其它费用按照概念设计投资估算结果进行计列，建筑工程费、安装费暂按黄骅二期工程概算中相关投资暂列。112000m3/d海水淡化装置工程总投资为14980万元，110000m3/d海水淡化装置工程总投资为12996万元，12000m3/d比海水淡化装置工程投资序号项目10000t/d金额(万元)12000t/d金额(万元)备注1设备购置费1046812332含材料2安装工程费479526参二期概算3建筑工程费733806参二期概算4其他费用13161316设计及技术服务合计12996149802.2生产成本海水淡化装置生产成本比较表序号项目名称单位单价数量合计(万元)单位成本(元/吨)数量合计(万元)单位成本(元/吨)10000吨/d12000吨/d一年淡水产量万吨328.5394.2二项目总投资万元1299614980三生产成本万元16845.1319064.841蒸汽费吨243943589462.8843800010512.672用电费kWH0.23942000790.244730400950.243材料费吨0.303285000970.3039420001160.304修理费万元1%129961300.40149801500.385固定资产折旧费万元3.17%129964121.25149804741.206人工工资及福利人400005200.065200.05根据上述生产成本计算结果比较，12000m3/d海水淡化装置比10000m3/d总投资增加了1984万元，由于12000m3/d海水淡化装置设计造水比为9,10000m3/d方案造水比为8.33,造水比提高后，蒸汽费用成本下降0.19元/m3。综合比较后12000m3

低温多效海水淡化装置水电联产经济分析专题报告1概述河北国华黄骅发电厂位于河北省沧州市黄骅港南侧，西距黄骅市约55公里，距沧州市约100公里，北距天津市约112公里。该地区属于严重缺水地区，由于淡水的缺乏已严重阻碍了本地区工农业发展，给城市居民生活带来了极大的不便。黄骅发电厂一期工程安装2×600MW国产亚临界燃煤发电机组，规划配套建设总容量为100000m3/d海水淡化设备，分期建设，先建210000m3/d海水淡化设备（低温多效加蒸汽压缩喷射器MEDTVC，简称MED）。黄骅电厂直接采用海水作为工业冷却水，并利用电厂低价的热源或电源，进行海水淡化，以解决电厂自用淡水，并向周边地区供应淡水，缓解地区淡水紧缺的局面。黄骅发电厂海水淡化装置的建成使黄骅电厂成为一座既发电，又生产淡水的电水联产型工厂。根据黄骅电厂水电一体的建设模式和国际上建设大型海水淡化装置的经验，结合黄骅的水质和气象条件，经综合比较，一期工程210000m3/d海水淡化装置选择了低温多效（MED）淡化工艺，并采用了MED和压汽蒸馏（TVC）的联合装置（即低温多效加蒸汽喷射压缩机，MEDTVC）。本报告拟对黄骅一期工程2100002低温多效蒸馏技术特点及实施水电联产的意义2.1低温多效蒸馏化技术特点低温多效蒸馏（MED-TVC）是一种高效的蒸馏淡化工艺，最适用于海水淡化厂与火电厂联运的方式。低温多效技术是将一系列的蒸发器串联，海水通过喷淋系统，以薄膜形式流过各蒸发效的换热管束外部，同时从汽轮机抽出的低压蒸汽流经热压机，引射部分海水蒸发产生的蒸汽，共同输入到第一蒸发效的换热管束内部，在换热管外流动的海水吸收蒸汽冷凝的汽化潜热而汽化，产生的蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽并在下一蒸发器中凝为蒸馏水，经过多次蒸发和凝结过程产生高品质淡水。低温多效蒸馏海水淡化技术的特点如下：(1)低温多效海水淡化方案利用电厂低参数蒸汽作为制水能源，水电联产，使能源得到充分利用(2)由于操作温度低，避免或减缓了设备的腐蚀和结垢。(3)对进水水质的要求较低。(4)进料海水的预处理简单。海水进入低温多效装置之前一般只需经过筛网过滤和加入5mg/l左右的阻垢剂即可，而多级闪蒸必须进行加酸脱气处理，反渗透的预处理要求更高。(5)低温多效淡化装置造水容量可调节性强，产水量可在额定产量的50%～110%之间调节。(6)系统的动力消耗小。低温多效系统用于输送液体的动力消耗很低，产品水的动力消耗只有0.9～1.8kWh/m3左右，而多级闪蒸所需要的电能为3.5-4.5kwh/m3。