开采渤海海冰的四个工程方案

yehai

开采渤海海冰的四个工程方案 作者：叶海 环渤海地区各个城市的淡水资源的严重缺乏是大家公认 的，尤其是在冬春季节，由于河流冻冰，没有江河的淡 水来源补给，使工农业生产和人民生活受到了限制，国 家和社会各个方面，为解决这些城市的淡水资源问题也 付出了沉重的代价。淡水资源的缺乏一直是环渤海区域 经济发展的制约瓶颈。 渤海海域每年在冬季有三个月，70-80天的结冰期，大量 的海冰不但阻碍船舶在海面上的航行，还使海水与空气 隔离，海水的溶解氧量大幅度降低，不利于海洋生物的 生存。海冰也阻碍了渤海海域海水的自然循环流动。 然而问题和困难的反面就是我们的资源；解决的方法就 在海水的处理方法上。 在最寒冷的时期，每平方公里海面一昼夜可以产生10万 吨海冰，渤海北部海域十几万平方公里的海面，每年可 以产生几千亿吨的海冰，相当于十几个长江的淡水含量。 这是上天送给我们的宝贵淡水资源，我们必须意识到这 是宝贵的资源。中国人讲究“开源节流”，这是“开源”， 远比“节流”更加重要。 在此以前，这些宝贵的淡水资源随着季节的变化被白白 浪费了。 请注意，热量能是资源，冷量也是资源。我们必须学会 利用冷能资源。 本系统的目标就是，以比较低的成本，把这些宝贵的海 冰（淡水）资源利用起来，为天津市和其他环渤海城市 提供大量淡水资源。 1、海冰库系统建设； 渤海沿岸地区有一部分水库是可以担当海冰库的功能的， 利用这些水库担当海冰库的功能可以避免建设新的海冰 库，减少初始建设投资。 在没有水库可以利用的地区，距离海岸不太远的地方， 选择地质条件适合做水库的地方，建设一个（或者若 干个）容积20亿立方米的水库，冬季存放开采来的渤 海海冰；随着季节的变化，气温升高，海冰库里面的 海冰慢慢变成淡水，供给城市使用；该水库在夏季也 是良好的水上休闲娱乐和淡水养殖基地，为和谐的城 市生活增加亮点。 2、海冰运输系统； 海冰的运输成本是我们工程方案在最关键的问题， 是问题的核心；在这些成本因素中，我们集中对初 始建设投资和投产后的运行投资进行分析。 方案一 建设一系列凹字形水泥运输槽，或者叫渠道，利用悬 索桥一样的桥墩系统，系留水泥运输槽，连接成为从 海面到海冰库区域的空中通道；海冰通过这些通 道运输到海冰库中； 登录/注册后可看大图 这些运输槽在海面的平面布置呈树叶一样分布到广 阔的海面，保证在尽可能宽阔的海面开采海冰资源， 保证充分的海冰供应量。海冰运输系统可以是一条 运输通道，也可以分多条运输通道运输海冰。 登录/注册后可看大图 通道的内壁铺设钢板以减少海冰运输中的摩擦阻力； 另一个方案是在通道的内壁上铺设铸石层或者其他 耐磨材料，也可以实现大幅度减少摩擦阻力的作用； 这个运输通道的水平面倾斜度为3%，海冰借助重力 作用就可以朝海冰库方向滑行；通道每公里的水平 落差30米，需要一个3000千瓦的风力提升站，把海 冰提高到新的通道上运输。 每1公里或者稍微长一些的距离建设一段海冰运输通 道，接力式的把海冰运输到海冰库区。 以凹槽运输海冰的摩擦系数可以小于3%，但是仍然 比较大，需要额外的能量把海冰提高高度，这导致 了需要建设大量的风力提升站。虽然风的能量不需 要花钱，但是建设这些风力提升站需要比较多的初 期建设投资。 方案二 进一步的改进方案是，利用轮轨运输系统，象运输 煤炭一样，把大量的海冰输送到海冰库；铁路列车、 轮轨方法的摩擦系数可以小到千分之二，使每一节 运输链的长度增加近10倍，但是相应的桥梁宽度， 车辆、安全等方面都要增加费用；这个方案的初始投 资要大幅度增加。 登录/注册后可看大图 运行方面，按照我国煤炭行业长期积累的铁路运输 经验，在十几公里到几十公里的距离范围，是可以 达到比较低的运输成本的。通过合理的设计的生产调度， 完全可以把开采运输海冰的总成本降低到每吨4元以 下，即比其他海水淡化方法成本更低，更具有市 场竞争力。 方案三 在渤海海水水质比较好的海域，用大口径管道把海水 输送到水库（海冰库）的高坡地域，这个运输成本将 更加低廉；建设费用可以按照石油管线比照设计， 运行维护费用上，由于距离只有十几公里到几十公里 ，费用可以降低到相当程度。 登录/注册后可看大图 海水运输到水库以后，利用风力机械提升海水到距 离地面几十米的高度，把海水通过多个喷口喷射到 空中，利用空气的冷量降低海水的温度；海水在降落的 过程中一边降温，一边结冰，落到地面以后海冰聚 集在地面，形成海冰山，而高含盐量的海水在海冰 山坡的周围流到地势低洼的区域；这样生产的海冰 成本可以更加低廉，有可能达到总成本每吨3元以下； 登录/注册后可看大图 这样做的另一个产品是同时得到高含盐度的海水， 这些海水可以用于在夏季生产海盐和其他化工产品， 节约盐池的土地，节约生产海盐的能源消耗。 登录/注册后可看大图 用不完的高含盐海水可以排放到海里，这些海水的 比重很高，顺海底流进深海，促进了海水循环，有 利于环境保护。 