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1、图号版本F5171K-0百万千瓦机组燃煤发电优化设计工程海水淡化专题报告浙江省电力设计院建立部设证甲级 A133007109建立部勘证甲级 120001-kj2021 年 6 月百万千瓦机组燃煤发电优化设计工程海水淡化专题报告1工程概况 12 电厂区域海水水质特点 13 海水淡化方案比选 14 海水淡化工程设想 35 SWR O与MED-TVC方案的经济比拟116 结论 13内容摘要：本专题针对本工程详细工程条件，配合锅炉引风机驱动方式优化专题 研究的小汽机驱动引风机方案中乏汽供热课题，海水淡化系统做膜法和热法的方案 比拟。热法投资较高，单位运行本钱仅略低于膜法，单位造水本钱更远高于膜法， 经
2、综合经济分析，本工程建议投资及造水本钱均较低的膜法方案。1 工程概况本工程最终规模4X1000MW机组及煤炭基地的淡水补给水源，总用水量为 1500t/h按湿法脱硫方案估算，年总用水量将到达1095x104t/a（按全年每天供水 3.0X104t/d 计）。从六横岛目前的淡水资源情况，用地表水解决舟山煤炭基地煤电一体 工程淡水补给水根本不可能，采用海水淡化工艺解决本工程的淡水问题是目前的根 本途径。因此，在淡水供给上着重进展海水淡化工艺及处理方式的专题研究。2 电厂区域海水水质特点本工程厂址附近海域盐度主要受天气影响，平面分布较为均匀，垂直。海 水含盐量约 2800030000mg/l。厂址附
3、近海域泥沙来源主要为长江来沙，冬季含沙量大于夏季，根据有关水文测验 资料，厂址附近海域大潮平均含沙量为/m3,落潮实测含沙量为/m39kg/m3,在潮周 期内最大含沙量一般出如今涨急或落急后。本工程海水水质特点：含沙量高，悬浮 物含量高。3 海水淡化方案比选海水淡化技术国际上是上世纪40年代研究开发的，开场以蒸馏法为主， 60年代 又研究开发了反浸透技术，逐步形成了以蒸馏法和反浸透法SWRO为主的海水 淡化产业。蒸馏法以多级闪蒸（MSF为主，另外有低温多效蒸馏（LT-MED和低 温压汽蒸馏VC等。根据2021年的统计资料GWI,2021，R0法已占海水淡化 量的61%，适用于大型海水淡化的主流
4、技术只有SWRO、MSF以及MED。我国自八十年代以来，已建或在建海水淡化工程30余项，已成为仅次于沙特、 阿联酋及美国的第四大海水淡化市场。3.1多级闪蒸法MSF介绍3.2低温多效蒸发法LT-MED-TVC介绍3.3反浸透法SWRO介绍3.4 海水淡化方案比拟与选择上述三种海水淡化技术在国际上均已相当成熟，通过淡化后的水质均能满足本工程 的水质要求。由于各技术的淡化原理、工艺不同，初次投资及运行费用也各不一样 简单的技术经济比拟如下：表 海水淡化技术经济比拟比拟工程反浸透膜脱盐SWRO低温多效蒸发LT-MED-TVC多级闪蒸MSF-BR1海水利用率/25%40 %含冷却水量1225 %2回收
5、率35%55%/3造水比/6154124热耗(MJ/ m3)/1904001904004电耗0.6*+2.54.0kWh/m31.0*+12kWh/m31.54kWh/ m34预处理系统需设置完善的预处理系统要求进水浊度20mg/L300mg/L加酸脱CO2，真空 脱氧、网状过滤器 等5操作温度1535OC70C110OC6腐蚀倾向较低较大大7结垢倾向有高较咼8材质要求较低较咼高9出水水质一级 300mg/L二级 10mg/L1 mg/L 10mg/L1 mg/L 10mg/L排出海水浓度10吨水每小时造价万元8172311吨水制水本钱(元)566778说明：*号电量为预处理局部耗电。由以上比
6、拟可见，膜法热法各有优劣，膜法的主要优势是投资低，上马快；热法 的主要优势是运行稳定可靠，操作维护简单，出水水质好，对海水水质适应性强。 结合本工程锅炉引风机驱动方式优化专题研究的小汽机驱动引风机方案中乏汽供热 课题，本工程海水淡化系统做膜法和热法的方案比拟。由于低温多效蒸发技术较 MSF 技术投资省，能耗低，结合工程实际情况，热法仅做MED-TVC方案。4 海水淡化工程设想4.1方案一：SWRO工艺设计淡化水量由于本工程属于浙能舟山煤电一体化工程中电厂局部，煤炭基地先于电厂建立，目前已投入运行。海水淡化车间按规划容量煤炭基地+4X1000MW机组一次建 成，预留扩建立备位置。本工程所需各级淡
7、化水量详见表 4-1表 4.1各级淡化水量表工程用水点一期水量(t/h)二期水量(t/h)总水量(t/h)一级RO二级RO进水233193426煤炭基地需用水331/331电厂其他用水量132132264脱硫用水260260520总计9565851541二级RO锅炉补给水109109218电厂生活用水151530煤炭基地生活用水34/34脱硫用水404080总计：198164362本期工程制水量一级R0按煤炭基地及2X1000MW机组考虑，制水容量为 1000t/h,当电厂再扩建2X1000MW机组时，再同步增加500t/h制水量，到达1500t/h 的最终制水规模。4.1.2 海水预处理局部
