國產(chǎn)單臺制水容量2.5萬噸/日海水淡化裝置成功投產(chǎn)
廠區(qū)及海水淡化設備全貌
蒸發(fā)器吊裝
技術(shù)人員在討論控制邏輯
彭光儀 董勝元 高騰騰
“聯(lián)鎖保護與自動投入率100%?！?/p>
“制水量、造水比達到設計值。”
2013年12月26日14時58分，隨著40%—110%變負荷試驗完成，渤海灣畔河北省滄州市神華河北國華滄東發(fā)電有限責任公司(以下簡稱國華滄電)海水淡化主控室成為一片歡樂的海洋，其海水淡化三期工程2.5萬噸/日國產(chǎn)低溫多效海水淡化裝置完成168小時試運行，順利投產(chǎn)。
五年磨礪，換得甘甜，又千日求索，終更上層樓，問水于“中國創(chuàng)造”，國華滄電底氣十足。
大勢所趨：再攀高峰事竟成
國華滄電與海水淡化結(jié)緣于21世紀的第二個年頭。
這是一個建在大海之上的現(xiàn)代化發(fā)電企業(yè)，整個廠區(qū)陸地由填海造成，但企業(yè)所處渤海之濱淡水資源嚴重短缺，面對遼闊的渤海卻苦于無水可用，2001年公司成立之初就確定了依靠海水淡化解決自身生產(chǎn)生活用水的原則。2006年3月，伴隨一期2臺600MW亞臨界機組的建設，國華滄電進口兩臺日產(chǎn)1萬噸低溫多效海水淡化設備正式投產(chǎn)。兩個月后，自主研發(fā)萬噸級低溫多效海水淡化裝置的構(gòu)想被首次提出。兩年又十個月之后的2009年3月，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的二期1.25萬噸/日國產(chǎn)海水淡化裝置投產(chǎn)，主要技術(shù)經(jīng)濟指標經(jīng)測定均達到并優(yōu)于設計值。四年又九個月之后的今天，隨著制水容量翻番、安全性更好、經(jīng)濟性更優(yōu)、造水比更高的2.5萬噸/日海水淡化工程呱呱墜地，國華滄電再次成為世人矚目的焦點。
如今，現(xiàn)場海水淡化進口設備和自主創(chuàng)造設備面向大海依次排開，裝置本體從引進時的四個蒸發(fā)效，到首次自主時的六個蒸發(fā)效，再到今天的十個蒸發(fā)效;造水比參數(shù)從8.3，到10.2，再跨越到13以上，國華滄電自主創(chuàng)新的步伐愈加扎實。
一路走來，承載了太多的記憶。四年前，隨著海水淡化國產(chǎn)化技術(shù)取得實質(zhì)性突破，國華滄電所屬的神華集團及國華電力高瞻遠矚，明確提出開展單臺2.5萬噸/日海水淡化裝置研發(fā)與工程建設。國華滄電也完善了自身發(fā)揮電水聯(lián)產(chǎn)優(yōu)勢，“以電制水、以水促電”的發(fā)展思路。
這是一項前無古人的事業(yè)。
自此，國華滄電三期2.5萬噸/日海水淡化項目緊鑼密鼓地走向前臺，以其國內(nèi)最大容量的日淡化水產(chǎn)量再次擔當起了“當代大禹”的重任，使命神圣而明確——解渴中國!
