一边是茫茫大海,取之不尽,用之不竭;一边是干涸的城市,人们求水若渴,水在哪里?被人们誉为“母亲”的大海,在几十个世纪的时间里,却无法用自己的“乳汁”来哺育干渴的人类,人们只能望洋兴叹。拥有32647公里海岸线的我
3月22日,第15个世界水日,“应对水短缺”成为今年的主题,水资源紧张不仅成为我国,也成为世界亟待解决的难题。干涸的土地上的人们再次把目光投向海洋。
我国的海水淡化研究始于40多年前,但一直成效不大,先进的海水淡化技术一直为国外同行垄断。直到三年前,世界环境保护日前一天,随着山东黄岛发电厂3000吨/日的海水淡化装置的第一次出水,才打破这一僵局。这是我国第一条完全拥有自主知识产权的海水淡化生产线。希望在这一刻展开。
由于规模上有了重大突破,海水淡化成本第一次降到了每吨4.5元以下。
这一次,黄岛发电厂人要将“向大海要水喝”进行到底。
因干渴而燃起了向大海要水的念头
作为发电厂,黄岛发电厂曾是个用水大户。而发电厂由市政自来水供水,多少年来似乎就是天经地义的事。当时黄岛发电厂装机容量只有73万千瓦时,每天所需的自来水竟然达2000吨。1996年,因为超计划用水,企业支付了780万元的高额水费,而原本紧张的城市供水形势也因此更加严峻。
黄岛发电厂厂长李济英记得这样一件事:有一年电厂用水形势十分紧张时,厂里只能号召职工关掉自家的水龙头,由厂里给每家每户一天提供一桶水,以保证发电机组的正常运行。那种日子,让大家刻骨铭心。
正是这种记忆,鞭策着厂里的人无时无刻不在思索着取水问题。1998年是一个让所有黄岛发电厂人兴奋的一年。这一年,黄岛发电厂同国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所合作,共同承担了“十五”国家科技攻关计划“水安全保障技术研究”重大项目“低温多效海水淡化技术示范工程研究”课题,旨在建立火力发电厂低温多效海水淡化的示范工程,为缓解沿海城市和地区淡水紧缺探索新的途径。
相关的研究课题圆满完成后,按照“工业试验――示范工程――技术产业化”的发展思路,2002年10月11日,60吨/日低温压力蒸馏海水淡化试验装置正式开工建设,2003年3月6日正式投产;与该装置配套建设纯净水灌装生产线生产的“华欧海泉水”也同期上市,并连续两年成为中国青岛海洋节的指定饮用水。
初试牛刀,让大家看到了海水淡化大规模化生产的前景。而这套生产工艺的建成投产,也为3000吨/日低温多效海水淡化工程的实施提供了必要的数据。
虽说时间早已过去两年多,但青岛华欧集团负责人刘吉义回想起投产那一天的情景,仍然兴奋不已。
当天,作为调试指挥部的一名成员,刘吉义与大家紧张得手心都是一层汗,眼睛盯着仪表盘,心里不断地祈祷着。
抽真空是调试中的关键,只见一个真空管漏水了,又一个真空管瘪了,工程人员立即进行抢修,迅速换上新的真空管。
当总指挥一声令下,海水开始进入设备运行时,现场的人们不敢闭一下眼睛,生怕漏过一个惊喜的瞬间,抑或一个失败的刹那。
“各项指标符合设计要求,试运行成功!”刹时间,一片沸腾的掌声响起。悬着的心放下了,本该欢庆的时刻,却激动得一句话也说不出来。这一刻,只有一个声音在人们心间传递,那就是:中国自行研制、自行设计的首台3000吨/日低温多效海水淡化设备正式成功运行了。
这套生产工程的核心技术是国内具有自主知识产权的低温多效海水淡化技术,国家海洋局组织的技术鉴定认为:工程系统设计新颖、工艺先进、运行稳定,吨水电耗、水质、吨水成本均达到并优于设计指标。示范系统的总体水平达到国内领先,国际先进。
随后,3000吨/日反渗透海水淡化工程于2006年5月竣工投产。青岛黄岛发电厂成为国内首家拥有低温多效和反渗透两种海水淡化工艺的生产厂家。
必须走拥有自主知识产权的海水淡化路
早在2001年,合作双方就曾考虑过利用国外成熟技术的念头。可一套高达500万美元的3000吨/日国外海水淡化设备的报价足以让中国企业“望而却步”了。
怎么办?经过慎重考虑和反复协商,课题组还是决定自己搞科技攻关。“可能是天公作美,当我们来到国外一家海水淡化企业参观时,正巧赶上他们在进行设备检修。任何技术其实就像一层窗户纸,捅破了大家就明白了。”华欧集团海水淡化公司经理姚野谈起这件事,还是抑制不住内心的激动。