8、 在海水淡化处理站内按海水原水水量的要求，设置海水原水处理装置。4.1.3 SWRO 工艺设计 本工程海水淡化局部采用以下工艺处理流程：经预处理后的海水f自清洗保安过滤器超滤装置超滤水箱超滤水泵 5保安过滤器一级海水膜高压泵组一级海水反浸透装置一级淡水箱 二级淡水高压泵 二级淡水反浸透装置 预脱盐水箱经超滤装置处理后出水水质到达技术指标如下： 水回收率：90%胶体硅去除率：90%出水污染指数SDI： 2出水浊度：NTU一级海水反浸透系统出水水质可到达如下技术指标： 水的回收率 ：45%单套装置处理：约 250t/h总脱盐率：一年内99.5%；三年内99%二级淡水反浸透系统的技术指标水的回收率
9、：85%单套装置处理：100t/h总脱盐率：一年内98%；三年内97%产品水的水质调整：一级反浸透产水含盐量仍然有200250mg/L左右，且水中离子组成以NaCL为主, 因此具有较强的腐蚀性。一般采用掺混天然淡水、添加碳酸盐硬度或石灰和缓 蚀剂结合处理、加碱、碳酸钙矿石过滤等方式调整水质。由于六横地处海岛，天然 水源即水库水，低碳酸盐硬度的水库水不符合掺混水水质的要求，因此本工程产品 水水质调整拟采用加石灰和缓蚀剂结合处理方案。一级反浸透产水除用于二级反浸透进水外，其余工业用水全部采用加石灰和缓蚀剂，药品投加量根据工业水流量按比例投加。水质调整后产品水硬度、碱度和pH值 需到达如下控制指标：
10、总硬度： 40mg/L（以 CaCO3 计）；碱度： 40mg/L（以 CaCO3 计）；pH 值： 8.09.0。.4 主要设备标准表 主要设备标准编号名称规范本期数量2X1000MW+煤炭基地规划数量4X1000MW+煤炭基地备注1超滤保安过滤器Q=280m3/h913滤芯局部耐海水腐蚀2超滤膜组件Q=280m3/hp=1.0MPa812回收率90%3超滤水箱V=1000m3 1000022钢制内、外防腐4一级RO提升泵Q=555m3/hp=0.40MPa465一级RO保安过滤器Q=555 m3/h46耐海水不锈钢制6一级RO高压泵Q=250m3/hp=6.1MPa46过流件材质：双相 钢
11、，变频7一级RO能量回收装置Q=305m3/hp=6.1MPa46回收率90%8一级RO增压泵Q=305m3/hp=0.40MPa469一级RO膜组件Q=250 m3/h p=6.0MPa46脱盐率99.5%一年内，回收率45%10一级淡水箱V=500m3,950022钢制内、外防腐编号名称规范本期数量2X1000MW+煤炭基地规划数量4X1000MW+煤炭基地备注11二级RO高压泵Q=120m3/hp=2.0MPa24过流件材质：316L12二级RO膜组件Q=100 m3/h p=2.0MPa24脱盐率98%回收率85%13二级淡水箱V=500m3,950022钢制内、外防腐4.2 方案二:
12、 MED-TVC 工艺设计淡化水量为便于比拟 ,当采用 MED-TVC 淡化工艺时, 本期工程制水量仍按 1000t/h 即24000t/d 考虑，最终制水规模按 1500t/h 即 36000t/d 考虑。海水预处理局部MED-TVC 装置进料海水通过喷嘴喷淋使其在装置加热面上沸腾，为了保证喷淋 喷嘴不被污染物污堵、防止传热管结垢腐蚀、延长淡化装置的酸洗周期，需控制进 料海水的悬浮物含量，我国采用 MED-TVC 工艺的北疆电厂、黄骅电厂、曹妃甸电 厂等均对海水进展了预处理。MED-TVC进水悬浮物要求50mg/l，详细要求需根据 厂商资料。根据目前海水预处理的经历，拟对海水采用絮凝反响沉淀
13、池，并预留远 景设施的位置。主要工艺流程如下：混凝剂、杀菌剂杀菌剂JJ原料海水-列管式混合器-翼片隔板絮凝池-接触絮凝沉淀池-海水清水池- 至热法海水淡化系统MED-TVC 工艺设计国际上主流MED-TVC单机规模在1万t/d以上，国内单机容量最大的MED-TVC 引进设备是北疆电厂4 X 25000 t/d装置。由上海电气自主设计的 12500 t/d的 MED-TVC装置也已在黄骅电厂投入运行。考虑运行的灵敏性，本工程设置2X12000 t/d MED-TVC，并预留一套位置，最终到达3 X 12000 t/d的制水量。热法运行本钱很大一块取决于蒸汽的价格，本方案采用的蒸汽是驱动锅炉引风机 做功后的乏汽，属废汽利用，因此可根据可利用乏汽的量尽量降低造水比GOR。 造水比GOR是产品水重量与所耗蒸汽重量的比值，造水比低，设备投资低。通 常为了节约能源降低单位造水本钱，应尽量进步造水比，造水比进步，那么要求蒸 发器的效数或级数增多，设备初投资增大，这样又间接进步了单位造水本钱，另外 造水比太高也会增加结垢和腐蚀的风险。通常MED-TVC的造水比为615，本工程假设采用汽动引风机方案，其乏汽参 数为：名称符号单位THA工作压力PMPa (a)工作温度TC焓值HkJ/kg流量Gt/h290通常，蒸汽本钱在造水本钱中所占比重约为40%
