攻克首台万吨级“中国制造”海水淡化装置关键技术

  那是在渤海边一片茫茫滩涂上建造起来的我国首台自主研发的万吨级多效蒸发（MED）海水淡化装置。2008年12月19日，在河北沧州的河北国华黄骅发电厂二期工程建设现场，冬日的阳光给人带来暖意，清澈的淡水，从海水淡化装置的管道中汩汩流出。

  拿着海水淡化生产的瓶装饮用水，大连理工大学能源与动力学院的沈胜强兴奋无比。他带领团队奋战不足百日，主持研发了“万吨级低温多效海水淡化装置国产化技术开发”项目，提出了国产万吨级MED海水淡化装置概念设计中的工艺流程方案与设备关键设计参数。采用该科研项目成果建造成功日产淡水1.25万吨的MED海水淡化装置。经电厂核算，本装置制水成本比进口装置制水成本降低26.8%。

  沧州是严重缺水城市，黄骅电厂位于海边滩涂之上，通过筑坝填土造地，是一个没占用一寸陆地、没使用一滴淡水的电厂。电厂及黄骅港的生产、生活用水完全依赖于海水淡化。国产万吨级海水淡化装置的研制成功，既为电厂解决了生产生活用水问题，也标志着我国在大型MED海水淡化装置技术领域的重大突破。

  沈胜强与大海结缘，那是对生于斯长于斯永远割舍不断的故乡情结。他爱大海，又说不清从何时开始，对咸咸的海水有了一种别样的期待。

  “海水淡化是人类追求了几百年的梦想。我们生活的地球几乎到处都是水，但可供人类生存、发展使用的淡水却少得可怜。”沈胜强说，早年也萌生过同样美好的愿望，每当看到大海时他便有了另一个想法：大海虽然充满了浪漫，可在淡水缺乏的今天，它对人类并不慷慨。如果把又苦又咸的海水经过淡化能用能喝，该有多好。

  曾经的梦想，成为沈胜强后来瞄准海水淡化基础与应用研究的最初动力。上世纪90年代末的一场大旱，大连连续3年少雨少雪，根本就没下过一场透雨，干旱使大连生产生活用水面临紧缺。毗邻大海但淡水供应不足，让人变得焦灼不安。本已对海水淡化有浓厚兴趣，并涉猎该领域研究多年的沈胜强，这时了解到大连市正在论证引水工程、海水淡化工程、由长江口调水等几种淡水补充方案，以缓解淡水供应困难。

  他敏感地意识到，大海滔滔，取之不尽，用之不竭，大连即使暂时不上海水淡化工程，但实现海水淡化，肯定是解决水资源短缺、造福人类的大好事。久藏于内心中的原本还朦胧的信念，变得清晰而坚定。

  沈胜强记得一位联合国的官员曾说过：“供水不足将成为一个深刻的社会危机。世界上在石油危机之后的下一个危机便是水的危机。”正因为如此，海水谈化成为国内外发展迅猛的技术。1975年，全世界海水淡化日产量达200万吨。1983年，沙特阿拉伯吉达港建成日产30万吨的海水淡化厂。中东盛产石油的富国，我们正常的生活用水基本上依靠海水淡化供应。

  这些信息让沈胜强倍受鼓舞，也更加看清了自主研究开发海水淡化技术的可行性和前景。也许，对大海的美好期待，让他作了选择：哈尔滨船舶工程学院（现哈尔滨工程大学）核动力装置专业，后来在大连理工大学攻读硕士、博士学位所学的专业相关知识与自己的追求相吻合，总之，从那时开始，沈胜强就把海水淡化确定为自己的重点研究方向之一，潜心投入，十年不辍。

  1997年，沈胜强到德国不来梅大学从事合作研究，与Klaus Genfhner教授联合开展海水淡化装置中的关键技术探讨研究。短短3个月，让他眼界大开，领略了国际海水淡化研究领域全新的天地。

  大连理工大学海水淡化开发与研究起步较早，并不断延续。当沈胜强带领课题组传承以往的研究成果，准备投入更多的精力进行深入研究时，却遇到一些误解和议论。有人劝他，建大型海水淡化厂造价太高，耗资巨大，国内因为不掌握核心技术，只能购买国外设备。想突破以前的研究，搞自主研发，做大做强，怕是得不偿失。

  回想当时的研究条件确实不乐观，海水淡化方向科研经费不足，也拿不到什么课题，但沈胜强丝毫没有动摇：既然海水淡化在国内外有更广阔的需求，选准这一研究方向不会有错，只要肯下工夫，就有希望。他从其他科研项目中筹集资金，潜心开展了海水淡化技术的基础研究。

  面对不解，甚至是冷嘲热讽，沈胜强永远忘不了钱令希先生对他的鼎力支持。一直关注大连市海水淡化工程的钱老，把沈胜强叫到家里，详细询问了情况。钱院士远见卓识，耐心点拨，鼓励沈胜强一定要脚踏实地，钻研进去。钱院士的激励，给了沈胜强坚持到底的勇气。除了精神上的鼓励，当初钱老力促学校为课题组立项，对后期的研究与开发起到了决定性的作用。

