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燃煤电厂不但节水还能造水?

   2015-10-22 神华之声 2110
核心提示:你是否还认为燃煤电厂是耗水项目?是时候更新观念喽,在2014年度中国电力创新奖颁奖暨2015智能电力系统峰会上,2014年度发电企业中唯一获得一等

你是否还认为燃煤电厂是耗水项目?是时候更新观念喽,在“2014年度中国电力创新奖颁奖暨2015智能电力系统峰会”上,2014年度发电企业中唯一获得一等奖的创新项目神华国华电力《大型化低温多效蒸馏海水淡化成套技术自主研发及工程应用》和2014年度中国电力创新奖三等奖神华国神《大型火电厂高效空蒸复合冷却技术研究》,为你脑补电厂节水和造水的真相:

大型化低温多效蒸馏海水淡化成套技术

解决了什么问题?

神华国华电力《大型化低温多效蒸馏海水淡化成套技术自主研发及工程应用》将火力发电厂由“耗水大户”转变为“新型淡水供水水源点”。

地球上江河及湖泊中的水、高山积雪、冰川以及地下水等淡水易于开采,可以供人类直接使用,但总量达不到世界淡水总量的1%,而中国又是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。地球71%的面积是海水,为地球总水量的97%,但因每立升高达35g的盐含量使人类无法直接饮用。

海水淡化处理技术解决了这一难题,将海水中的多余盐分和矿物质去除从而得到淡水,半个世纪以来己经养活了世界上1亿多的人口。

神华国华沧东电厂是一家非常环保的电厂,它完全依靠填海而建,没有占用陆地资源。获得本次中国电力创新奖一等奖的海水淡化技术使得这个电厂完全不占用淡水资源,而且目前已向电厂和沧州渤海新区多家企业供应优质淡化水逾2000万吨。

之前国内研制最大MED装置容量为3千吨/天,万吨级装置完全依靠国外技术。神华国华沧东电厂拥有2套国产MED装置,在国内首次开发了自主知识产权的国产大型MED技术,建设了国内首台万吨级MED装置,填补了国内技术空白,并将单机制水规模提升到2.5万吨/天,达到世界先进水平。已获得授权发明专利19项、实用新型专利45 项、软件著作权4项。

创新点是什么?

1国内首次自主开发了万吨级以上大型低温多效蒸馏海水淡化装置成套技术。

2通过基础试验研究,建立了实用的汽液两相流传热系数与流动阻力计算模型,掌握大型MED装置汽速、喷淋密度等关键工艺参数计算方法。

3通过基础试验研究,建立了大型MED装置的设计与计算方法,开发了“MED热力计算软件”、“MED多流程计算软件”等设计、计算软件。

4开展大型低温多效蒸馏海水淡化装置关键结构--传热管束设计技术研究,开发了适用于大型低温多效蒸馏海水淡化装置的“单壳体双管束”结构的新型、高效蒸发器。

5开发了具有自主知识产权的高性能喷淋系统,以及高效喷淋喷头。

6研制了大型MED装置中试装置,开展中试验证试验和性能优化研究。

7开发了集设计、优化和校核为一体的大型蒸汽热压缩器(TVC)设计技术。

8开发了大型多支座真空薄壁容器强度设计新技术。

9创新了大型MED工艺设计方案,开发 “多级串联”、“多点抽气”等新的工艺流程。

10掌握了大型MED蒸发器制造、安装技术。

11国内率先掌握了大型低温多效蒸馏海水淡化装置运行维护技术。

大型火电厂高效空蒸复合冷却技术解决了什么问题?

神华国神《大型火电厂高效空蒸复合冷却技术研究》在国内首次应用高效空蒸复合冷却技术,彻底解决了西北地区空冷机组夏季背压高引起的机组限负荷以及大风天气造成机组跳闸的隐患。

于我国西北地区干旱缺水,作为汽轮机的主要辅机,直接空冷凝汽器系统与水冷系统相比理论上可节水65%以上,无污染、不受水源限制,是我国西北地区火力发电厂近年来新兴的蒸汽冷凝技术。

同时,我国西北内陆地区多属于中温带干旱区,具有典型的大陆性气候特征。冬冷、春旱、夏热,昼夜温差大,冬春季风沙天气较多。加之设备会随着使用年限的增长,系统真空严密性的降低、污垢热阻的增加,致使直接空冷凝汽器的换热性能的恶化,从而直接导致汽轮机背压变幅较大、机组出力受限、煤耗率提高,凝结水品质降低,电厂热经济性降低等结果,严重时会导致直接空冷机组运行背压骤升而造成机组跳闸停机,对于直接空冷机组比较集中的地区,将直接影响电网运行安全。而国内现有的直接空冷凝汽系统均存在夏季不能满发的问题,解决的方法相对比较落后(如在管束上喷水或喷雾)且会带来严重不良后果。

创新点是什么?

高效空蒸复合冷却技术是一种“空”冷和“蒸发”冷相结合的冷却技术。高效空蒸复合冷却技术具有先进的显热+潜热换热机理、通过合理配置直接空冷与蒸发式冷却单元,充分发挥直接空冷不耗水、蒸发式冷却节水、运行背压低等优点,有效地解决直接空冷的不足。

该技术主要通过蒸发式凝汽器来对机组的冷端系统进行增容改造,在直接空冷凝汽器基础上增加蒸发式凝汽器,夏季作为尖峰冷却装置,作为降低背压的优化措施。夏季气温较高时,运行蒸发式凝汽器,分流部分汽轮机排汽,可有效降低汽轮机排汽压力,提高机组运行的安全性和经济性;气温较低时,直接空冷系统和蒸发式凝汽器也可以联合优化运行,同样能提高电厂经济性。

1根据汽轮机排汽冷凝行业特点和蒸发式先进换热机理相结合,优化了与之适应蒸发凝汽器换热模块结构及设备整体性能。

2通过大量试验测试,完成了换热管内流速、阻力、管长三者之间关联研究,创新了复合型工艺计算方法,形成了成熟的计算软件。

3完成了直接空冷与蒸发式凝汽器尖峰冷却装置联合运行参数模拟优化设计。

4完成新型抽真空系统结构设计,有效解决空冷与蒸发式凝汽器之间平衡问题。

 
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