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重工与起重技术
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低温多效蒸馏法海水淡化技术
前
九.我国在20世纪80年代末开始研究低重复,每效都产生了相当数量的蒸馏水,到最后一效的
1口温多效蒸馏法海水淡化技术,初期主要是蒸汽在排热段被海水冷却液冷凝.
;=f基础理论研究,到”九五”期间天津海水淡第一效的冷凝液被收集起来,该蒸馏水的一部分
—化研究所开展双效压汽蒸馏技术研究,在又返回到蒸汽发生器,超过输入的生蒸汽量的部分流
/I低温多效和压汽蒸馏方面取得了突破性进入到一系列特殊容器的首个容器中,每一个容器都连
~ts-IIIIJ[展,全面掌握了低温多效和压汽蒸馏淡化接到下一低温效的冷凝侧.这样使一部分蒸馏水产生
的关键技术,并且达到国际先进水平.在设闪蒸并使剩余的产品水冷
却下来,同时把热量传给热
备的效间联接,防蚀保护和材料选择等方面取得了成回收效的主体中去.
果.如此产品水星阶梯状流动并被逐级闪蒸冷却.放
蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡出的热量提高了系统的总效率,被冷却的蒸馏水最后
化技术,与膜法海水淡化技术相比,蒸馏法具有可利用用产品水泵抽出并输入到储液罐中.
电厂和其他工厂的低品位热,对原料海水水质要求低,这样生产出的产品水是完全的纯水,它不含任何
装置的生产能力大等优点,是当前海水淡化的主流技污染物,平均含盐量小于20ppm.如果安装两级捕沫
术,占海水淡化技术总市场份额的57%以上.从优化网,产品水盐含量可小于5ppm.
能源和资源配置的战略高度来看,利用沿海电厂余热像蒸馏水一样,浓缩海水从第一效呈阶梯状流人
或核能等其他能源推广蒸馏法海水淡化技术,对于解一系列的浓盐水闪蒸罐中,闪蒸冷却以回收其热量.经
决我国特别是沿海经济发达地区水资源危机,保障沿过冷却之后,浓盐水经浓盐水泵打人大海
海经济可持续发展具有十分重要的现实与长远意义.不凝性气体从每一根冷凝管中抽出,并从一效流到
1.低温多效蒸馏淡化技术的概念另一效.这些不凝I生气体最后在排热冷凝器的最冷端富
低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度集,并用蒸汽喷射器或机械式真空泵抽出
低于70~C的淡化技术,其特征是籽一系列的水平管喷3-1氐温多效蒸馏淡化技术优点及其发展趋势
淋降膜蒸发器串联起来,用一定量的蒸汽输入通过多低温多效海水淡化技术完成了蒸馏装置从单效到
次的蒸发和冷凝,后面一效的蒸发温度均低于前面一多效的技术接口问题,解决了蒸发器管板与蒸发管的
效,从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程.弹性连接问题,筛选出廉价的耐海水腐蚀的防腐涂料,
2.1氐温多效蒸馏淡化技术的流程并建立了蒸馏法淡化的模拟实验装置,已经取得了具
进料海水在排热冷凝器中被预热和脱气,之后被有自主知识产权的科研成果.与多级闪蒸和传统的多
分成两股物流.一股物流作为冷凝液排弃并排回大海,效蒸发不同,低温多效技术有以下优点:
另外一股物流变成蒸馏过程的进料液.(1)由于操作温度低,完全避免或减缓了设备的腐
料液经加入阻垢分散剂之后被引入到热回收段各蚀和结垢,
效温度最低的一组中.喷淋系统把料液喷淋分布到各(2)进料海水的
预处理更为简单.系统低温操作带
蒸发器中的顶排管上,在沿顶排管向下以薄膜形式自来的另一好处是大大地简化了海水的预处理过程.海
由流动的过程中,一部分海水由于吸收了在蒸发器内水进入低温多效装置之前只需经过筛网过滤和加入
冷凝蒸汽的潜热而汽化被轻微浓缩的剩余料液用泵5ppm左右的阻垢剂即可,而不像多级闪蒸那样必须进
打入到蒸发器的下一组中,该组的操作温度要比上一行加酸脱气处理,
组高一些,在新的组中又重复了蒸发和喷淋过程.剩余(3)系统的操作弹性大.在高峰期,该淡化系统可
的料液接着往前打,直到最后在温度最高的效组中以以提供设计值110%的产品水而在低谷期,该淡化系
浓缩液的形式离开该效组.统可以稳定地提供额定值40%的产品水,
生蒸汽输入到温度最高一效的蒸发管内部,在管内(4)系统的动力消耗小低温多效系统用于输送液
发生冷凝的同时,管外也产生了与冷凝量基本相同的蒸体的动力消耗很低,可降低淡化水的制水成本;
发.产生的二次蒸汽在穿过浓盐水液滴分离器以保证蒸(5)系统的热效率高.30~C的温差即可安排12以
馏水的纯度之后,又引入到下一效的传热管内,第二效上的传热效数,从而达到1O左右的造水比;
的操作温度和压力要略低于第一效.(6)系统的操作安全可靠.在低温
多效系统中,发
这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效一直生的是管内蒸汽
冷凝而管外液膜蒸发,(下转第21页)
一
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HEAVYINDUSTRIAL&H0IS?NGMACHINERY
杆侗4体的操作,如图4所示.逐件选取已经建立的
齿轮实体创建连4体,并输入有意文的名称,便
于识别.
图4创建连杆州体图5创建运动副
第二步:创建旋转运动副
运动副是UG运动仿真中最基本的运动单元.
UG运动分析模块提供了8种普通类型的运动副和
4种特殊类型的运动副,如图5所示通过这些基本
运动单元可以构成复杂的运动.
行星运动分析中,以行星架为接地元件,其余元
件以行星架为基础进行创建.根据需要,创建旋转副
时可以设置位移,速度及加速度等运动驱动
第三步:创建齿轮副
齿轮副可用来模拟一对齿轮,但不能设置驱动.
因此,选择两个现有的旋转副创建齿轮副,并定义传
动比,如图6所示.
创建齿轮副后,模型中出现虚拟机构.将实体模
型隐藏后,虚拟机构如图7所示.
图6创建齿轮副圈7模型中的虚拟机构
第四步:运动仿真
完成齿轮副后,即完成了运动相关的设置,这
时,可进行运动仿真,
如图8所示.设置时间
及步数,点击确定进行
运动仿真的动态输出.
通过设置不同的驱动,
可以动态输出实际使用
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中行星差动减速器三种图8运动仿真
运行状态的动画描述.至此,行星传动链的运动就以直观
的方式展现出来.
4结论
利用UG的运动分析模块进行行星减速器的运
动分析,使用者可以得到行星减速器运动状态的直
观表述,即明确,有效,又经济,快捷.
