燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利用技術(shù)要求編制說(shuō)明

《燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利用技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)

準(zhǔn)編制說(shuō)明

一、任務(wù)來(lái)源

根據(jù)鋼協(xié)〔2019〕163號(hào)文《中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)中國(guó)金屬學(xué)會(huì)

關(guān)于開(kāi)展<鋼鐵高質(zhì)量發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)行動(dòng)>的通知》的要求，為提高

中國(guó)鋼鐵工業(yè)的國(guó)際影響力，突出行業(yè)發(fā)展亮點(diǎn)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)、

社會(huì)責(zé)任貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)國(guó)際認(rèn)識(shí)變革。選擇最能代表中國(guó)鋼鐵工業(yè)先

進(jìn)性的工藝、技術(shù)、裝備和產(chǎn)品，在行業(yè)內(nèi)樹(shù)立典范，以高水平標(biāo)

準(zhǔn)引領(lǐng)中國(guó)鋼鐵品牌建設(shè)和行業(yè)健康發(fā)展。提出《燃-熱-電-水-鹽五

效一體高效循環(huán)利用技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)提出并歸口。由首

鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司、北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司和

冶金工業(yè)規(guī)劃研究院共同起草，并參與前期研究、調(diào)研和標(biāo)準(zhǔn)的編

制、修改以及標(biāo)準(zhǔn)推廣等工作。

二、制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的和意義

鋼鐵企業(yè)做為能源消耗大戶，對(duì)水、電等能源介質(zhì)需求量巨大，

能源效率利用率低，鋼廠自身富余大量煤氣資源，大部分鋼廠為利

用煤氣建設(shè)高溫高壓或高溫超高壓發(fā)電機(jī)組，以降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，

但是發(fā)電效率較低，未能充分利用煤氣資源。CCPP（CombinedCycle

PowerPlant）機(jī)組主要由燃機(jī)及配套發(fā)電機(jī)、余熱鍋爐、汽機(jī)及配

套發(fā)電機(jī)三部分組成，其發(fā)電效率大于45%，而超高溫亞臨界機(jī)組

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是普通燃?xì)鈾C(jī)組中發(fā)電效率最高的僅為40%?？梢?jiàn)CCPP機(jī)組所構(gòu)

成的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電效率更高，利用其發(fā)電也有利于低品質(zhì)

能源的節(jié)能增效。

由于水資源時(shí)空分布不均、部分地區(qū)氣候反常、用水量不斷增

加、浪費(fèi)、水質(zhì)污染等原因，造成我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，尤

其是華北、西北地區(qū)嚴(yán)重缺水，部分地下水嚴(yán)重超采，出現(xiàn)大面積

漏斗區(qū)。因此,一方面必須加大污水循環(huán)利用力度，另一方面必須開(kāi)

發(fā)非常規(guī)水資源。

面對(duì)著占全世界儲(chǔ)水總量近97%的大海,淡化海水正是解決這些

問(wèn)題最好的途徑。隨著海水淡化裝備的快速發(fā)展及國(guó)家節(jié)能減排壓

力的增加，低溫多效海水淡化工藝（MED）近來(lái)發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)

海水反滲透（SWRO）及多級(jí)閃蒸（MSF），其不僅能夠回收利用余

能余熱資源，還可以生產(chǎn)出高品質(zhì)的除鹽水，解決水資源短缺，助

力污水零排放。

在國(guó)家大力倡導(dǎo)海水淡化的今天，海水淡化產(chǎn)業(yè)向鹽化工和制

堿產(chǎn)業(yè)延伸，將海水淡化和制堿及鹽化工產(chǎn)業(yè)結(jié)合是未來(lái)發(fā)展的必

然趨勢(shì)。圍繞一次海水淡化排放的濃鹽水，通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與集

成，形成淡水、兩堿液體原料、鎂基系列產(chǎn)品、溴素、氯化鉀及碳

酸鈣等有價(jià)元素整體利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)零排放。

通過(guò)使用燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低

熱值的能源的高效利用，還為企業(yè)提供了大量的電力、淡水資源，

把海水淡化與工業(yè)冷卻、制鹽、化學(xué)資源提取等相結(jié)合，降低成本、

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提高總體效益、減少環(huán)境污染。

三、標(biāo)準(zhǔn)編制過(guò)程

首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司、北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限

公司、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院共同承擔(dān)了《燃-熱-電-水-鹽五效一體高

效循環(huán)利用技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，共同組建了該標(biāo)準(zhǔn)的

編制工作組，明確各自的責(zé)任和分工。立項(xiàng)后，成立了由首鋼京唐

鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司為牽頭單位的標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，并明確了標(biāo)