到了春天，海冰山开始融化时候，排干海冰库中的海 水，利用自然的热量融化海冰，为城市提供宝贵的淡水。 方案四 在辽东半岛的中间狭窄区域，如金州区等地域，把 黄海海面的纯净海水通过大口径管道运输到半岛的 西部，利用风力提升站提升到几十米以上高度，喷水吸 取空气中的冷量，结冰分离出海冰，海冰聚集在海 冰山上，高含盐的海水流入渤海海域，把渤海高污染、 富营养的海水冲刷稀释，缓解渤海海域的污染程度。 登录/注册后可看大图 这一方案的初期建设成本也比较低，运行费用也比较 地，可以使海冰资源开发的成本降低到每吨3元以下， 接近企业和居民可以承担的范围。 喷淋结晶海冰以后的海水含盐量相对增加，比重也 增加，沿着海底流向深海，同时促进了海水的循环。 黄海的海水还可以通过管道输送到营口海城甚至秦 皇岛等沿海城市，在多个城市生产海冰淡水。 3、风力动力系统； 这样一个大型的工程系统需要强大的动力，不论是 核动力还是其他的能源都难以满足本系统的需要；只 有风力发电系统是比较合适的能源来源；它不受城市 能源需求峰谷变化的限制。一次性投入，常年产出能源。 渤海地区冬季的气温比较低，空气密度比较大，相对 来讲，风力资源比较丰富；一个3000千瓦的风力发电 系统所占用的空间不是非常大，还可以利用桥墩底 座作为系留桩，风车叶片所产生的动力不是变成电， 而是通过静液力（液压）传动，传递到传送带上 去，结构简单，传递功率巨大，系统维护性能好。 该风力动力系统在夏天也可以改造成为风力发电系 统，为城市提供附加的能源。夏季风能相对较少， 波动比较大。 4、海冰生产调度指挥系统； 不论那一个方案，整个海冰开采系统的运行是一个有 机的系统，海水和海冰运输通道的不同部位的流量差 别巨大，在设计规划阶段就要仔细计算好，在海冰 的开采过程中，各环节，运输通道到海冰库需要良好 的调度指挥；海冰生产运输过程在需要消耗大量 的能源，各个装载站之间的能源也需要适当的调度调 节。所以海冰淡水开发的调度指挥的复杂程度不会 低于电力调度系统。 5、海冰开采系统的效益分析 海冰的含淡水量可以接近纯淡水，融化后的海冰可 以和江河水一样在生活中使用。渤海海域的水质污 染比较严重，第四个工程方案提供了治理海水污染的 新思路。 环渤海区域几十个位置都可以建设规模不等的海冰 开发利用工程；上述四个方案的建设规模可大可小， 因地制宜，各工程以比较低的工程代价，获得每年 大量的淡水资源，一次建设几十年受益；在资金不 充足的情况下，也可以分步建设，逐步形成规模； 在上述四个方案中，没有太复杂的新技术，没有不 可以完成的高技术，工程技术上没有太大的难度， 决定了这些工程可以很快的完成。 渤海周围很多城市都可以开发这个技术，或者组成 联合体，联合公司，共同开发，共同受益。这个工 程的实施还为渤海各个港口城市的航运提供了好处， 减少了冬季航道维护的费用，是一个具有多方面综 合效益的工程。 该技术是一项功在当代，利在千秋的事业，请广为 传播，尽量集中各方面的力量，整合资源，形成开 发渤海海冰的合力；我们各个方面共同努力，力争在 比较早的时间内完成这个伟大的发明，为环渤海地 区的人民造福，为全中国的经济建设事业提供动力。 作者：叶海，齐齐哈尔市统计电子计算中心副主任 研究员级高级工程师；拥有几十项发明设想，两次 挂职扶贫。联系电话0452-7283286 13019033286 需要详细资料的请查看叶海的博客或者直接与叶海联系。 http://yehai.ytren.com yehai@263.net

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yehai

yehai

方案设计上，没有脱离人家的思路。 没有新思路就不可能超过人家。

amang001

呵呵,属于科技类的项目,请作者版整理好,上传一个附件,我们网站可以去联系一下相关杂志社

yehai

见面时候请你喝酒。

sding

可以联系管理员!放到网站首页!

sding

好思路!值得借鉴!加精!

yehai

投过来.

mistforest

冰川可是巨大的淡水资源啊。

yehai

低的成本，开采出尽量多的海冰，这是工程问题，是商业运作问题，需要政府和企业家发挥作用。

yehai

yehai

yehai

谁能够帮助我进入中国科学院水源研究中心？介绍成功者有赏。 开发渤海海冰资源还有大量工作要做，我非常需要进入专业环境。谁能够提供联系地址，联系人，电子信箱等等？ 先谢了。

yehai

没有人反对，没有人讨论，孤独求败，没有对手，斑竹是否考虑怎样引发激烈的讨论？

yehai

gaoying

开发渤海,会给我的家乡辽宁带来很大的利益.受益的城市很多.例如营口,大连,锦州,葫芦岛等.谢谢楼主``

yehai

amang001

楼主，你好，我们已经将你的文章推荐给《建设科技》杂志的水专栏了。请静候佳音。