海水淡化热电联产控制系统.pdf

2015年第6期
冶金动
总、第184期
METALLURGICAL POWER
海水淡化热电联产控制系统
程晓婷
首京唐公司能环部,河北唐山063200)
摘要)热电联产是一种卓有成效的系统节能手段,能大幅度提高能源综合利用率。与其他电」不同,热
电联产装置直接将海水淡化与汽轮机排汽口相连接,两者高度相关。海水淡化利用低品质汽轮机负压排汽,极
大的降低了海水淡化生产成本。海水淡化热电联产系统的运行,使企业能耗降低、效益提高。
【关键词)海水淡化;热电联产;控制
中图分类号】TM612
文献标识码B【文章编号]1006-6764(2015)06-0055-04
The Control System of Heat and Electricity Cogeneration
with Seawater Desalination
Cheng Xiaoting
Shougang Jingtang United Iron Steel Co. Ltd.. Tangshan Hebei 063200, China
Iabstract] Heat and electricity power cogeneration is an effective systematic means to
save energy and can greatly inerease the comprehensive utilization rate of energy. Different
from other power plants, the cogeneration device directly connects sea water desalination ap-
paralus with the steam turbine exhaust port, to closely correlate the two systems. The sea
water desalination system utilizes the low quality steam turbine negative pressure exhaust
highly reducing desalination cost. Operation of desalination cogeneration significantly reduces
energy consumption and improves economic pertormance of enterprises
[ Keywords] seawater desalination; heat and power cogeneration; control
刖言
我国是一个电力资源需求的不断提高和水资源
在20世纪80年代以前,水电联产生产淡化水的柑对贫乏的国家,根据国家发展和改革委员会、国
多数选用多级闪蒸装置(MSF)作为海水谈化装置。家海洋局、财政部联合发布的《海水利用专项规划》,
80年代中期出现了大型低温多效海水淡化装置在未来2~10年里,我国将有日产约400万t的海水
(MED)。该淡化装置生广产淡水的总电耗低于多级淡化装备需求的市场。因此低温多效海水淡化热电
蒸装置,H易实现大型化、运行维护成木低、使用寿联产作为极具前途海水淡化技术,在国外迅猛发展
命长、对海水水质要求宽松,已成为当今国外大型海的同时在国内也得到了快速发展。
水淡化工程建设的主要模式
首钢京唐钢铁联合有限公司位于河北省唐山市
低温多效海水淡化热电联产技术即利用发电厂南部渤海湾的曹妃甸工业区内,厂区临海而建,公司
产生的可利用低品位蒸汽为海水淡化装置提供动配套有2x300MW自备电厂。面对沿海相对匮乏的
力,从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本,因淡水资源和低参数蒸汽无法回收利用的窘境,公司
此该技术开发出来后便在世界范围内迅速得到了广从以色列引进低温多效热电联海水淡化技术,建
泛的应用,经过20多年的发腰,已经成为海水淡化设一期海水淡化厂规模为4x12500A,共计5000
最具发展前景的技术之一。国外大部分海水淡化厂,d满足钢铁厂的用水需要。第一套低温多效蒸发器
都是和发电厂建在一起的,这是当前大型海水淡化(MLD)于2009年3月22日投产,第二套于20090年
工程的主要建设模式,目前,低温多效海水淡化热电5月22?满负荷产出合格水。首钢京唐公司创造性
联产技术在科威特、沙特、埃及、美国、日本、以色列的在其中两套海水淡化主体装置蒸汽进口前分別配
等国家得到了广泛的应用。
置了中温中压汽轮发电机组,充分利用钢铁厂富余
治金动力
2015年第6期
METALLURGICAL POWER
总第184期
燃气烧锅炉生的中温中压蒸汽在汽轮机组中发电海水淡化三个系统组成,见图1。首钢京唐铁公司
做功,进而将汽轮机末端负压排汽供给海水淡化装共建设四套海水淡化装置(U1、U2、U3、U4),单套装
置.制备除盐水。该系统实现了能量的梯级利用,不仪置产水规模每天12500t,两台中温中压蒸汽(3.82
大幅度降低了海水淡化的运行成本,还产生了额外MPa,450℃锅炉,额定蒸发量130Wh,两台进汽参
的发电效益,更好地实现了热、电、水的联产。
数为3.43MPa,435℃,额定功率为21.1MW的汽
2海水淡化热电联产系统组成
轮发电机及相配套的辅助设备。两台锅炉、两台汽轮
2.1系统简介
发电机组、两台低温多效蒸馏海水淡化装置(U1、U
首钢京唐钢铁公同海水淡化装置日12500t组成海水淡化热电联产系统。
淡水,考虑设备的年运行时间及充分利用低品位蒸
其基本流程是:中压锅炉利用钢铁厂的富裕煤
汽的需求,具备三种运行工况
气炉产牛的蒸汽一部分经过锅炉的减温减压器把斥
(1)纯VC模式:仅使用0.4MPa,250℃低压力降2~2.5MPa,送给炼钢使用。外一部分高裕中
蒸汽
压蒸汽,压力为3.82MPa送给新建两套25MW发
(2)部分"VC模式:使用0.4MPa,250℃蒸汽电机组,作为发电机组汽轮机的动力汽源,汽轮机乏
及0.035MPa,73℃蒸汽
汽直接连接海水濙化的人口,一套汽轮机对应一套
(3)纯MFD模式:仅使用0.035MP2a,73℃蒸海水淡化主体,乏汽压力为0.035MPa;出海水淡化
汽(负压蒸汽)
装置取代汽轮机的真空泵,同时汽轮机乏汽作为热
上述一种运行工况利用的蒸汽都属于低品质蒸法海水淡化MFD模式下的低低压汽源,海水濙化产
汽,但从热力学的角度考虑,负压蒸汽(0.035MPa,出淡水后送往除盐水管道,供给公司各个用户。汽轮
73℃)做功能力最低,价格也最低。
机的低斥抽汽为0.6MPa,送入低压蒸汽管网,可以
2010年10月,为解次投产初期厂区供热不足给另外两套海水淡化装置在TVC模式下作为低压
问题,首京唐钢铁公司建成两台中温中压(3.82蒸汽使用。发电机组发出的电经10kV变电站与电
MPa,450℃)燃气锅炉,其中压恭汽经减温减压后并网后送入电网
送入厂区蒸汽管网供采暖及海水淡化使用,出于减3海水淡化与热电联产控制系统研究
温減压过程存在能量损失,需进一步寻求优化利用
汽轮发电机组采用分布式控制系统(DCS)对整
措施。
个机组的运行情况进行监控并调节,同时保持与数
日前,大型汽轮发电机组为追求节能、高效,凝字电液调