  压力也是动力，他们耐得住寂寞。从2003年8月开始筹建海水淡化实验室，从理论计算、方案设计，到最后跑材料加工设施，一切自己动手。正巧，与此同时，沈胜强得知，曾与之合作的德国不来梅大学的Klaus Genfhner教授，在中东阿曼国际海水淡化研究中心做首席科学家已经退休。中东是世界上最大的海水淡化基地，Klaus Genfhner教授掌握着国际海水淡化研究领域的前沿信息，理论和实践经验很丰富。于是，沈胜强力荐学校将Klaus Genfhner教授聘为大连理工大学的海天学者，每年来学校两个月，继续双方的合作研究。在Klaus Genfhner教授的帮助下，2005年在实验室建成了五效降膜蒸发海水淡化实验示范装置，日出产淡水10吨。

  凝聚大家心血的实验装置终于“出笼”。自此以后，他们陆续申请到一些省市海水淡化研究项目，边做课题边发表论文。每年发表的20多篇论文中，有三分之一与海水淡化研究有关。

  2006年底，沈胜强得到一条对他来说很重要的信息：国华电力公司希望开发具有自主知识产权的MED海水淡化装置技术，提出了万吨级MED海水淡化装置国产化技术开发项目。他们与国内多家高校等单位就MED海水淡化技术开展了较长时间的合作开发，但由于一些关键技术没解决，在海水淡化装置工艺流程、蒸馏设备关键结构设计等方面遇到了重重困难。大型海水淡化装置国产化技术开发面临着进退两难的关键时刻。

  刻不容缓的是，等着使用这一大型装置的黄骅电厂二期工程工期紧迫，如果自主研发，留给技术开发的时间只有两个多月，如不能按期完成，就得继续购买进口设备。该电厂一期工程已经引进两台法国海水淡化设备，单台日产万吨淡水。

  沈胜强十分明白，这是只许胜不许败的硬仗，但又是千载难逢的机遇。他毫不犹豫，直奔北京，找到了北京国华电力工程公司的负责人，力陈该装置的科研实力和优势，详细讲解MED海水淡化装置的技术要点。能不能做，他心里有底，但对方认不认可，还是个未知数。对方提出了遇到的所有难题、苛刻的技术方面的要求及细节、可能碰到的种种失败因素，沈胜强都一一回应，直到对方消除顾虑。凭借对MED海水淡化过程的深刻认识、丰富的理论研究经验和大量的实验研究成果，沈胜强终于赢得了公司领导和技术人员的信赖。

  “机会难得，这是检验我们研究成果的最佳时机，要做就一定做好，否则就不做！”沈胜强动员团队中的每一个成员。按常规此项目需要做一年，但他们只有两个多月的时间，几乎是被逼上了绝路。

  沈胜强和团队师生决定背水一战。在项目合同尚未签定的情况下，就开始启动编制MED海水淡化装置理论计算和概念设计软件，并陆续解决了核心技术中小温差、高敏感、饱和态、低流阻等关键技术难题。在此期间，沈胜强一个月内连续几次跑到北京与甲方沟通协商，常常是早去晚归。近100天的时间，大伙儿都不知怎么过来的，夜以继日，披星戴月，牺牲了节假日休息，抓紧修改方案、考虑细节、验证数据。

  沈胜强永远相信团队精诚合作，集体无私奉献的巨大潜在能量。5月初，课题组完成了万吨级低温多效蒸发海水淡化装置国产化技术开发项目研究报告初稿，此报告是围绕蒸发器性能计算方式研究、热力压缩器性能计算方式研究、TVC-MED海水淡化装置热力过程计算方式研究、黄骅二期万吨级TVC-MED海水淡化装置概念设计的具体方案研究四个分课题研究的最后成果，提出了黄骅电厂二期万吨级MED海水淡化装置国产化技术方案。

  5月18日，是个难忘的日子。沈胜强教授代表大连理工大学与北京国华电力工程技术有限责任公司正式签署了《万吨级低温多效海水淡化装置国产化技术开发合同》，合同签署第二天，他们就提交了研究报告，为后续工程建设项目的实施争取了时间。2007年7月，经专家组评审，大连理工大学完成的“万吨级低温多效海水淡化装置国产化技术开发”工作达到合同要求，授予终验合格证书。

  目前，经过工程建设各方的共同努力，万吨级多效蒸馏（MED）海水淡化装置运行良好，主要技术经济指标都超过了进口设备。

  雄厚的实力，不懈的坚持，让他们走向了成功。现在慕名而来找沈胜强洽谈技术合作的单位很多。近日，国内一些著名企业以海水淡化项目为前提，与我校签署战略合作协议或合作技术开发。

  沈胜强说：“海水淡化技术发展远远没结束，还有很多科学问题是需要探索，还有很多工程技术问题是需要开发，在科学研究和技术开发的路上这只是开始。我们会更加努力工作，为国家和人民提供更好的研究成果。”