2011年11月，2.5萬噸/日海水淡化工程被列入“2012年國家第三批資源節(jié)約和環(huán)境保護示范項目”，成為國家推動海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要示范點。次月，工程可研報告通過專家評審。從此，在海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展大道上，國華滄電一路高歌猛進。
2012年6月，完成項目的主設備投標、工程設計招標。
2012年7月，同滄鹽集團簽訂濃鹽水綜合利用合作協(xié)議，海水淡化濃鹽水用于滄鹽集團鹽化工產(chǎn)業(yè)。
2012年11月，完成主設備制造設計，進入設備制造階段。
2013年1月，工程建設開始樁基施工。
……
大刀闊斧：披荊斬棘創(chuàng)新路
作為去除原海水中顆粒物等雜質(zhì)的過濾設備，自反洗過濾器對于熱法海水淡化，過濾精度要求≤0.5mm。國華滄電打破了以往都是依靠進口的慣性思維，在進行充分的技術(shù)和風險分析基礎上，主動開展國產(chǎn)化研究，并實現(xiàn)了國內(nèi)自反洗過濾器在熱法海水淡化上的首次應用。而這只是輔助設備，國華滄電2.5萬噸海水淡化項目的自主創(chuàng)新是全方位的，主設備的創(chuàng)造過程可想而知。
2.5萬噸海水淡化項目具有參數(shù)及系統(tǒng)配置、“兩效一體”等10項技術(shù)創(chuàng)新點，而且又是基建項目，客觀上同時存在技術(shù)風險與管理風險。在技術(shù)上：工藝系統(tǒng)設計及熱質(zhì)平衡計算首次在2.5萬噸裝置上應用;效間溫差小，傳熱及管束布置更為復雜;蒸發(fā)器直徑大、薄壁筒體、內(nèi)件重，在制造設計和加工上更有難度。在管理上：本項目作為國內(nèi)首創(chuàng)，具有研發(fā)和示范應用性質(zhì)，項目管理尤其是技術(shù)的有效管理以及參與各方良好合作都是事關(guān)成敗的關(guān)鍵。
創(chuàng)新路上“順風順水”的背后，是國華電力自主創(chuàng)新的獨特模式。
時間追溯到2007年，為了推進海水淡化國產(chǎn)化進程，國華電力明確了“企業(yè)為主，共同研發(fā)，各自擁有”的創(chuàng)新機制，主動聯(lián)合科研單位、設備制造廠家，利用自己在關(guān)鍵參數(shù)、運行和設備管理經(jīng)驗上的明顯優(yōu)勢，實現(xiàn)了海水淡化技術(shù)在參數(shù)選擇、工藝系統(tǒng)擬定、工藝系統(tǒng)計算上的重大突破，在低溫多效海水淡化技術(shù)儲備和設備國產(chǎn)化方面獨領風騷。截至目前，國華電力在低溫多效海水淡化領域ZL數(shù)量達到60項，居國內(nèi)首位，而且還在不斷謀求新突破。
“做負責任的人、干負責任的事”，國華電力董事長王樹民一語道出了國華電力人對科技引領的付出與堅守，立足于爭創(chuàng)世界一流的大發(fā)展，國華電力認真詮釋“科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力”這一命題。
2012年7月15日，神華集團2.5萬噸/日海水淡化重大示范項目合作框架協(xié)議簽字儀式在北京舉行，以國華電力為核心的五方合作協(xié)調(diào)機制正式建立，王樹民親任組長。時隔一年，2013年8月1日，國華電力第三屆科技大會上，將“2.5萬噸低溫多效海水淡化技術(shù)研發(fā)和示范工程建設”作為重要內(nèi)容的《國華電力科技創(chuàng)新引領計劃》正式發(fā)布，這是國華電力“十二五”、“十三五”期間科技創(chuàng)新工作的行動指南。
在科技強企戰(zhàn)略作用下，項目團隊不負眾望，從概念設計、到設備制造、再到項目建設的整個創(chuàng)造過程乘風破浪勢不可擋，成就國華電力自主科技創(chuàng)新實踐典范。
大顯身手：試驗場點石成金