华欧集团迅速同天津海水淡化与综合利用研究所注册成立新公司,开始了海水淡化的科技攻关。
双方十几名技术人员没日没夜地进行设计加工,常常是技术人员设计出的图纸,到了施工人员手里又发现了许多问题,再返回来重新设计。就这样,反反复复两年时间,第一台由我国自行设计、加工制造、安装调试,完全拥有我国自主知识产权的3000吨/日低温多效海水淡化设备正式建成投产了。
李济英算过一笔账:正是坚持不懈地通过自主创新和实施国产化进程,使得低温多效海水淡化设备的国产化率达到了99%,其制造成本比进口设备造价至少降低了30%左右。通过这样的科技攻关,他们已完全具备了实现海水淡化产业化的技术基础,并且拥有“海水淡化装置喷淋管路”、“海水淡化装置喷头”等数十项专利技术,彻底打破了国外在海水淡化项目上的技术壁垒,让中国人在海水淡化项目上有了一席发言权。国外企业不得不压低自己设备的出口价格。
海水淡化之路漫长而艰剧
黄岛发电厂的第三期新扩建的两台66万千瓦国产超临界凝汽式发电机组正在紧张建设中。作为国内跻身特大型发电企业行列的标志性工程,最让厂里人自豪的是,本应是最大淡水使用量的机组,因为有海水淡化装置的成功运行,每日可节约淡水7944吨。
从2004年黄岛发电厂第一台3000吨/日海水淡化设备正式投产运行,该厂就日渐减少了对市政供水的依赖。从最初的每天2000吨,逐步下降到1000吨、400吨、100吨……到现在,已经无需市政供水。李济英厂长的心里还有一个数字:海水淡化的纯度远远高于自来水,与传统的方式相比,每吨可降低成本2元左右;再者,由于海水淡化的纯度高,用于锅炉供水后,可使锅炉补水的离子交换再生周期延长10倍,酸碱消耗降低90%,经济和环境效益十分显著。
由于我国先前的海水淡化技术研究更多地用于船上或岛屿的生活用水,在规模上限制了海水淡化成本的降低,多年来海水淡化成本始终在6元/吨至8元/吨之间徘徊。而黄岛发电厂的海水淡化因为规模大,其成本已降至4.5元/吨,不仅能作生产用水,还可供居民生活所用。
我国是一个水资源严重短缺的国家,其中有16个省市人均水资源量低于严重缺水线,6个省自治区被定为极度缺水地区,全国人均年水资源拥有量仅为世界人均水资源量平均值的四分之一。创造GDP约占全国24%的辽宁、山东、河北、天津几个北方沿海省市,人均水资源量只有413立方米,低于极度缺水线;预计到2010年,四省市缺水量将达166亿至255亿立方米。而我国沿海城市的缺水数量也已占全国缺水总量的三分之一以上,每年因缺水而影响工业产值达2300亿元。我国人口专家发出警报,到2020年,每年都会有8千万至1亿的人口滞留在沿海地区,缺水状况将更加严重。
有调查认为,将海水用于工业和城市生活用水,若只替其用水总量的30%,就可节约20%的淡水资源;而一般城市中,工业用水量约占整个城市用水量的50%至70%。因此,利用淡化海水作为工业用水和填补生活用水有着重要的现实意义。据统计,到2003年12月,全世界已有130多个国家应用海水淡化技术,解决了1亿多人的供水问题。
谈起这一点,李济英感慨地说,“水电联产是发电企业生产淡化海水的最大优势。它可以利用电厂的蒸汽和电力为海水淡化装置提供动力,从而实现能源高效利用和降低海水淡化成本。我们也正是走的这条路。”目前,黄岛发电厂10000吨/日的反渗透海水淡化工程正在试运行中,而另一个10000吨/日的低温多效海水淡化工程也在规划建设中,预计于2007年底投产。到时,黄岛发电厂将拥有2.6万吨/日的海水淡化能力;到2010年,将达到10.6万吨/日的海水淡化能力。届时,该厂的淡化海水不仅能满足本厂发电用水,使其成为全国首家全部采用淡化海水解决电厂用水的发电企业,还能实现对外供应高品质淡化海水日供92000吨的目标。“然而,距离这一步我们仍然有很多工作要做。”李济英说。
我国政府早就出台了《海水利用专项规划》,提出到2010年,海水淡化能力达日产80万至100万立方米,海水利用对解决沿海地区缺水问题的贡献率达到20%左右。到2020年,全国海水淡化能力达到日产250万至300万立方米,海水利用对解决沿海地区缺水问题贡献率达到26%至37%。当然,这仍然是一个任重而道远的过程,需要从政府到企业、各研究机构以及社会各界的多方配合与努力。标题书法：沙英男