根据不同使用范围和分析目的的需要,使用者
还可以设置矢量力矩等驱动.对齿轮载荷,齿轮转速
及加速度进行分析t并可与有限元分析模块链接,对
齿轮进行有限元分析,达到辅助设计的目的.
用UG的运动分析模块来分析其他类型的行星
运动,原理上基本相同,在此不再赘述.
参考文献
1.UG运动分析培训教程.UnigraphicsSolutionsInc,北
京:清华大学出版社,2002,9
2.曾向阳,谢国明等编着.UG基础及应用教程.电子工业
出版社,2003,1
3.渐开线齿轮行星传动的设计与制造.渐开线齿轮行星
传动的设计与制造编委会匕京:机械工业出版社,2002,4
(上接第31页)
即使传热管发生了腐蚀穿孔而泄漏,由于汽侧压力
大于液膜侧压力,浓盐水绝对不会流到产品水中.
虽然低温多效蒸馏法在技术上有许多优点,但
是盐水蒸发温度不能超过7O?也成了该技术进一
步提高热效率的制约因素.冷凝和蒸发过程的传热
系数随其操作温度提高而提高,另外由于低温操作
时蒸汽的比容较大,使得设备的体积较大,无形中
增加了设备的投入.因此,尽可能地提高低温多效
过程的操作温度,使之达到更高的造水比,是近几
年国际海水淡化界努力解决的问题,也是我国今后
海水淡化技术研究和发展的方向.
参考文献
1.李济英.中国水利,2003年
2.天津海水淡化与综合利用研究所网
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低温多效蒸馏法海水淡化技术
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低温多效和压汽蒸馏方面取得了突破性进展，全面掌握了低温多效和压汽蒸馏淡化的关键技术，并且达到国际先进水平。在设
备的效间联接、防蚀保护和材料选择等方面取得了成果。
蒸馏法海水淡化技术是最早投入工业化应用的淡化技术，与膜法海水淡化技术相比，蒸馏法具有可利用电厂和其他工厂的低品位热、对原料海水水质要求低、装置的生产能力大等优点，是当前海水淡化的主流技术，占海水淡化技术总市场份额的５７％以上。从优化能源和资源配置的战略高度来看，利用沿海电厂余热或核能等其他能源推广蒸馏法海水淡化技术，对于解决我国特别是沿海经济发达地区水资源危机，保障沿海经济可持续发展具有十分重要的现实与长远意义。
１．低温多效蒸馏淡化技术的概念
低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸发温度低于７０℃的淡化技术，其特征是将一系列的水平管喷
淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效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的淡化过程。
２．低温多效蒸馏淡化技术的流程
进料海水在排热冷凝器中被预热和脱气，之后被分成两股物流。一股物流作为冷凝液排弃并排回大海，另外一股物流变成蒸馏过程的进料液。
料液经加入阻垢分散剂之后被引入到热回收段各效温度最低的一组中。喷淋系统把料液喷淋分布到各蒸发器中的顶排管上，在沿顶排管向下以薄膜形式自由流动的过程中，一部分海水由于吸收了在蒸发器内冷凝蒸汽的潜热而汽化。被轻微浓缩的剩余料液用泵打入到蒸发器的下一组中，该组的操作温度要比上一组高一些，在新的组中又重复了蒸发和喷淋过程。剩余的料液接着往前打，直到最后在温度最高的效组中以浓缩液的形式离开该效组。
生蒸汽输入到温度最高一效的蒸发管内部，在管内发生冷凝的同时，管外也产生了与冷凝量基本相同的蒸发。产生的二次蒸汽在穿过浓盐水液滴分离器以保证蒸馏水的纯度之后，又引入到下一效的传热管内，第二效的操作温度和压力要略低于第一效。
这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效一直
重复，每效都产生了相当数量的蒸馏水，到最后一效的蒸汽在排热段被海水冷却液冷凝。
第一效的冷凝液被收集起来，该蒸馏水的一部分又返回到蒸汽发生器，超过输入的生蒸汽量的部分流入到一系列特殊容器的首个容器中，每一个容器都连接到下一低温效的冷凝侧。这样使一部分蒸馏水产生闪蒸并使剩余的产品水冷却下来，同时把热量传给热回收效的主体中去。
如此产品水呈阶梯状流动并被逐级闪蒸冷却。放出的热量提高了系统的总效率，被冷却的蒸馏水最后用产品水泵抽出并输入到储液罐中。
这样生产出的产品水是完全的纯水，它不含任何污染物，平均含盐量小于２０ｐｐｍ。如果安装两级捕沫
网，产品水盐含量可小于５ｐｐｍ。
像蒸馏水一样，浓缩海水从第一效呈阶梯状流入一系列的浓盐水闪蒸罐中，闪蒸冷却以回收其热量。经过冷却之后，浓盐水经浓盐水泵打入大海。
不凝性气体从每一根冷凝管中抽出，并从一效流到另一效。这些不凝性气体最后在排热冷凝器的最冷端富集，并用蒸汽喷射器或机械式真空泵抽出。
３．低温多效蒸馏淡化技术优点及其发展趋势低温多效海水淡化技术完成了蒸馏装置从单效到多效的技术接口问题，解决了蒸发器管板与蒸发管的弹性连接问题，筛选出廉价的耐海水腐蚀的防腐涂料，并建立了蒸馏法淡化的模拟实验装置，已经取得了具有自主知识产权的科研成果。与多级闪蒸和传统的多效蒸发不同，低温多效技术有以下优点：
（１）由于操作温度低，完全避免或减缓了设备的腐蚀和结垢；
（２）进料海水的预处理更为简单。系统低温操作带来的另一好处是大大地简化了海水的预处理过程。海水进入低温多效装置之前只需经过筛网过滤和加入
５ｐｐｍ左右的阻垢剂即可，而不像多级闪蒸那样必须进行加酸脱气处理；
（３）系统的操作弹性大。在高峰期，该淡化系统可
以提供设计值１１０％的产品水；而在低谷期，该淡化系统可以稳定地提供额定值４０％的产品水；
（４）系统的动力消耗小。低温多效系统用于输送液体的动力消耗很低，可降低淡化水的制水成本；（５）系统的热效率高。３０℃的温差即可安排１２以上的传热效数，从而达到１０左右的造水比；
（６）系统的操作安全可靠。在低温多效系统中，发生的是管内蒸汽冷凝而管外液膜蒸发，（下转第２１页）
杆／刚体的操作，如图４所示。逐件选取已经建立的齿轮实体创建连杆／刚体，并输入有意文的名称，便于识别。
时，可进行运动仿真，如图８所示。设置时间及步数，点击确定进行运动仿真的动态输出。通过设置不同的驱动，可以动态输出实际使用中行星差动减速器三种的方式展现出来。
图８运动仿真
运行状态的动画描述。至此，行星传动链的运动就以直观
４结论
利用ＵＧ的运动分析模块进行行星减速器的运动分析，使用者可以得到行星减速器运动状态的直观表述，即明确、有效，又经济、快捷。
根据不同使用范围和分析目的的需要，使用者还可以设置矢量力矩等驱动，对齿轮载荷、齿轮转速
图４
创建连杆／刚体
图５
创建运动副
及加速度进行分析；并可与有限元分析模块链接，对齿轮进行有限元分析，达到辅助设计的目的。
用ＵＧ的运动分析模块来分析其他类型的行星运动，原理上基本相同，在此不再赘述。
参考文献
１．ＵＧ运动分析培训教程．ＵｎｉｇｒａｐｈｉｃｓＳｏｌｕｔｉｏｎｓＩｎｃ．北
京：清华大学出版社，２００２，９
第二步：创建旋转运动副
运动副是ＵＧ运动仿真中最基本的运动单元。
ＵＧ运动分析模块提供了８种普通类型的运动副和
４种特殊类型的运动副，如图５所示。通过这些基本