面對零的突破，2.5萬噸海水淡化國產(chǎn)化項目是一項復雜的系統(tǒng)工程，涉及技術(shù)研發(fā)、設計、制造和工程應用等多個行業(yè)領域，涉及傳熱、材料等多個技術(shù)專業(yè)。
萬事開頭難。為充分做好技術(shù)準備，藍圖繪就之后，國華電力組織開展了國產(chǎn)2.5萬噸/日大型化低溫多效蒸餾海水淡化裝置中型試驗(即中試)專題研究, 以探索低溫多效運行規(guī)律，為海水淡化后續(xù)項目設計、運行和管理提供科學依據(jù)。通過對中試整體性能進行試驗和檢測，把基礎研究過程中得到的結(jié)論進行進一步綜合驗證，為編寫海水淡化工程計算程序和設計導則奠定基礎。采用已經(jīng)掌握的設計方法進行中試項目的設計，檢驗設計方法的正確性，并根據(jù)中試結(jié)果，對設計方法進行改進，使之能夠應用于大型化海水淡化設備。
中試試驗項目于2009年12月25日開工建設，2010年5月1日完工，2010年9月8日完成全部試驗。通過對中試裝置在設計工況、首兩效工況和末兩效工況以及變工況下性能試驗，其主要參數(shù)(凝結(jié)水、成品水、淡水產(chǎn)量、造水比)的試驗值與原設計值和新程序計算值吻合程度較高，大部分參數(shù)相對偏差在5%以內(nèi)，這為開展國產(chǎn)2.5萬噸/日大型化低溫多效蒸餾海水淡化裝置研發(fā)設計積累了寶貴的經(jīng)驗。中試通過13項變工況試驗，掌握了低溫多效蒸餾海水淡化工藝的一般性規(guī)律，為裝置的大型化積累了大量的試驗數(shù)據(jù)。中試的另一個重要貢獻是完成了26項針對工程建設的設計變更。
大有可為：問道兩個產(chǎn)業(yè)化
隨著國家《加快海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》與《海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》的相繼出臺，中國的海水淡化邁出了從“戰(zhàn)術(shù)”到“戰(zhàn)略”的關(guān)鍵一步。而在此大背景之下，國華滄電一直是國內(nèi)海水淡化技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先行者，從實際出發(fā)，聯(lián)合地方政府，得到國家支持，努力把規(guī)劃變成藍圖，把藍圖變成現(xiàn)實。2.5萬噸/日海水淡化工程成功投產(chǎn)，就是其全面履行社會責任，并融入自身發(fā)展戰(zhàn)略的鏗鏘足音，將技術(shù)創(chuàng)新力轉(zhuǎn)化為發(fā)展生產(chǎn)力的具體行動。
這要得益于國華滄電始終堅持的“兩個產(chǎn)業(yè)化”示范定位——技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和水廠產(chǎn)業(yè)化：技術(shù)上保持國華電力領先國內(nèi)，不斷降低制水成本，樹立行業(yè)示范;供水上堅持與市場接軌，促政企合作、謀社會共贏，追求“制水成功，售水成功”。其實“兩個產(chǎn)業(yè)”與“兩個成功”的實現(xiàn)，都以技術(shù)創(chuàng)新為堅強支撐。《孫子兵法》有云：“激水之疾，至于漂石者，勢也”，而國華滄電也確實抓住了建設國家級2.5萬噸/日海水淡化示范項目這個契機，不僅全力打造國內(nèi)一流國際領先的海水淡化品牌，還協(xié)助出臺了兩項行業(yè)技術(shù)標準。
目前，國華滄電海水淡化日制水能力達到5.75萬噸，外供水能力將近4萬噸。去年，對外供應淡化水超過500萬噸就已創(chuàng)下國內(nèi)之最，成為渤海新區(qū)名副其實的企業(yè)用戶“第一水源”。當前與國華滄電簽訂用水協(xié)議的企業(yè)已達七家，涉及鋼鐵、化工、電力多個行業(yè)，有意向企業(yè)已有十幾家，隨著后續(xù)管網(wǎng)規(guī)劃建設進一步實施，將有更多的新區(qū)企業(yè)“喝上”海水淡化水。
