一、概述
人类在21世纪将面临严重的淡水紧缺问题。对沿海城市和地区海水利用和海水淡化是解决淡水资源的有效措施之一。
黄骅发电厂地处滨海地区,淡水资源极为匮乏。
黄骅发电厂一期工程安装2×600MW国产亚临界燃煤发电机组,配套建设2×10000m3/d海水淡化设备(低温多效加蒸汽压缩喷射器MED-TVC,简称MED),由法国SIDEM公司供货,满足电厂自用水。目前一期工程已于2006年投产运行,运行良好。
以下以黄骅一期海水淡化装置为例,介绍其系统控制。
二、海水淡化装置工艺介绍
黄骅一期海水淡化装置工艺为带热压缩的低温多效蒸馏装置,引入蒸发器的海水采用平流进料方式,均匀喷淋在换热管束外,管内流通蒸汽,换热管内蒸汽被凝结同时部分海水被蒸发。海水蒸发产生的蒸汽进入到下一效的换热管内成为下一效蒸发汽源。第一效的冷凝水通过凝结水泵返回锅炉,其它效的凝结水逐一流过下一效收集起来,最终产品水在第四效用淡水泵收集起来,根据产品水的质量检测结果,产品水或泵入储水池,或排放。每一效产生的浓盐水逐一流过下一效收集起来,最终浓盐水在第四效经浓盐水泵排放。装置主要由以下分系统组成:
2.1蒸汽系统
来自汽轮机的蒸汽进入蒸汽热力压缩机作为工作蒸汽引射四效蒸汽,进入一效蒸发器管程,与管外盐水进行冷凝换热,依次流经第一管程、第二管程,冷凝水经由凝结水泵返回锅炉。
正常运行造水蒸汽压力范围[0.37–0.55]Mpa(a)。
热力压缩喷射器,配有中心调节锥,以保证系统连续满负荷运行或降负荷运行。
2.2海水预热系统
为了使一效冷凝水能够进入锅炉补充水精制系统进一步降低其电导率,需要将其温度降低至40℃以下,满足离子交换装置的要求,设置冷凝水换热器。
设置淡水换热器和浓盐水冷却器,用以提高进料海水的温度。
2.3抽真空系统
海水中溶解有氧气、氮气、二氧化碳等不凝气体,在操作过程中,由于蒸发器等设备处于真空状态,设备连接法兰等处空气向蒸发器中泄漏。这些气体的存在,严重影响系统的换热系数。为建立和维持蒸发器内部的真空度,必须除去补给海水中的非凝结气体、容器中泄露进入的空气和二氧化碳等,确保蒸发器系统的正常运行。同时,为提高系统的热利用效率,利用抽不凝气所用蒸汽的潜热加热进入一效蒸发器的海水,提高其温度,减少一效加热蒸汽消耗量。系统设置启动用抽汽器一台,正常工作抽真空用抽汽器两台。
2.4减温水系统
供蒸汽的减温水,在启动阶段来自淡水系统,在稳定运行阶段来自第1效的冷凝水。冷凝水经冷凝水泵后引出一路供至热力压缩器出口,另一路冷凝水经减温水泵后送至热力压缩器进口和启动喷射器入口管道。
2.5凝结水回收系统
海水淡化加热蒸汽在MED设备第一效中被凝结并与淡化水混合,由于凝结水含有化学物质,不宜作为淡化水利用,故部分凝结水除作为热力压缩器后蒸汽减温水外,大部分由凝结水泵排出至电厂,用于凝结水补水和电厂工业用水。