运动单元可以构成复杂的运动。
行星运动分析中，以行星架为接地元件，其余元件以行星架为基础进行创建。根据需要，创建旋转副时可以设置位移、速度及加速度等运动驱动。
第三步：创建齿轮副
齿轮副可用来模拟一对齿轮，但不能设置驱动。因此，选择两个现有的旋转副创建齿轮副，并定义传动比，如图６所示。
创建齿轮副后，模型中出现虚拟机构。将实体模型隐藏后，虚拟机构如图７所示。
２．曾向阳，谢国明等编著．ＵＧ基础及应用教程．电子工业
出版社，２００３，１
３．渐开线齿轮行星传动的设计与制造．渐开线齿轮行星
传动的设计与制造编委会．北京：机械工业出版社，２００２，４
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（上接第３１页）
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即使传热管发生了腐蚀穿孔而泄漏，由于汽侧压力大于液膜侧压力，浓盐水绝对不会流到产品水中。
虽然低温多效蒸馏法在技术上有许多优点，但是盐水蒸发温度不能超过７０℃也成了该技术进一步提高热效率的制约因素。冷凝和蒸发过程的传热系数随其操作温度提高而提高，另外由于低温操作时蒸汽的比容较大，使得设备的体积较大，无形中增加了设备的投入。因此，尽可能地提高低温多效过程的操作温度，使之达到更高的造水比，是近几年国际海水淡化界努力解决的问题，也是我国今后海水淡化技术研究和发展的方向。
参考文献
１．李济英．中国水利，２００３年
２．天津海水淡化与综合利用研究所网
图６创建齿轮副图７模型中的虚拟机构
第四步：运动仿真
完成齿轮副后，即完成了运动相关的设置，这
低温多效蒸馏法海水淡化技术的应用_孙育文
第31卷第7期 2009年7月
华电技术HuadianTechnology
Vol.31 No.7 Jul.2009
低温多效蒸馏法海水淡化技术的应用
孙育文,周军
(北京国电华北电力工程有限公司,北京 100120)
摘 要:海水淡化技术包括蒸馏法和反渗透法。介绍了低温多效蒸馏技术在天津北疆发电厂海水淡化中的应用情况,分析了海水淡化技术的特点,论述了海水淡化系统的运行及控制方式,提供了海水淡化装置的性能参数和保证值。关键词:海水淡化技术;海水淡化装置;低温多效蒸馏;海水反渗透;性能参数
中图分类号:TQ085+.47 文献标志码:B 文章编号:1674-1951(2009)07-0065-03
1 项目概况
天津北疆发电厂规划装机容量为4×1000MW,一期工程建设2台超超临界燃煤机组,规划容量为配套建设日产20万t淡水的海水淡化工程。
一期海水淡化装置制水量为日产10万t淡水。
天津北疆发电厂位于天津市汉沽区南部沿渤海区域,是集发电、海水淡化、浓海水制盐一体化运营模式建设的高效大型系统工程,是典型的循环经济模式项目。该项目包括发电、海水淡化和浓海水制盐等多个分项目。海水淡化站作为北疆发电厂工艺系统中的关键环节,起到承上启下的作用。利用电厂所发的电力、产生的大量低压蒸汽以及海水取排水设施生产淡水,少部分作为电厂锅炉补给水、工业用水及生活饮用水,其余向城市供应淡水,海水淡化后,排出的浓盐水送到盐场制盐。
为了提高全厂的综合热效率,降低制淡水成本以提高市场竞争力,天津北疆发电厂的海水淡化装置用汽设计采用了压力尽量低的抽汽,同时,减少用汽量。采用发电与制水错峰运行方式,尽量在发电低谷时制水,因此,选择了较高的造水比。
基于渤海湾的生态环保要求,其发电和海水淡化系统没有设置对海排水口,因此,没有废水排放,海水淡化装置的浓盐水排至盐场用于制取食用盐和其他工业产品,既达到了生态环保的要求,又提高了电厂运行的经济性。
闸门调节进水水位,经2级沉淀调节池后,通过海水取水泵升压后,输送到电厂冷却塔系统及海水淡化装置的预处理系统。
海水淡化装置要求入料海水悬浮物质量浓度不高于25mg/L;温度变化范围为-2.1～+30℃,盐的质量浓度变化范围为27000～34000mg/L。
海水淡化装置末效强制循环冷却器采用发电机组的二次循环海水冷却,冷却海水温度变化范围为6～33℃,盐的质量浓度变化范围为48600～66000mg/L,排水返回海水冷却塔循环使用。
海水淡化装置动力蒸汽为汽轮发电机组的五段抽汽(中压缸排汽)和/或六段抽汽,蒸汽参数随汽轮发电机组的负荷变动而变化。淡化装置入口动力蒸汽压力范围为0.03～0.669MPa(a);蒸汽温度范围为69～310℃。用于驱动喷射压缩器,抽真空的蒸汽压力大于0.6～1.2MPa(a),蒸汽温度为过热蒸汽;每套装置抽真空蒸汽用量2t/h。
设备运行时水温变化,原料水温度最高为30℃,最低为-2.1℃;强制冷凝器冷却水温度最高为33℃,最低为6℃。
在上述条件下,该项目1台汽轮发电机组共安装4套日产2.5万t淡水的低温多效蒸馏海水淡化装置。
3 系统运行及控制方式
低温多效蒸馏是指最高温度不超过70℃的海水淡化技术,是上世纪80年代成熟的高效淡化技术。其特点是将一系列的喷淋降膜蒸发器串联布置。其工艺流程为:海水→海水取水泵→混合絮凝沉淀池→清水池→海水提升泵→MED-TVC→淡水箱/池→用户。
加热蒸汽被引入第一效,其冷凝热使几乎等量,,2 水源情况及动力用汽条件
海水淡化装置采用2种水源,入料水采用原海水,末效强制冷却器冷却水取自二次循环海水。
原海水取水采用高潮位取水的方式,在海挡外设置2座沉淀调节池,由一级沉淀调节池入口设置
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·66·华电技术第31卷
均低于前面一效,从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水,最后一效的蒸汽在强制冷凝器中冷凝。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。
低温多效海水淡化装置的运行温度远远低于多级内蒸(MSF)装置的110℃,所以,其能耗和管壁腐蚀及结垢速率均较低。和多级内蒸(MSF)装置相比,其设备本体和传热管的材质要求较低,而热效率较高。
多效蒸馏的操作弹性很大,运行负荷在40%～110%皆可正常操作,而且不会使造水比下降。
低温多效海水淡化装置可以用70℃左右,0.03～0.035MPa(a)的蒸汽作为热源,当提供的汽机抽汽参数高于低温多效加热蒸汽的压力和温度的要求时,可采用热压缩装置,以进一步提高系统的热效率。
国外近几年多级内蒸(MED)装置发展迅速,多级内蒸(MED)装置单台最大产水量已达2.5万t/d,并在世界各地已有多台运行业绩,技术是成熟的。
热压汽蒸馏通常是与大规模低温多效蒸馏联系在一起,也就是将多级内蒸(MED)装置某效产生的蒸汽通过热压缩的方式来提高温度和压力,然后再进入到第一效加热海水。目前,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。蒸馏装置的原理流程如图1所示。
该工程海水淡化装置根据机组负荷的不同有不同的运行方式,1000MW超超临界汽轮发电机组额定工况时的五段抽汽压力为0.669MPa,温度310℃,六段压力为0.286MPa,温度200℃,当负荷降低时,机组的抽汽参数会下降。海水淡化装置的蒸汽