(7)系统的热效率高。30余度的温差即可安排12以上的传热效数，从而达到10左右的造水比。(8)系统的操作安全可靠。在低温多效系统中，发生的是管内蒸汽冷凝而管外液膜蒸发，即使传热管发生了腐蚀穿孔而泄漏，由于汽侧压力大于液膜侧压力，浓盐水绝对不会流到产品水中，充其量只会产生蒸汽的少量泄漏而影响造水量。(9)低温多效海水淡化出水水质好，产品水的含盐量小于5mg/l。达到如此高的水质，必须采用两级反渗透。低温多效蒸馏的产品水为脱氧水，反渗透产品水为含氧水。(10)低温多效海水淡化设备维护简单，可用率高。设备的维护类似于电厂凝汽器的维护，不需要特别的护理，便于电厂操作人员掌握使用。每年检修只需清扫，查看结垢、腐蚀情况，年修约需1周。2.2水电联产低温多效海水淡化装置的实施意义根据分析比较，单一目标制水成本要比水电联产高1-2倍。利用低品位能代替高品位能是目前的一种节能措施和节能方向。水电联产低温多效海水淡化装置正是利用低品位的热能尽可能地取代高品位电能以及最大程度地降低火电厂的冷源损失。基于火力发电厂和海水淡化厂各自的特点，将两者有机结合起来建设水电联产工程，利用电厂的低参数蒸汽作为加热蒸气，有效利用电厂的厂用电，已经成为国际上大型海水淡化工程建设的主要模式之一。海水淡化装置与电厂的有机结合，不仅解决了电厂高品质锅炉用水问题，在有效节约淡水资源的同时，还减少了离子交换制取补充水时树脂再生所需要的酸碱，避免了酸碱排放对环境的污染；浓盐水合理利用，不仅会产生可观的经济效益，而且减少了排放海水的热污染。同时，海水淡化工程投产后，少使用地下水和地表水，减少建设水库对移民、水土保持和周边环境影响，体现资源节约、环境友好、循环经济的原则。在产业发展的同时实现资源、土地、环境的协调，环境效益显著。3水电联产低温多效海水淡化装置制水成本分析关于海水淡化的成本，这是一个比较复杂的问题，也是海水淡化产业化中最关心的问题。海水淡化的成本主要由投资费和运行管理费等组成。它们不仅受许多因素影响，而且投资费和运行费之间也互相影响。影响淡化的成本有淡化工艺、淡化规模、当地的水质、水温、地理、地质、气候、能源价格、淡化水的水质要求、设计的选型、材料的选择、安全容量、使用年限、投资来源、利率等因素的影响。对于水电联产淡化装置来讲，成本的核算更为复杂，即公用的基础设施的投资、管理、运行费用的分摊、内部蒸汽和电力成本的核算，由于没有比较统一的计算标准，成本模型的建立对成本计算结果会有很大的影响。3.1水电联产低温多效海水淡化装置成本构成和计算参数的确定水电联产低温多效海水淡化装置的总成本费用由生产成本和财务费用构成。生产成本主要包括生产期间的物耗（如海水淡化药剂消耗、电耗、蒸汽消耗等）、人工费、修理费、管理费、固定资产折旧费等。财务费用主要包括长期贷款利息、短期贷款利息和流动资金贷款利息等。其中固定资产折旧费取决于海水淡化工程的动态投资。海水淡化工程的动态投资由静态投资（包括设备购置费、安装工程费、建筑工程费及其它费用）和建设期贷款利息构成。为了对低温多效海水淡化运行成本进行全面分析，本专题报告以黄骅一期制水能力为2万吨/日水电联产低温多效海水淡化装置为基本方案进行成本分析，具体确定如下：(1)投资参考黄骅一期工程,海水淡化装置投资22851万元，采用设备成套进口方式；序号项目合同金额（万元）1建筑工程部分4472机务工程部分12073电控工程部分6464其他费用部分21625设备购置费18389合计22851(2)装置设备利用率为90%，年利用小时数为7884小时，年制水量为657万吨。(3)电耗及电价：黄骅一期海水淡化装置设计制水电耗为1.2kwh/t,1#2#海水淡化装置电耗实际试验结果具体如下：1号海水淡化装置（10000m3/d项目盐水泵增压泵蒸馏泵凝结水泵减温水泵总电耗制水电耗单位kWhkWhkWhkWhkWhkWhkWh/t测量值91.3169.876.129.96.2373.30.8582号海水淡化装置（10000m3/d项目盐水泵增压泵蒸馏泵凝结水泵减温水泵总电耗制水电耗单位kWhkWhkWhkWhkWhkWhkWh/t测量值94.616877.9357.2382.70.885本报告成本测算按制水电耗为1.0kwh/m3。