你有想过吗？
除了发电
一座火电厂还可以做什么？
火力发电厂在人们的刻板印象中，一直保留着"利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电能的工厂"的形象，但随着科学技术的发展和进步，火力发电厂已经不再只是高效地发电，它还有很多其他的功能，产生更多的价值……
▲ 北疆项目
在天津
就有一座“身兼数职”的电厂
采用
发电
＋
供热
＋
海水淡化
＋
浓海水制盐
＋
土地节约整理
＋
废物资源化再利用
的循环经济模式
北疆项目
项目由中国能建规划设计集团华北院设计，规划设计集团湖南院、天津电建、安徽电建一公司参与建设，是国家首批循环经济示范项目，项目采用的“发电—供热— 海水淡化—浓海水制盐—土地节约整理—废物资源化再利用”循环经济模式，被国家发改委称为发展循环经济的重要样本“北疆模式”。
北疆项目一、二期项目机组均采用百万机组超超临界抽汽凝汽式汽轮发电机组。
一期为满足国内单机容量最大的日产20万吨淡水的海水淡化装置的制水需求，每台机组提供400t/h~600t/h调整抽汽量。二期为满足国内单机容量最大的日产30万吨淡水的热法海水淡化装置的制水、真空制盐、1200万平米区域的采暖供热的需求，每台机组提供1200t/h调整抽汽量。
今天
我们就来聊聊
北疆项目的各项功能
都是怎样发挥作用的？
01 供热
Q1 北疆项目的供热能力有多强？
北疆项目在发电的同时，还能满足区域供热需求。
项目现有一期热网站与二期热网站，一期热网站设计供热负荷183兆瓦，按照综合热指标50W/m²计算，折合供热面积366万平方米。一期热网站已于2017-2018年采暖季投运。
二期热网站设计供热负荷637兆瓦，按照综合热指标50W/m2计算，折合采暖供热面积1274万平方米，二期热网站已于2018-2019年采暖季投运。
两期热网站热网循环水管道采用并联连接，通过一供一回两根DN1200母管对外供应热网循环水。分别向汉沽地区和生态城供热。
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02 海水淡化
Q2 为什么要在电厂同步配套海水淡化装备？
天津汉沽区淡水严重缺乏，为此电厂一期配套建设日产20万吨海水淡化站，二期配套建设30万吨海水淡化站，采用了造水比国内最高的海水淡化设施。
这是首次在火力发电厂厂区内布置大规模海水淡化设施，降低了海水淡化制水成本。所产淡水除机组自用外，90％面向市场供应。同时，这也是目前国内最大规模的海水淡化处理站。
Q3 什么是海水淡化技术？
海水淡化是指脱除海水中的大部分盐分，使处理后的水符合用水（如饮用水、锅炉补给水等工业用水）标准的水处理技术总称。
海水淡化工艺技术繁多，适于产业化的主要有低温多效蒸馏(LT-MED)法、多级闪蒸(MSF)法和海水反渗透(SWRO)法。北疆项目采用的海水淡化技术为低温多效蒸馏法。
Q4 北疆项目海水淡化的原理是什么？
低温多效蒸馏是利用水在不同压力下饱和蒸汽温度不同的特性，进行热传递和水溶液的多次蒸发和凝结(汽化潜热的传递)，将水和溶液分离。“低温”是指其最高蒸发温度一般低于70℃。
低温多效技术中的单效蒸发原理图
为了提高造水比，通常采用低温多效蒸馏工艺流程。该工艺流程，将一系列的喷淋降膜蒸发器串联布置。加热蒸汽被引入第一效，其冷凝热使几乎等量的海水蒸发，通过多次蒸发和冷凝，后面的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水，最后一效的蒸汽在海水冷凝器中冷凝。第一效冷凝液返回锅炉，而其他效及海水冷凝器的冷凝液收集后作为产品水。
为进一步提高造水比，目前多采用压汽蒸馏的淡化工艺，压缩可采用蒸汽喷射器，称为热压缩（TVC），绝大多数低温多效蒸馏装置都采用热压汽蒸馏的方式来提高热能效率，即低温多效加蒸汽压缩喷射器（LT－MED－TVC）工艺。
