首钢京唐公司海水淡化项目 年节约2400万吨水

　　当前钢铁行业竞争日趋激烈，二次能源再利用已成为不少钢铁企业寻求突围的重要手段。首钢京唐公司海水淡化项目，作为低压余热利用和水资源开源增量的重要技术，实现了煤气、蒸汽的零放散，每年可节约地表水资源约2400万吨。

　　据了解，华北地区人均水资源占有量是全国的1/6左右，是世界平均的1/24，水资源严重紧缺。钢铁企业作为水资源消耗的大户，全力推进能源综合利用成为了企业发展的必然趋势。作为国家“十一五”规划纲要的重点工程，首钢京唐公司年设计产能970万吨，因其身处华北地区，对水资源利用产生了一定影响。首钢京唐公司临海而建，将海水淡化作为水资源开源增量的重要技术，进一步降低钢铁厂对淡水资源使用量。

　　建设之初，海水淡化工艺选择是个难题。首钢京唐公司根据钢铁生产中煤气、蒸汽的产生与使用的瞬时变化，总结煤气、蒸汽资源供需关系的变化规律，科学地规划制定煤气、蒸汽供应与使用间的“不平衡”策略，并多方权衡多级闪蒸、反渗透、低温多效等各种海水淡化工艺的利弊，最终选取了低温多效蒸馏工艺。充分利用煤气锅炉、低温多效海水淡化装置具有负荷适应范围宽的优点，解决了钢铁企业的煤气、蒸汽动态平衡及零排放，形成钢铁企业内特有的水-汽-水循环，为钢铁企业余能余热的高效回收利用开拓了一条有效途径，也起到节能环保的双重作用。

　　首钢京唐公司海水淡化低温多效蒸馏工艺，操作温度低、动力消耗低、系统热效率高，是一项设备在真空情况下，盐水的最高蒸发温度低于70℃的淡化技术。项目由4套主体蒸发器组成，日产水能力50000吨，分两步建设。一期一步两套装置，全部引进法国技术。建设过程中，技术人员不断总结经验，并大量翻阅世界各地海水淡化项目的资料，学习借鉴先进技术经验。经过一期一步项目建设的锤炼，在一期二步项目建设中，首钢充分发挥集团优势，使两套海水淡化装置实现了四个自主，并实现多项技术创新，获得冶金科学技术二等奖、北京市科技进步二等奖等多个奖项，获得国家专利10项、制订海水淡化行业规范1项，为新型技术的国产化应用开辟了新的途径。

　　在自主设计方面，首钢京唐公司将一期二步主体蒸发器设计平行六面体形状，属于国内首创。设备及管道布置合理，结构紧凑，节省了检修单元的空间，便于更换换热管束。

　　在工艺调整上不断推行创新技术，采取了多种工况相结合的运行方式。由于钢铁生产过程中会产生余热蒸汽和汽轮机发电机组乏汽，通过调节两种蒸汽的使用量，实现了余热蒸汽作为主汽源；发电机组乏汽和低压蒸汽结合使用作为汽源；乏汽作为主汽源的3种运行工况，实现了钢铁厂余热蒸汽使用量的动态调节，将热能转化为水储存，达到了煤气、蒸汽零放散的目标。其中，乏汽模式目前在国内属首次使用，海水淡化制水成本降至6.2元/吨。在此基础上，主体设备增设了TVC装置，可利用其它压力较高的富余蒸汽将主体装置中产生的末效蒸汽压缩以得到更多的加热蒸汽。

　　为不断推动能源综合利用水平，首钢京唐公司研究推行了水电共生技术。将海水淡化蒸发器代替汽轮机凝汽器，利用发电后的低品质乏汽作为海水淡化动力蒸汽，形成了一种新的余热余能梯级利用模式，节省了为发电机组凝汽器设置直流冷却设施的投资及运行费用，海水淡化制水成本也大幅降低。该项技术投用后，每年可节约标煤13.86万吨。

　　在自主制造、自主建设方面，首钢机电公司承担了海水淡化蒸发器、蒸馏水冷凝器、热压缩器等主体制造和安装工作，单台套总重达560吨。为提高设备运行稳定性，在制造过程中分别采用双相不锈钢焊接、零件防变形、钢酸洗钝化、管板支撑板的高效钻孔等6项国内先进技术，共加工孔位73.6万个，焊接双相不锈钢焊缝43公里，27.47万个管口胀接无泄漏，优质高效完成了制造、现场总成低温多效海水淡化装置。

　　在自主运营方面。海水淡化成作业区建制，由首钢京唐公司能源与环境部自主运行、管理，结合钢铁主工序生产实际，能源系统随时调整海水淡化运行参数，提高了钢铁厂能源综合的协调同一性，实现了能源效益最大化。

　　为不断深化水资源利用，首钢京唐公司还规划有膜法海水淡化，突破热法之后的浓盐水再利用(热膜耦合)。由于膜法海水淡化工艺对原水温度和水质要求较高，而作为水源的低温多效海水淡化排放出的浓盐水，以及自备电厂直流冷却水，其出水温度、SS、NTU等指标，完全满足膜法海水淡化的工艺要求，能够解决北方冬季水温及污染物问题，并为浓盐水提升至商品级、产业链延伸至盐化工领域打好了基础。目前，已经完成热中空纤维膜法海水淡化中试试验、膜耦合浓盐水综合利用中试试验及加压与能量回收一体化装置试验研究。

　　膜法海水淡化产水TDS≤150毫克每升主要用于循环冷却水以及市政用水，热法海水淡化产水TDS≤10毫克每升主要用于工业用水，使水资源利用合理化、精细化。由于首钢京唐公司膜法海水淡化工艺所需的原水、电力均产自钢铁主工序，工艺运行费用低，今后还将充分利用价格杠杆，推行“竞价上网”，在首钢京唐公司二期海水淡化建成后，将热法海水淡化产水与膜法海水淡化产水按一定比例勾兑后直供市政管网。