参数不大于0.669MPa,当动力蒸汽压力在0.669～
0.5MPa时,装置将自动使动力蒸汽进入高压TVC,此时,海水淡化装置的造水比为15。当动力蒸汽压力在0.5～0.3MPa时,装置将自动使动力蒸汽进入高压TVC,此时,海水淡化装置的造水比等于或略小于15。当动力蒸汽压力在0.3～0.12MPa时,装置将自动切换动力蒸汽进入低压TVC,此时装置的造水比13。当蒸汽压力降低到小于0.12MPa时,装置将自动切换动力蒸汽经减温减压后直接进入海水淡化装置的首效。
海水淡化装置的浓盐水排至盐厂,在额定工况条件下,排水盐的质量浓度不小于66000mg/L,满足制取食用盐和其他用盐的要求。
该工程采用集中控制方式,在海水淡化站控制室进行监控。系统中设有必要的监测仪表,能够在要求的设计范围内根据入料水和出口水的温度、压力等参数的变化实现自动调节。同时,可以实现自动报警打印,微机控制、CRT显示,可自动、半自动、就地手动及控制室键盘微机操作。海水淡化装置为露天布置,海水淡化系统水泵等附属设备及电控设备布置在海水淡化装置侧面管架下的房间内,并设置一个集中的控制室。
4 海水淡化装置的预处理系统
根据海水淡化装置对入料水的水质要求,针对目前北疆发电厂原海水水质较差、污染较严重的情况,海水预处理工艺流程确定如下:
二沉池海水→海水取水泵→微砂加速絮凝沉淀
图1 LT-MEDTVC蒸馏装置的原理流程图
第7期孙育文,等:低温多效蒸馏法海水淡化技术的应用·67·
设备→清水池→海水清水泵→MED设备→污泥浓
缩→污泥离心脱水机。
根据海水淡化装置入料水量的要求,预处理水
量按24万t/d考虑。该工程海水预处理设施分为2
组,每组处理水量约为5000t/h。出水水量及水质指标见表1。
单组絮凝沉淀最大流量运行
C工况进水SS不大于499
<>
3
表1 海水淡化装置出水量及其出水指标
二组絮凝沉淀运行
序号123
内容进水悬浮物SS出水悬浮物SS产水流量
单位mg/Lmg/Lt/h
A工况(正常工况)进水SS不大于499
<>
B工况
499<><>
<>
来自取水工程的海水通过配水井平均分配进入并列设置的二组混合絮凝沉淀池内。经混凝→注
砂→熟化→沉淀处理后的水进入清水池,经清水泵提升后,送入海水淡化装置。
絮凝沉淀设备产生的污泥经过污泥池浓缩后,通过污泥输送泵送入离心脱水机进行处理,产生的泥饼外运。
在正常运行时,海水预处理系统的排水排至位于海水预处理加药间的集水池,当悬浮物含量满足循环冷却水系统要求时,通过回用水泵送入循环冷却水系统。海水预处理设备调试期间的不合格出水排至雨水排水系统。
噪音水平:装置不低于400m/h出力的稳定运行状态下,噪音水平距设备外壳1m,距运行平台1.2m不超过85dB(A)。
为防止设备结垢,设置了阻垢剂加药系统,在入料原海水中加入阻垢剂;为防止泡沫产生,设置消泡剂加药系统,可酌情使用。此外,系统还设置了酸洗装置。
6 结束语
低温多效蒸馏技术是海水淡化的又一种形式,该系统对海水水质变化的适应性强,出水品质较高,可节省部分除盐设备的投资和运营成本,出水率稳定,不受水温影响,设备可在机组不同条件下正常运行。设备单机容量大且检修、维护工作量小。不足部分是该系统的海水用水量较大,其中一部分是用于最后一效蒸汽冷凝的冷却用水,但可同全厂的机组循环冷却水综合考虑,设备投资以及制水成本相对较高。
(编辑:王书平)
作者简介:
孙育文(1963—),女,河北迁安人,高级工程师,从事电厂化学专业设计方面的工作。
周军(1969—),男,安徽青阳人,教授级高级工程师,从事电厂化学专业设计方面的工作。
5 海水淡化装置性能参数
出力:在额定工况条件下,装置单机出力不小于25000m/d;负荷调节范围在40%～110%,超过上述出力范围时,最长允许运行时间为4h。
产品水质:固体溶解物总量(TDS)小于等于5mg/L。
造水比:高输入参数造水比不小于15.0,低输入参数造水比不小于13.0。
电耗:蒸汽压力0.50MPa时,保证电耗1.45(kW·h)/m;蒸汽压力0.12MPa时,保证电耗1.55(kW·h)/m。
33
3
中英文摘要编写要求
(1)应按照摘要编写的4个要素(论文的目的、方法、结果、结论)进行编写。目的:研究、研制、调查等的前提、目的、所涉及的主题范围。方法:所用的原理、理论、条件、对象、材料、工艺、结构、手段、装备、程序等。结果:实验、研究的结果、数据,被确定的关系,观察得到的效果、性能等。结论:结果的分析、研究、比较、应用,提出的问题等。
(2)摘要编写应内容充实,中文摘要一般在150～250字之间,英文摘要应在150个词左右。
(3)摘要应尽可能取消或减少课题研究的背景信息;出
现的数据应是最重要、最关键的数据;缩略语、略称、代号等,除了相邻专业的读者也能清楚理解以外,在首次出现时必须写出中、英文全称;不得简单重复题名中已有的信息;除了实在无法变通以外,一般不列数学公式,不出现插图、表格;不用引文,除非该文献证实或否定了他人已出版的著作。
(4)摘要编写用第三人称。建议采用“对……进行了研究”、“报告了……现状”、“进行了……调查”等记述方法标明一次文献的性质和文献主题,不必使用“本文”、“作者”等作为主语。
第7期
2
2
Abstracts·81·
(1.DatangHanchengSecondPowerjun,MENGJin-laiGenerationCorporationLimited,ChinaDatangCorporation,Hancheng715400,China;2.BeijingHuanengdaElectricTech-niqueApplicationCorporationLimited,Beijing100070,China)
Abstract:TherotaryairpreheaterleakageratioofDatangHanchengSecondPowerGenerationCorporationLimitedweregreatlyexceededthedesignedvalue,andthisseriouslyinflu-encedoneconomicalbenefitofthepowerplant.Thereasonofair-preheaterleakagewasanalyzed,andareformationmethodbyusingflexiblecontact-typesealingtechnologywaspresen-ted.Basedonthecomparisonofairleakagesandeconomicalbenefitsbeforeandafterreformation,itcanbeconfirmedthattheapplicationofflexiblecontacttypesealingtechnologyinrota-ryairpreheaterreformationissuccessful.Keywords:airpreheater;seal;flexiblecontact-type;airleak-age;reformation
controlmodeofseawaterdesalinationsystemwerediscoursed.