準(zhǔn)主要框架內(nèi)容、編制時(shí)間節(jié)點(diǎn)、任務(wù)分工等。隨后，編制組迅速

開(kāi)展工作，分工協(xié)作，經(jīng)過(guò)小組內(nèi)部多次論證及審核，于2020年10

月中旬形成了初步的標(biāo)準(zhǔn)草案。2020年10月到2020年12月，工作

組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了多次討論和修改完善，最終形成了征求意見(jiàn)稿。

四、標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)在起草過(guò)程中主要按GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第

1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)規(guī)則》的要求編寫(xiě)。一是滿足企業(yè)使用

需要的原則。力爭(zhēng)達(dá)到“科學(xué)、合理、先進(jìn)、實(shí)用”。二是爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的“先進(jìn)性”和“環(huán)?！钡囊?，滿足團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)內(nèi)樹(shù)立

典范的要求。三是努力創(chuàng)新的原則。在與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系協(xié)調(diào)一致的

基礎(chǔ)上，在高效循環(huán)利用等方面進(jìn)行創(chuàng)新。

五、主要技術(shù)內(nèi)容

（一）標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)格式

本標(biāo)準(zhǔn)參照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)

構(gòu)和編寫(xiě)規(guī)則》的要求進(jìn)行編寫(xiě)，主要內(nèi)容包括：范圍、規(guī)范性引

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用文件、工藝與原理、介質(zhì)要求、系統(tǒng)要求、控制系統(tǒng)、效益。

（二）關(guān)于適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)在范圍界定方面，適用于沿海鋼鐵行業(yè)燃?xì)?、熱力、?/p>

力、水和鹽的高效循利用。電力、化工等行業(yè)也可參照?qǐng)?zhí)行。

（三）術(shù)語(yǔ)和定義

本文件沒(méi)有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。

（四）系統(tǒng)要求

由于目前還沒(méi)有燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利用技術(shù)的

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在參考《鋼鐵行業(yè)海水淡化技術(shù)規(guī)范第1部分：低溫多

效蒸餾法》、《鋼鐵行業(yè)海水淡化技術(shù)規(guī)范第2部分：低溫多效水電

耦合共生技術(shù)要求》、《鋼鐵行業(yè)海水淡化技術(shù)規(guī)范第4部分：濃

含鹽水綜合利用》的基礎(chǔ)上，提出了燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循

環(huán)利用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利用

技術(shù)提出了一些系統(tǒng)要求。

燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利用系統(tǒng)的建設(shè)必須按鋼鐵

企業(yè)煤氣資源條件，同時(shí)綜合考慮鋼鐵企業(yè)實(shí)際需水量合理選擇機(jī)

組，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組不應(yīng)作為電力調(diào)峰機(jī)組，燃?xì)?蒸汽系統(tǒng)應(yīng)采用聯(lián)

合循環(huán)方式。

燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利用系統(tǒng)中的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合

循環(huán)系統(tǒng)的布置宜采用多軸布置。燃?xì)廨啓C(jī)及所帶發(fā)電機(jī)為一組，

燃?xì)廨啓C(jī)軸向排氣時(shí)，組與組之間宜平行布置，余熱鍋爐同軸線連

續(xù)布置；燃?xì)廨啓C(jī)側(cè)向排氣時(shí)，組與組之間可縱向一直線布置，也

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可平行布置，余熱鍋爐宜垂直于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組布置。汽輪機(jī)及

所帶發(fā)電機(jī)為另一組，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件靈活布置。

燃機(jī)—汽機(jī)采用分軸布置方式，汽機(jī)不受燃機(jī)約束，汽機(jī)及海

淡機(jī)組在運(yùn)行調(diào)整上更加靈活。宜采用臥式余熱鍋爐，與立式余熱

鍋爐比較，更利于維護(hù)及檢修，提高余熱鍋爐的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間。汽

輪機(jī)宜采用補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)，為單缸體結(jié)構(gòu)，全周進(jìn)汽，滑壓?jiǎn)?/p>

動(dòng)方式，排汽口配置噴水減溫裝置，以利于熱法海水淡化裝置的熱

能平衡調(diào)節(jié)。

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組中的汽輪機(jī)性能應(yīng)與機(jī)組的負(fù)荷

要求相適應(yīng)。受煤氣燃料變化和海水淡化系統(tǒng)負(fù)荷的波動(dòng)，配套的

汽輪機(jī)應(yīng)具有滑壓運(yùn)行、快速啟停的功能。應(yīng)設(shè)置蒸汽旁路系統(tǒng)，

蒸汽旁路系統(tǒng)應(yīng)能在汽輪機(jī)啟動(dòng)或甩負(fù)荷時(shí)，及時(shí)向海水淡化裝置

或大氣排除多余的蒸汽，以保證余熱鍋爐及汽輪機(jī)的安全。應(yīng)根據(jù)