展望未來，國華滄電總經(jīng)理許建華有著自己的思考：從技術(shù)、商業(yè)模式、管理模式、環(huán)保產(chǎn)業(yè)延伸等四個方面擴大示范效應。深化已有熱法技術(shù)，開展膜法、熱膜耦合、電水耦合、余熱利用等相關(guān)課題研究，探尋和實踐電水聯(lián)產(chǎn)最佳結(jié)合方式。圍繞“制水—輸水—用水”各環(huán)節(jié)，建立規(guī)范標準，保證整個體系健康良性發(fā)展。針對產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展帶來的濃鹽水排放問題，聯(lián)合下游鹽化工延伸并形成環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)資源綜合利用，打造循環(huán)經(jīng)濟。
大功告成：用心澆筑精品工程
海水淡化技術(shù)的一次次成功突破和應用對于國華滄電和參與項目設計、施工、監(jiān)理以及調(diào)試的各單位來說都是第一次，這注定了它的不平凡。
2013年新年剛過，2.5萬噸/日海水淡化工程MED設備樁基施工開始，歷時339天，9項關(guān)鍵節(jié)點無一延誤，國華滄電做到了。在寒風中拉開大幕，在冬日里摘得果實，渤海灣潮漲潮落，可是工程建設現(xiàn)場卻一直熱火朝天，這是一個充滿著“神筆馬良”般的魅力、將自主創(chuàng)新成功落地的光榮歷程。在渤海灣的見證下，在各方共同期待下，懷著為“中國創(chuàng)造”“揭曉答案”這樣一個激動的心情，我們終于迎來了大功告成這一刻。
全新的技術(shù)規(guī)范再加上工期、氣候影響，給工程建設帶來了巨大挑戰(zhàn)。2.5萬噸/日海水淡化設備在國內(nèi)尚無同等規(guī)模設計，更無工程安裝應用。關(guān)于蒸發(fā)器安裝精度，國內(nèi)也無相關(guān)規(guī)范及要求，施工難度較大。如何確保建設質(zhì)量，如何確保如期投產(chǎn)，國華滄電向精益管理要答案。上下同欲者勝、風雨同舟者興，340名參與施工人員歷經(jīng)四季輪轉(zhuǎn)，205名調(diào)試人員堅守30個不眠之夜，高標準完成全部13項精品項目，與生產(chǎn)系統(tǒng)完美接口，優(yōu)化了對供汽壓力的適應性提升、濃鹽水排放及綜合利用、系統(tǒng)控制等重要課題，用心鑄成精品工程。
作為呈現(xiàn)“中國創(chuàng)造”的高潮階段，2013年，參與項目設計、制造、施工、監(jiān)理以及調(diào)試的各路力量齊赴國華滄電共襄盛舉。國華電力研究院派出機、爐、電、熱等多專業(yè)技術(shù)力量駐扎現(xiàn)場，負責全程監(jiān)理的西北電力工程監(jiān)理公司派出12名監(jiān)理工程師……在共同的目標面前，參建者們早已沒有專業(yè)甚至單位之分，尤其進入后期調(diào)試環(huán)節(jié)，很多時候為了一個缺陷，七八個專業(yè)的人一起連夜對照圖紙分析原因。還記得12月9日首次啟動出水時，水質(zhì)鹽分高，有問題就要 24小時不間斷處理，團隊已成共識。在排除了設備安裝原因后，又組織外部專家會診，對原計算過程重新核算并調(diào)整參數(shù)，而這樣的“挑燈夜戰(zhàn)”是家常便飯。
“中國創(chuàng)造”之路從不缺少跌宕起伏，但是曾經(jīng)填海造陸建魯班工程、高位運行創(chuàng)冀南第一的國華滄電人再次“為榮譽而戰(zhàn)”，讀懂了一本本難念的“經(jīng)”，拓開了一條條難走的“路”，跨過一道道欄，越過一個個坎，向著勝利勇往直前，直到相擁而笑。
海水淡化產(chǎn)業(yè)是21世紀的朝陽產(chǎn)業(yè)，掌握萬噸級低溫多效海水淡化裝置核心技術(shù)的國華電力擁有得天獨厚的優(yōu)勢，贏得了發(fā)展先機。作為有追求、負責任，以爭創(chuàng)一流為己任的發(fā)電企業(yè)，國華滄電在海水淡化這個舞臺上必將大有作為。
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