LT-MED-TVC三效蒸馏原理图
由TVC引射蒸汽形成再循环蒸汽通过的效称为再循环效，没有TVC形成再循环蒸汽的效称为直流效。对于不同再循环效和直流效组成的不同低温多效海水淡化设备的配置方式，我们一般称为4＋2配置、6+2配置或8效全直流配置等，表示采用4个再循环效+2个直流效、6个再循环效+2个直流效或无TVC配置8效全部采用直流效的配置方案。
北疆项目采用带双TVC的低温多效海水淡化装置，采用6个再循环效+8个直流效共14效的配置方案，造水比可达到14以上，而双TVC的配置可以分别适应汽轮机五抽和六抽蒸汽的压力，最大限度地提高全厂效率。
由于低温多效海水淡化装置的运行温度远远低于多级闪蒸装置的110摄氏度，其能耗和管壁腐蚀及结垢速率均较低，设备本体和传热管的材质要求也较低，使热效率较高，负荷调节范围也更大，北疆项目的低温多效海水淡化装置可在产水量为额定容量40%~110%的范围内进行调节和正常运行。
蒸发器横剖面图
Q5 在火电厂中布置海水淡化有什么优势？
热法海水淡化技术最大运行成本是蒸汽热价，如果采用燃煤或者天然气直接产生蒸汽用于海水淡化，那么淡化水的成本将会很高。
而低温多效蒸馏法对蒸汽的品质要求较低，对于火力发电厂而言，可以充分利用汽轮机的低品质抽汽，由于蒸汽已经在汽轮机做过功，蒸汽成本已经得到部分回收，因此可以大大降低热价，造水成本会大大降低，利于大规模的商业生产。
03工业制盐
Q6 北疆电厂的工业制盐采取了什么工艺？
北疆项目循环水系统采用带海水自然通风冷却塔的二次循环供水系统，二次循环冷却系统及海水淡化系统工艺运行过程中均会产生浓盐水，为减少滨海电厂温排水对周边海域的影响，北疆项目设计提出了以海水二次循环冷却水系统及海水淡化系统排放的浓盐水作为制盐场原料水的设计方案，以此构成循环经济产业链，这在国内尚属首例。
北疆项目的浓盐水通过管道排至周边盐场，经过滩晒、精制盐加工、卤水提溴等工艺制盐，产品盐包括食品级及工业级用盐。项目设计初，设计团队开展了海水二次循环冷却水加药处理对排水水质及排水制盐食用安全性影响试验研究，以保证浓盐水食用安全性。
04土地节整&资源再利用
Q7 北疆项目如何实现土地节整和资源再利用？
土地资源节整
● 厂址用地为海边滩涂、盐池，属规划的工业用地，不占用基本农田，无拆迁工程量和移民。
● 厂区总平面布置方案对电厂生产工艺、海水淡化生产工艺、浓盐水排放、淡水送出等进行统筹考虑，合理布置。海水淡化设施布置在主厂房附件便于热源取用。充分考虑制盐的工艺流程，尽可能利用整块水汪、盐池，以减少盐田的改造及电厂征地费用。海水淡化后的浓缩海水就近引入汉沽盐场制盐，可以大大提高制盐效率。
●在保证工艺系统合理的前提下，压缩各车间占地面积。全面采用了联合布置、成组布置、合并布置等方法，减少了厂区建（构）筑物单体项目的数量，提高土地利用率。
资源再利用
● 在国内百万机组中率先采用风冷干式排渣机作为炉底渣的收集、冷却和输送设备，实现电厂节能、节水，提高炉底渣综合利用创造了条件，为风冷干式排渣机在大型机组推广起到示范作用。
● 发电环节产生的粉煤灰等废弃物与邻近的化工厂产出的电石废渣配制，生产新型建材，可以消化该厂每年产出的电石废渣，并能腾出土地。
● 北疆项目浓盐水不外排，回收用于工业制盐，满足了浓盐水的资源化利用，且有较好的环保效应。
党的十九大报告提出，推进资源全面节约和循环利用。北疆项目贯彻新发展理念，以设计建设创新，降低能耗、物耗，实现生产系统和生活系统循环链接，提高资源利用的效率和能力，是我国绿色环保清洁高效电厂设计建设的典范。
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