余熱鍋爐的各種不同壓力級(jí)，設(shè)置全流量主汽、補(bǔ)汽溫度提升裝置，

解決燃機(jī)快速啟動(dòng)與汽機(jī)暖機(jī)較慢的矛盾，提升了冷、溫、熱三態(tài)

啟動(dòng)速度。

（五）關(guān)于排汽裝置

排汽裝置是連接汽輪機(jī)和海水淡化裝置的重要設(shè)備，本標(biāo)準(zhǔn)根

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)排汽裝置的設(shè)計(jì)提出了要求。汽輪機(jī)排汽口

標(biāo)高與低溫多效海水淡化裝置進(jìn)汽口標(biāo)高宜一致，可通過(guò)調(diào)整低溫

多效海水淡化裝置首效蒸汽進(jìn)口標(biāo)高與汽輪機(jī)排汽口相適應(yīng)，優(yōu)先

選擇軸向排汽的汽輪機(jī)用于低溫多效海水淡化裝置。排汽裝置應(yīng)具

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有分離汽輪機(jī)排汽中部分水分和容納汽輪機(jī)排汽及各級(jí)旁路同時(shí)排

入蒸汽的能力，熱力系統(tǒng)的化學(xué)補(bǔ)充水宜補(bǔ)入排汽裝置，排汽裝置

宜具有真空除氧的功能，可不配置抽真空設(shè)備，由海水淡化裝置建

立排汽裝置真空。

（六）水電耦合共生技術(shù)

水電耦合共生技術(shù)指的是發(fā)電機(jī)組與低溫多效海水淡化裝備直

接耦合，將從余熱鍋爐來(lái)的高品質(zhì)蒸汽首先用于汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，

做完功的汽輪機(jī)負(fù)壓排汽（乏汽）再直接進(jìn)入低溫多效海水淡化裝

置生產(chǎn)除鹽水。發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的電能輸入公司電網(wǎng)，海水淡化水則

送入公司生產(chǎn)水管網(wǎng)用于生產(chǎn)補(bǔ)水，同時(shí)海水淡化第一效冷凝水送

入余熱鍋爐重復(fù)利用。該技術(shù)可以節(jié)省為發(fā)電機(jī)組凝汽器設(shè)置直流

冷卻設(shè)施的投資及運(yùn)行費(fèi)用。

本標(biāo)準(zhǔn)參考采用水電耦合共生技術(shù)的企業(yè)的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)水

電耦合共生技術(shù)提出了一些要求。例如應(yīng)用于水電耦合共生技術(shù)的

低溫多效海水淡化裝置宜選用LT-MED工藝。低溫多效海水淡化裝置

的鹽水頂值溫度宜低于70℃。低溫多效海水淡化裝置的負(fù)荷變化范

圍宜按30%～110%設(shè)計(jì)，并與汽輪發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化范圍相適應(yīng)。低

溫多效海水淡化裝置的淡化水溫度宜小于40℃。低溫多效海水淡化

裝置應(yīng)有獨(dú)立的真空保護(hù)系統(tǒng)。汽輪機(jī)進(jìn)汽量及排汽量宜根據(jù)匹配

的低溫多效海水淡化容量設(shè)置。汽輪機(jī)進(jìn)汽量大于低溫多效海水淡

化裝置所需排汽量的，汽輪機(jī)應(yīng)設(shè)置抽汽調(diào)節(jié)裝置，保證排汽量。

汽輪機(jī)的排汽參數(shù)宜滿足低溫多效海水淡化裝置要求，排汽焓值不

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低于2625kJ/kg，或排汽參數(shù)保持在0.035Mpa.a，74℃以上。排汽參

數(shù)宜保證低溫多效海水淡化裝置首效濃鹽水溫度低于頂值鹽水溫

度。

（七）關(guān)于濃鹽水綜合利用

在國(guó)家大力倡導(dǎo)海水淡化的今天，海水淡化產(chǎn)業(yè)向鹽化工和制

堿產(chǎn)業(yè)延伸，圍繞一次海水淡化排放的濃鹽水，通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

與集成，實(shí)現(xiàn)濃鹽水的綜合利用，將海水淡化和制堿及鹽化工產(chǎn)業(yè)

結(jié)合是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本標(biāo)準(zhǔn)提出使用熱膜耦合技術(shù)對(duì)濃鹽

水進(jìn)行綜合利用。采用熱法濃鹽水進(jìn)入膜法裝置的方式，解決北方

冬季海水水溫低，膜法海淡能耗高的問(wèn)題；熱法濃鹽水作為膜法的

原料水，系統(tǒng)回收率提高至60%；膜法產(chǎn)生的高含鹽量濃海水，有

利于后期鹽化工及深度開(kāi)發(fā)利用，提高了經(jīng)濟(jì)效益；熱法與膜法產(chǎn)