Theperformanceparametersandguaranteedvalueoftheseawa-terdesalinatingequipmentweregiven.Keywords:seawaterdesalinationtechnology;seawaterdesali-natingequipment;lowtemperaturemulti-effectivedistillation;seawaterreverseosmosis;performanceparameters
09-07-68 Analysisanddebuggingondomesticsewagerecycletreatmentsystem
LIChang-zhi,DUANBo,LIZhong-xiu,SONGHong-jun,MAYan-min(FularjiGeneralPowerPlant,ChinaHuadianCor-poration,Qiqihar161041,China)Abstract:Accordingtothechemicalmonitoranalysisanddebug-gingofthelatterlybuiltdomesticsewagerecycletreatmentsysteminHuadianFularjiGeneralElectricPowerPlantofChinaHuadianCorporation,theprinciple,thetreatingabilityandtheprocessflowofdomesticsewagetreatmentsystemwerediscussed.Fur-thermore,themeaningsofeachchemicalmonitorparameterswereexplained.Withtherunningofthesystem,theplantachievedthebenefitofwastewaterrecyclingandzeroemissions.Keywords:domesticsewage;biologicaltreatment;softeninghandling;biochemicaloxygendemand;chemicaloxygende-mand;suspendedsolids
09-07-60 Applicationoffluegasdamperinre-heattemperatureadjustment
TIANJian-zhou(FengtaiPowerGenerationBranchofHuaizhe
CoalandPowerCorporationLimited,Fengtai232131,China)Abstract:Takinga600MWsupercriticalboilerofFengtaiPowerGenerationBranchofHuaizheCoalandPowerCorporationLimit-edasexample,theapplicationofthefluegasdamperinreheattemperatureadjustmentwasintroduced.Thecontrolprincipleoffluegasdamper,thepracticalapplicationandthemattersnee-dingattentioninapplicationwereexpounded.Theproblemscausedbyfluegasdamperweresummarized,andsomeimpro-vingmeasuresweregiven.Keywords:supercriticalboiler;fluegasdamper;reheattem-peratureadjustment;practicalapplication;improvingmeasure
09-07-73 Applicationofelectrostatic-bagpre-cipitatorinhighcapacitythermalpowergeneration
unit
122WANGYong,DONGXue-feng,JIANGDe-hou,REN
3
Zhen-wei(1.HuadianXinxiangPowerGenerationCorporationLimited,Xinxiang453635,China;2.HenanElectricPowerTest
09-07-62 Treatmentofsignalinterferencein
frequencyconverter
WANGYong-jun(ZhejiangProvinceThermalPowerConstruc-tionCompany,Hangzhou310016,China)Abstract:Thebasictypesofsignalinterferinginfrequencycon-verterwereintroduced.Thereasonofsignalinterferenceinfre-quencyconverterof2×1000MWultrasupercriticalunitsofBei-lungangPowerPlantprojectphaseIIIwasanalyzed,andcon-cretetreatmentmethodwasgiven.Keywords:frequencyconverter;signalinterference;treatmentmethod
andResearchInstitute,Zhengzhou450052,China;3.Huadian
QudongThermalProjectPrepareConstructionDepratment,Xinxiang453000,China)Abstract:Electrostatic-bagprecipitatorisnoveldustremovale-quipmentdevelopedbycombiningtheadvantagesofelectrostaticprecipitatorandbaghouse,itisespeciallysuitabletoreformationofelectrostaticprecipitator.Combiningwithareformationprojectofelectrostaticprecipitatorindomestic660MWthermalpowergenerationunit,theapplicationofelectrostatic-bagprecipitatorinhighcapacitypowergenerationunitwasdiscussed.Keywords:electrostatic-bagprecipitator;reformationofelectro-staticprecipitator;thermalpowergenerationunit;application
09-07-65 Applicationoflowtemperature
multi-effectivedistilmentseawaterdesalinationtechnology
SUNYu-wen,ZHOUJun(BeijingGuodianNorthChinaPowerEngineeringCorporationLimited,Beijing100120,China)Abstract:Theseawaterdesalinationtechnologyincludesthedistillationmethodandthereverseosmosismethod.Theapplica-tionoflowtemperaturemulti-effectivedistillationtechnologyinTianjinBeijiangPowerPlantwasintroduced.Thefeaturesofseawnozed09-07-76 Analysisofoil-savingmethodinunit
starting-upandshutting-down
CHENTao,QIUGuang-fu(GuizhouDafangPowerGenerationCorporationLimited,Dafang551600,China)Abstract:Aimingatthepresentoilconsumptionofcoal-firedboiler,combiningwiththefeaturesofboilerdevices,systemandoperationmode,thethreeperiodinstarting-upprocess,whichhavegreateroil-savingpotential,wereanalyzedemphatically,andconcreteoil-savingmeasureswereproposed.Theobviouseffectwasobtainedbyadoptingthesemeasures.wrlotaudown;g
低温多效蒸馏法海水淡化技术的应用
低温多效蒸馏法海水淡化技术的应用
第31卷第7期
2009年7月
华电技术
HuadianTechnology
Vo1.3lNo.7
Ju1.2009
低温多效蒸馏法海水淡化技术的应用
孙育文,周军
(北京国电华北电力工程有限公司,北京100120)
摘要:海水淡化技术包括蒸馏法和反渗透法.介绍了低温多效蒸馏技术在天津北疆发电厂海
水淡化中的应用情况,分
析了海水淡化技术的特点,论述了海水淡化系统的运行及控制方式,提供了海水淡化装置的
性能参数和保证值.