考虑水电联产优势，电价按黄骅一期发电成本电价0.2元/kWh进行计算。(4)蒸汽量及汽价：蒸汽耗量根据黄骅一期1#海水淡化装置蒸汽耗量试验结果（具体如下）。本成本测算中蒸汽耗量暂按每套装置50t/h,蒸汽价格的测算采用四段抽气方案,蒸汽价格按24元/t(标煤价按422元/t)计算蒸汽成本。1号海水淡化装置蒸汽耗量试验结果试验工况100%110%50%海水淡化装置进汽流量t/h41.47050.04235.543修正到设计进汽参数下进汽流量t/h41.26450.34235.7562号海水淡化装置蒸汽耗量试验结果试验工况100%110%50%海水淡化装置进汽流量t/h43.66151.09330.14修正到设计进汽参数下进汽流量t/h43.92351.34830.291(5)固定资产折旧：黄骅一期海水淡化装置设备的使用寿命为30年，本报告折旧年限暂按30年考虑，残值率为5%，年折旧率为3.17%。(6)药剂费：根据收集到的黄骅一期海水淡化装置在标准工况下制水量为2万吨/日时，消耗的药剂量及费用具体如下，单位成本为0.29545元/m3。品种数量(吨)单价(元/吨)合计阻垢剂0.235230005405消泡剂0.01235000420亚硫酸氢钠0.0127000590合计5909(7)修理费：按固定资产原值×1.0%进行计算。(8)人工工资及福利费：黄骅一期海水淡化装置目前运行人员为5值3倒，每班2名值班，制水站系统定员共10人，工资按4万元/人年。(9)管理费:按10人，2万元/人年计算(10)自有资金比例20%，建设期贷款年利率暂按7.11%，贷款偿还年限20年，还款方式为本金等额还款。3.2水电联产低温多效海水淡化装置成本计算结果及分析制水方案：MED-TVC4段抽气蒸汽价格：24元/吨机组负荷：100%序号项目名称单位数量单价合计(万元)单位成本(元/吨)一年淡水产量万吨657二项目总投资万元22851三年制水总成本万元39125.951蒸汽费吨7884002418922.882用电费kWH0.21310.203材料费吨0.295451940.304修理费228511%2290.355固定资产折旧费228513.17%7241.106人工工资及福利人1040000400.067管理费人1020000200.038财务费用6821.04四年制水经营成本万元25063.81低温多效海水淡化装置年平均成本费用见上表，从成本计算结果可以看出，水电联产低温多效海水淡化装置年平均制水成本为3912万元，单位制水成本为5.95元/吨水，单位经营成本为3.81元/吨水。上图分析了各项海水淡化成本占总成本费用的比例。从图中可以看出蒸汽费是水电联产海水淡化装置最主要的成本费用，占总成本费用的49%；其次为固定资产折旧费和财务费用，分别为18%和17%；修理费、工资、电费、材料费及管理费用共占16%。4水电联产海水淡化装置的经济性比较4.1蒸汽价格变化对成本的影响分析从成本分析可见，蒸汽成本占49%，是占制水成本比例最大的单项成本。在确定水电联产海水淡化成本参数时，由于热电成本的分摊较复杂，不同的方法测算的蒸汽价格差别较大，蒸汽价格的确定比较复杂。下面就蒸汽价格变化对制水成本的影响分析进行敏感性分析。4.2电价变化对成本的影响降低海水淡化的电耗，从而降低淡化水的成本，一直是海水淡化研究和开发的重要内容之一。随着技术的提高，海水淡化的能耗指标已降低了90%左右。成本电价计入制水成本，电耗成本随之大为降低，仅占成本的3%。下面就电价变化对制水成本的影响分析进行敏感性分析。4.3投资对成本的影响海水淡化工程的初期投资费用较大是妨碍海水淡化技术推广应用的主要因素之一。经过几十年不断发展和开发，海水淡化工程投资有了明显的下降。在海水淡化成本费用中，折旧费和财务费用占总成本的35%，而投资又是影响制水成本最敏感的因素之一，可见海水淡化装置投资的降低会为制水成本的降低带来较大的空间。下面对投资变化对成本的影响进行分析。投资变化对制水成本影响分析序号项目名称单位-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%一年淡水产量万吨二项目总投资万元1828119423205662170822851239942513626279