首鋼京唐海水淡化項目 年節水約萬噸 首鋼京唐公司海水淡化低溫多效蒸餾工藝

據了解，華北地區人均水資源占有量是全國的1/6左右，是世界平均的1/24，水資源嚴重緊缺。鋼鐵企業作為水資源消耗的大戶，全力推進能源綜合利用成為了企業發展的必然趨勢。作為國家“十一五”規劃綱要的重點工程，首鋼京唐公司年設計產能970萬噸，因其身處華北地區，對水資源利用產生了一定影響。首鋼京唐公司臨海而建，將海水淡化作為水資源開源增量的重要技術，進一步降低鋼鐵廠對淡水資源使用量。

建設之初，海水淡化工藝選擇是個難題。首鋼京唐公司根據鋼鐵生產中煤氣、蒸汽的產生與使用的瞬時變化，總結煤氣、蒸汽資源供需關系的變化規律，科學地規劃制定煤氣、蒸汽供應與使用間的“不平衡”策略，并多方權衡多級閃蒸、反滲透、低溫多效等各種海水淡化工藝的利弊，最終選取了低溫多效蒸餾工藝。充分利用煤氣鍋爐、低溫多效海水淡化裝置具有負荷適應范圍寬的優點，解決了鋼鐵企業的煤氣、蒸汽動態平衡及零排放，形成鋼鐵企業內特有的水-汽-水循環，為鋼鐵企業余能余熱的高效回收利用開拓了一條有效途徑，也起到節能環保的雙重作用。

首鋼京唐公司海水淡化低溫多效蒸餾工藝，操作溫度低、動力消耗低、系統熱效率高，是一項設備在真空情況下，鹽水的最高蒸發溫度低于70℃的淡化技術。項目由4套主體蒸發器組成，日產水能力50000噸，分兩步建設。一期一步兩套裝置，全部引進法國技術。建設過程中，技術人員不斷總結經驗，并大量翻閱世界各地海水淡化項目的資料，學習借鑒先進技術經驗。經過一期一步項目建設的錘煉，在一期二步項目建設中，首鋼充分發揮集團優勢，使兩套海水淡化裝置實現了四個自主，并實現多項技術創新，獲得冶金科學技術二等獎、北京市科技進步二等獎等多個獎項，獲得國家專利10項、制訂海水淡化行業規范1項，為新型技術的國產化應用開辟了新的途徑。

在自主設計方面，首鋼京唐公司將一期二步主體蒸發器設計平行六面體形狀，屬于國內首創。設備及管道布置合理，結構緊湊，節省了檢修單元的空間，便于更換換熱管束。

在工藝調整上不斷推行創新技術，采取了多種工況相結合的運行方式。由于鋼鐵生產過程中會產生余熱蒸汽和汽輪機發電機組乏汽，通過調節兩種蒸汽的使用量，實現了余熱蒸汽作為主汽源；發電機組乏汽和低壓蒸汽結合使用作為汽源；乏汽作為主汽源的3種運行工況，實現了鋼鐵廠余熱蒸汽使用量的動態調節，將熱能轉化為水儲存，達到了煤氣、蒸汽零放散的目標。其中，乏汽模式目前在國內屬首次使用，海水淡化制水成本降至6.2元/噸。在此基礎上，主體設備增設了TVC裝置，可利用其它壓力較高的富余蒸汽將主體裝置中產生的末效蒸汽壓縮以得到更多的加熱蒸汽。

為不斷推動能源綜合利用水平，首鋼京唐公司研究推行了水電共生技術。將海水淡化蒸發器代替汽輪機凝汽器，利用發電后的低品質乏汽作為海水淡化動力蒸汽，形成了一種新的余熱余能梯級利用模式，節省了為發電機組凝汽器設置直流冷卻設施的投資及運行費用，海水淡化制水成本也大幅降低。該項技術投用后，每年可節約標煤13.86萬噸。

在自主制造、自主建設方面，首鋼機電公司承擔了海水淡化蒸發器、蒸餾水冷凝器、熱壓縮器等主體制造和安裝工作，單臺套總重達560噸。為提高設備運行穩定性，在制造過程中分別采用雙相不銹鋼焊接、零件防變形、鋼酸洗鈍化、管板支撐板的高效鉆孔等6項國內先進技術，共加工孔位73.6萬個，焊接雙相不銹鋼焊縫43公里，27.47萬個管口脹接無泄漏，優質高效完成了制造、現場總成低溫多效海水淡化裝置。

在自主運營方面。海水淡化成作業區建制，由首鋼京唐公司能源與環境部自主運行、管理，結合鋼鐵主工序生產實際，能源系統隨時調整海水淡化運行參數，提高了鋼鐵廠能源綜合的協調同一性，實現了能源效益最大化。

為不斷深化水資源利用，首鋼京唐公司還規劃有膜法海水淡化，突破熱法之后的濃鹽水再利用(熱膜耦合)。由于膜法海水淡化工藝對原水溫度和水質要求較高，而作為水源的低溫多效海水淡化排放出的濃鹽水，以及自備電廠直流冷卻水，其出水溫度、SS、NTU等指標，完全滿足膜法海水淡化的工藝要求，能夠解決北方冬季水溫及污染物問題，并為濃鹽水提升至商品級、產業鏈延伸至鹽化工領域打好了基礎。目前，已經完成熱中空纖維膜法海水淡化中試試驗、膜耦合濃鹽水綜合利用中試試驗及加壓與能量回收一體化裝置試驗研究。

膜法海水淡化產水TDS≤150毫克每升主要用于循環冷卻水以及市政用水，熱法海水淡化產水TDS≤10毫克每升主要用于工業用水，使水資源利用合理化、精細化。由于首鋼京唐公司膜法海水淡化工藝所需的原水、電力均產自鋼鐵主工序，工藝運行費用低，今后還將充分利用價格杠桿，推行“競價上網”，在首鋼京唐公司二期海水淡化建成后，將熱法海水淡化產水與膜法海水淡化產水按一定比例勾兌后直供市政管網。