关键词:海水淡化技术;海水淡化装置;低温多效蒸馏;海水反渗透;性能参数
中图分类号:TQ085.47文献标志码:B文章编号:1674—1951(2009)07—0065—03
1项目概况
天津北疆发电厂规划装机容量为4×1000
MW,一期工程建设2台超超临界燃煤机组,规划容
量为配套建设日产20万t淡水的海水淡化工程.
一
期海水淡化装置制水量为日产l0万t淡水.
天津北疆发电厂位于天津市汉沽区南部沿渤海
区域,是集发电,海水淡化,浓海水制盐一体化运营
模式建设的高效大型系统工程,是典型的循环经济
模式项目.该项目包括发电,海水淡化和浓海水制
海水淡化站作为北疆发电厂工艺 盐等多个分项目.
系统中的关键环节,起到承上启下的作用.利用电
厂所发的电力,产生的大量低压蒸汽以及海水取排
水设施生产淡水,少部分作为电厂锅炉补给水,工业
用水及生活饮用水,其余向城市供应淡水,海水淡化
后,排出的浓盐水送到盐场制盐.
为了提高全厂的综合热效率,降低制淡水成本
以提高市场竞争力,天津北疆发电厂的海水淡化装
置用汽设计采用了压力尽量低的抽汽,同时,减少用
汽量.采用发电与制水错峰运行方式,尽量在发电
低谷时制水,因此,选择了较高的造水比.
基于渤海湾的生态环保要求,其发电和海水淡
化系统没有设置对海排水口,因此,没有废水排放,
海水淡化装置的浓盐水排至盐场用于制取食用盐和
其他工业产品,既达到了生态环保的要求,又提高了
电厂运行的经济性.
2水源情况及动力用汽条件
海水淡化装置采用2种水源,入料水采用原海
水,末效强制冷却器冷却水取自二次循环海水.
原海水取水采用高潮位取水的方式,在海挡外
设置2座沉淀调节池,由一级沉淀调节池人口设置
收稿日期:2009—03—17
闸门调节进水水位,经2级沉淀调节池后,通过海水
取水泵升压后,输送到电厂冷却塔系统及海水淡化
装置的预处理系统.
海水淡化装置要求入料海水悬浮物质量浓度不
高于25mg/L;温度变化范围为一2.1,+30?,盐
的质量浓度变化范围为27000,34000mg/L.
海水淡化装置末效强制循环冷却器采用发电机
组的二次循环海水冷却,冷却海水温度变化范围为
6,33?,盐的质量浓度变化范围为48600,66000
mg/L,排水返回海水冷却塔循环使用.
海水淡化装置动力蒸汽为汽轮发电机组的五段
抽汽(中压缸排汽)和/或六段抽汽,蒸汽参数随汽
轮发电机组的负荷变动而变化.淡化装置入口动力
蒸汽压力范围为0.03,0.669MPa(a);蒸汽温度范
围为69,310?.用于驱动喷射压缩器,抽真空的
蒸汽压力大于0.6,1.2MPa(a),蒸汽温度为过热
蒸汽;每套装置抽真空蒸汽用量2t/h.
设备运行时水温变化,原料水温度最高为3O
?,最低为一2.1?;强制冷凝器冷却水温度最高为
33?,最低为6oC.
在上述条件下,该项目1台汽轮发电机组共安
装4套日产2.5万t淡水的低温多效蒸馏海水淡化
装置.
3系统运行及控制方式
低温多效蒸馏是指最高温度不超过7O?的海
水淡化技术,是上世纪8O年代成熟的高效淡化技
术.其特点是将一系列的喷淋降膜蒸发器串联布
置.其工艺流程为:海水一海水取水泵一混合絮凝
沉淀池一清水池一海水提升泵一MED—TVc一淡水
箱/池一用户.
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
?
66?华电技术第31卷
均低于前面一效,从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水,
最后一效的蒸汽在强制冷凝器中冷凝.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.
低温多效海水淡化装置的运行温度远远低于多级
内蒸(MSF)装置的110?,所以,其能耗和管壁腐蚀及
结垢速率均较低.和多级内蒸(MSF)装置相比,其设
备本体和传热管的材质要求较低,而热效率较高.
多效蒸馏的操作弹性很大,运行负荷在40%,
110%皆可正常操作,而且不会使造水比下降.
低温多效海水淡化装置可以用70?左右,0.03,
0.O35MPa(a)的蒸汽作为热源,当提供的汽机抽汽参数
高于低温多效加热蒸汽的压力和温度的要求时,可采
用热压缩装置,以进一步提高系统的热效率.
国外近几年多级内蒸(MED)装置发展迅速,多
级内蒸(MED)装置单台最大产水量已达2.5万t/d,
并在世界各地已有多台运行业绩,技术是成熟的.
热压汽蒸馏通常是与大规模低温多效蒸馏联系
在一起,也就是将多级内蒸(MED)装置某效产生的
蒸汽通过热压缩的方式来提高温度和压力,然后再
进入到第一效加热海水.目前,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.蒸馏装置的原理流程如图1所示.
该工程海水淡化装置根据机组负荷的不同有不
同的运行方式,1000MW超超临界汽轮发电机组额
定工况时的五段抽汽压力为0.669MPa,温度3l0
cc,六段压力为0.286MPa,温度200cc,当负荷降低
时,机组的抽汽参数会下降.海水淡化装置的蒸汽
蒸汽来自锅炉
参数不大于0.669MPa,当动力蒸汽压力在0.669,
0.5MPa时,装置将自动使动力蒸汽进入高压TVC,
此时,海水淡化装置的造水比为l5.当动力蒸汽压
力在0.5,0.3MPa时,装置将自动使动力蒸汽进入
高压TVC,此时,海水淡化装置的造水比等于或略
小于15.当动力蒸汽压力在0.3,0.12MPa时,装
置将自动切换动力蒸汽进入低压TVC,此时装置的
造水比13.当蒸汽压力降低到小于0.12MPa时,装
置将自动切换动力蒸汽经减温减压后直接进人海水
淡化装置的首效.
海水淡化装置的浓盐水排至盐厂,在额定工况
条件下,排水盐的质量浓度不小于66000mg/L,满
足制取食用盐和其他用盐的要求.
该工程采用集中控制方式,在海水淡化站控制
室进行监控.系统中设有必要的监测仪表,能够在
要求的设计范围内根据人料水和出口水的温度,压
力等参数的变化实现自动调节.同时,可以实现自
动报警打印,微机控制,CRT显示,可自动,半自动,
就地手动及控制室键盘微机操作.海水淡化装置为
露天布置,海水淡化系统水泵等附属设备及电控设
备布置在海水淡化装置侧面管架下的房间内,并设
置一个集中的控制室.