水含鹽量不同，按不同比例進(jìn)行混合勾兌，可滿足不同用戶需求。

（八）關(guān)于控制系統(tǒng)

燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利用技術(shù)由多個(gè)系統(tǒng)組成，控

制系統(tǒng)需將多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整合以實(shí)現(xiàn)集中控制，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)控制系統(tǒng)

提出了一些要求?？刂葡到y(tǒng)宜采用多系統(tǒng)耦合控制系統(tǒng)，應(yīng)在深入

研究系統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，將燃機(jī)控制系統(tǒng)（GTC）、余熱鍋爐控制

系統(tǒng)（HRSGC）、汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）、汽輪機(jī)跳閘

保護(hù)系統(tǒng)（ETS）、汽輪機(jī)儀表監(jiān)控系統(tǒng)（TSI）、公輔系統(tǒng)、海水

淡化控制系統(tǒng)等進(jìn)行深度集成，形成一套以燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電

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機(jī)組和低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)為核心，復(fù)雜的多系統(tǒng)耦合控制

系統(tǒng)。

六、與國(guó)內(nèi)其它法律、法規(guī)的關(guān)系

制定本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)依據(jù)并引用了國(guó)內(nèi)有關(guān)現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)，也不違

背國(guó)內(nèi)其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律、法規(guī)及強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。

七、標(biāo)準(zhǔn)屬性

本標(biāo)準(zhǔn)屬于中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。

八、標(biāo)準(zhǔn)水平及預(yù)期效果

該標(biāo)準(zhǔn)的制定能有效規(guī)范燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利

用技術(shù)的工藝原理、介質(zhì)要求和系統(tǒng)要求，踐行了循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色

發(fā)展的理念，開(kāi)辟了低端能源高效梯級(jí)利用的新途徑，為鋼鐵生產(chǎn)

構(gòu)建了一條新型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，為海水淡化產(chǎn)業(yè)走低成本路線

具有重要的示范作用，有利于體現(xiàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)作用。

九、貫徹要求及建議

本標(biāo)準(zhǔn)歸口單位為中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)和中國(guó)金屬學(xué)會(huì)，經(jīng)過(guò)審定

報(bào)批后，由中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)和中國(guó)金屬學(xué)會(huì)發(fā)布。建議在沿海鋼

鐵行業(yè)等相關(guān)單位進(jìn)行宣貫執(zhí)行。

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《燃-熱-電-水-鹽五效一體高效循環(huán)利用技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)

準(zhǔn)編制說(shuō)明

一、任務(wù)來(lái)源

根據(jù)鋼協(xié)〔2019〕163號(hào)文《中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)中國(guó)金屬學(xué)會(huì)

關(guān)于開(kāi)展<鋼鐵高質(zhì)量發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)行動(dòng)>的通知》的要求，為提高

中國(guó)鋼鐵工業(yè)的國(guó)際影響力，突出行業(yè)發(fā)展亮點(diǎn)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)、

社會(huì)責(zé)任貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)國(guó)際認(rèn)識(shí)變革。選擇最能代表中國(guó)鋼鐵工業(yè)先

進(jìn)性的工藝、技術(shù)、裝備和產(chǎn)品，在行業(yè)內(nèi)樹(shù)立典范，以高水平標(biāo)

準(zhǔn)引領(lǐng)中國(guó)鋼鐵品牌建設(shè)和行業(yè)健康發(fā)展。提出《燃-熱-電-水-鹽五

效一體高效循環(huán)利用技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)提出并歸口。由首

鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司、北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司和

冶金工業(yè)規(guī)劃研究院共同起草，并參與前期研究、調(diào)研和標(biāo)準(zhǔn)的編

制、修改以及標(biāo)準(zhǔn)推廣等工作。

二、制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的和意義

鋼鐵企業(yè)做為能源消耗大戶，對(duì)水、電等能源介質(zhì)需求量巨大，

能源效率利用率低，鋼廠自身富余大量煤氣資源，大部分鋼廠為利

用煤氣建設(shè)高溫高壓或高溫超高壓發(fā)電機(jī)組，以降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，

但是發(fā)電效率較低，未能充分利用煤氣資源。CCPP（CombinedCycle

PowerPlant）機(jī)組主要由燃機(jī)及配套發(fā)電機(jī)、余熱鍋爐、汽機(jī)及配

套發(fā)電機(jī)三部分組成，其發(fā)電效率大于45%，而超高溫亞臨界機(jī)組

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是普通燃?xì)鈾C(jī)組中發(fā)電效率最高的僅為40%?？梢?jiàn)CCPP機(jī)組所構(gòu)

成的燃?xì)庹?/p>