4海水淡化装置的预处理系统
根据海水淡化装置对入料水的水质要求,针对
目前北疆发电厂原海水水质较差,污染较严重的情
况,海水预处理工艺流程确定如下:
二沉池海水一海水取水泵一微砂加速絮凝沉淀
图1LT—MEDTVC蒸馏装置的原理流程图
抽出空气
海水
盐水
6kg淡水
第7期孙育文,等:低温多效蒸馏法海水淡化技术的应用?67?
设备一清水池一海水清水泵一MED设备一污泥浓
缩一污泥离心脱水机.
根据海水淡化装置人料水量的要求,预处理水
量按24万t/d考虑.该工程海水预处理设施分为2
组,每组处理水量约为5000t/h.出水水量及水质
指标见表1.
表1海水淡化装置出水量及其出水指标
来自取水工程的海水通过配水井平均分配进入
并列设置的二组混合絮凝沉淀池内.经混凝一注
砂一熟化一沉淀处理后的水进入清水池,经清水泵
提升后,送人海水淡化装置.
絮凝沉淀设备产生的污泥经过污泥池浓缩后,
通过污泥输送泵送入离心脱水机进行处理,产生的
泥饼外运.
在正常运行时,海水预处理系统的排水排至位
于海水预处理加药间的集水池,当悬浮物含量满足
循环冷却水系统要求时,通过回用水泵送人循环冷
却水系统.海水预处理设备调试期间的不合格出水
排至雨水排水系统.
5海水淡化装置性能参数
出力:在额定工况条件下,装置单机出力不小于
25000m/d;负荷调节范围在40%,110%,超过上
述出力范围时,最长允许运行时间为4h.
产品水质:固体溶解物总量(TDS)小于等于
5m#L.
造水比:高输入参数造水比不小于15.0,低输
入参数造水比不小于13.0.
电耗:蒸汽压力0.50MPa时,保证电耗1.45
(kW?h)/m;蒸汽压力0.12MPa时,保证电耗1.55
(kW.h)/m.
噪音水平:装置不低于400m/h出力的稳定运
行状态下,噪音水平距设备外壳1m,距运行平台
1.2m不超过85dB(A).
为防止设备结垢,设置了阻垢剂加药系统,在入
料原海水中加入阻垢剂;为防止泡沫产生,设置消泡
剂加药系统,可酌情使用.此外,系统还设置了酸洗
装置.
6结束语
低温多效蒸馏技术是海水淡化的又一种形式,
该系统对海水水质变化的适应性强,出水品质较高,
可节省部分除盐设备的投资和运营成本,出水率稳
定,不受水温影响,设备可在机组不同条件下正常运
行.设备单机容量大且检修,维护工作量小.不足
部分是该系统的海水用水量较大,其中一部分是用
于最后一效蒸汽冷凝的冷却用水,但可同全厂的机
组循环冷却水综合考虑,设备投资以及制水成本相
对较高.
(编辑:王书平)
作者简介:
孙育文(1963一),女,河北迁安人,高级工程师,从事电
厂化学专业设计方面的工作.
周军(1969一),男,安徽青阳人,教授级高级工程师,从
事电厂化学专业设计方面的工作.
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>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?o?<>?()?<>?<
>?<>?<>?<>?<>?<>??
?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<&
gt;?<>?<>?<>?<>?<>?<>?o?<>?<>?
中英文摘要编写要求
(1)应按照摘要编写的4个要素(论文的目的,方法,结
果,结论)进行编写.目的:研究,研制,调查等的前提,目
的,所涉及的主题范围.方法:所用的原理,理论,条件,对
象,材料,工艺,结构,手段,装备,程序等.结果:实验,研究
的结果,数据,被确定的关系,观察得到的效果,性能等.结
论:结果的分析,研究,比较,应用,提出的问题等.
(2)摘要编写应内容充实,中文摘要一般在150,250
字之间,英文摘要应在150个词左右.
(3)摘要应尽可能取消或减少课题研究的背景信息;出
现的数据应是最重要,最关键的数据;缩略语,略称,代号等,
除了相邻专业的读者也能清楚理解以外,在首次出现时必须
写出中,英文全称;不得简单重复题名中已有的信息;除了实
在无法变通以外,一般不列数学公式,不出现插图,表格;不用
引文,除非该文献证实或否定了他人已出版的着作.
(4)摘要编写用第三人称.建议采用”对……进行了研
究”,”报告了……现状”,”进行了……调查”等记述方法标
明一次文献的性质和文献主题,不必使用”本文”,”作者”等
作为主语.
低温多效蒸馏海水淡化技术
第２１卷第４期海洋技术Ｖ０１．２１，Ｎｏ．４２００２年１２月０ＣＥＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＤｅｃ，２００２
低温多效蒸馏海水淡化技术
尹建华吕庆春阮国岭
（国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津３００１９２）
摘要：文章介绍了低温多效海水淡化技术的原理、技术优势和应用方式。并比较了几种主要海水淡化技术的投资、运行费用及技术性能。最后分析了低温多效海水淡化技术的发展趋势，提出设备规模大型化、采用新材料新工艺、和可再生能源及新能源的结合如低温核反应堆是低温多效海水淡化技术未来的发展方向。
关键词：低温多效蒸馏；海水淡化；发展趋势
中图分类号：Ｐ７４７＋．１３文献标识码：Ｂ文章编号：１００３—２０２９（２００２）０４—００２２—０５
成两股物流。一股作为冷却水排回大海，另一股作
１概述为蒸馏过程的进料。进料海水加入阻垢剂后被引入
到蒸发器的后几效中。料液经喷嘴被均匀分布到蒸
众所周知，淡水资源短缺已经成为２１世纪的三发器的顶排管上，然后沿顶排管以薄膜形式向下流大环境问题之一。因此，海水淡化和海水直接利用动，部分水吸收管内冷凝蒸汽的潜热而蒸发。二次技术已成为各国非常重视的高新技术。目前能投入蒸汽在下一效中冷凝成产品水，剩余料液由泵输送商业化使用的海水淡化技术主要有两类［１］：一类是到蒸发器的下一个效组中，该组的操作温度比上一膜法，一类是蒸馏法。膜法海水淡化技术主要为反组略高，在新的效组中重复喷淋、蒸发、冷凝过程。渗透法；蒸馏法海水淡化技术则包括多级闪蒸、低剩余的料液由泵往高温效组输送，最后在温度最高温多效蒸馏、压汽蒸馏３种方法。在以上４种商业的效组中以浓缩液的形式离开装置。
化的海水淡化方法中，低温多效蒸馏法是２０世纪生蒸汽被输入到第一效的蒸发管内并在管内冷８０年代才开发出来的新技术。它的特点是对原料海凝，管外海水产生与冷凝量基本等量的二次蒸汽。由水的预处理要求不高、过程循环动力消耗小、生产于第二效的操作压力要低于第一效，二次蒸汽在经的淡水水质高。因此该技术开发出来后便在世界范过汽液分离器后，进入下一效传热管。蒸发、冷凝围内迅速得到了广泛的应用，是海水淡化最具发展过程在各效重复，每效均产生基本等量的蒸馏水，最前景的技术之一。后一效的蒸汽在冷凝器中被海水冷凝。
第一效的冷凝液返回蒸汽发生器，其余效的冷
２低温多效海水淡化技术原理凝液进入产品水罐，各效产品水罐相连。由于各效
压力不同使产品水闪蒸，并将热量带回蒸发器。这
所谓低温多效海水淡化技术是指盐水的最高蒸样，产品水呈阶梯状流动并被逐级闪蒸冷却，回收发温度约７０℃的海水淡化技术，其特征是将一系列的热量可提高系统的总效率。被冷却的产品水由产的水平管降膜蒸发器串联起来并被分成若干效组，品水泵输送到产品水储罐。这样生产出来的产品水用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，从而是平均含盐量小于５ｒａｇ／１的纯水。
得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水的海水淡化技术。浓盐水从第一效呈阶梯状流入一系列的浓盐水低温多效海水淡化的工艺流程如图１所示。闪蒸罐中，过热的浓盐水被闪蒸以回收其热量。经
海水首先进入冷凝器中预热、脱气，而后被分过闪蒸冷却之后的浓盐水最后经浓盐水泵排回大
海。
第４期尹建华等：低温多效蒸馏海水淡化技术２３
蒸发器冷凝器
一不凝气
一海水
高压
低压
一淡水
一浓盐水
一冷却水
中闻进料泵迸料泵
图１低温多效海水淡化工艺流程图
器富集，由真空泵抽出。管发生了腐蚀穿孔而泄漏，由于汽侧压力大于液膜
侧压力，浓盐水绝对不会流到产品水中，充其量只
会产生蒸汽的少量泄漏而影响造水量。
（７）低温多效海水淡化出水水质好，产品水的
含盐量小于５ｍｇ／ｌ。达到如此高的水质，必须采用３低温多效的特点及技术经济分析当前４种主流的海水淡化技术各有特点和应用
场合，比较而言，低温多效蒸馏海水淡化技术的特
点如下。两级反渗透。（８）低温多效蒸馏的产品水为脱氧水，反渗透
产品水为含氧水。（１）由于操作温度低，避免或减缓了设备的腐
蚀和结垢。表１是４种主要海水淡化技术的投资及性能比
较。从主设备投资来看反渗透最低，但就总投资而
言需视情况而定，如果原料海水水质良好则反渗透
总投资最低，否则由于其取水及预处理投资高而使
其总投资迅速增加。低温多效蒸馏和多级闪蒸相比
前者投资较低，因为低温多效蒸馏的传热系数大、所（２）进料海水的预处理简单。海水进入低温多效装置之前只需经过筛网过滤和加入５ｍｇ／１左右的阻垢剂即可，而多级闪蒸必须进行加酸脱气处理，反渗透的预处理要求更高。（３）系统的操作弹性大。在高峰期，该淡化系
统可以提供设计值１１０％的产品水；而在低谷期，该
淡化系统可以稳定地提供额定值４０％的产品水。
（４）系统的动力消耗小。低温多效系统用于输
送液体的动力消耗很低，产品水的动力消耗只有
０．９～１．２ｋｗｈ／ｍ３左右。需传热面积小而所采用的设备加工材料两者基本相同。从运行费用来看，如果没有废热可利用则反渗透的成本最低，在有废热可利用的情况下，低温多效的运行成本最低。从设备使用寿命来看，４种方法相当，但反渗透法每隔２～３ａ需换一次膜。从生产
的淡水水质看反渗透法的盐度最高，其他几种相当。
从装置的产量可调节性看，反渗透和低温多效蒸馏
最好，多级闪蒸较差。因此在实际的海水淡化工程（５）系统的热效率高。３０余度的温差即可安排１２以上的传热效数，从而达到１０左右的造水比。（６）系统的操作安全可靠。在低温多效系统中，
发生的是管内蒸汽冷凝而管外液膜蒸发，即使传热中采用什么方法应具体情况具体分析。
２４海洋技术第２１卷
表１４种主要海水淡化方法的投资及性能比较
海水淡化方法反渗透低温多效蒸馏多级闪蒸．压汽蒸馏
主设备投资低较低稍高稍高
取水及预处理投资高低稍高低
运行费用较低较低较低稍高
设备使用寿命（ａ）长（需换膜）长长长
水质（含盐量ｍｇ／Ｌ）５００５５５
技术成熟程度成熟成熟成熟成熟
装置操作弹性好好较差较好
３００～４００ｔ蒸馏水。
４低温多效海水淡化的应用（３）与固体废物燃烧炉结合
这类应用可通过废热锅炉产生蒸汽供给低温多
低温多效蒸馏海水淡化技术，可利用电厂、化效淡化装置造水，在大多数情况下，利用中间蒸汽工厂或低温核反应堆提供的低品位蒸汽，将海水多透平发电后再造水会更经济（如垃圾电站与海水淡次蒸发和冷凝达到较高的造水比（１０左右），特别适化的结合）。
合于利用低位余热的大中型海水淡化使用。低温多（４）利用工业冷却水、工业废气造水
效蒸馏海水淡化技术生产的蒸馏水纯度极高（盐度通过板式换热器或热管换热器将热量传递给中＜５ｍｇ／Ｌ），可作为锅炉的补充用水、生产过程的工间介质以防止污染产品水。回收了热量的中间介质艺用水或者大规模的市政饮用水供水。该技术在国在闪蒸室闪蒸后又回到换热器循环，而产生的蒸汽外已有２０多年的发展历史，目前最大装置产量为引入到低温多效淡化系统用于造水。
２５０００ｔ／ｄ，已有数百台１０００ｔ／ｄ以上的装置在世（５）利用太阳能、地热造水
界各地运行。同上一种方式一样，这类应用可通过板式换热
低温多效蒸馏海水淡化技术以明显的技术优势器将热量传递给中间料液，中间料液在一个闪蒸室及装置组合的灵活性，使它可以利用各种形式的低闪蒸后又回到换热器循环，而产生的蒸汽引入到低位热源，目前成功的运行方式有以下几种。温多效淡化系统用于造水。
（１）和火力发电厂结合，水电联产
可以从绝压０．２～Ｏ．４ｋｇ／ｃｍ２的任何地方背压５
抽气造水。与抽取２～３ｋｇ／ｃｍ２背压蒸汽的高温蒸低温多效海水淡化技术的发展趋势馏系统相比，低温多效海水淡化装置允许蒸汽在透
平机中进一步膨胀做功，减少发电损失，提高发电作为极具前途的低温多效蒸馏海水淡化技术，机组效率，使电厂热效率从３５％提高到６５％左右。将体现出如下的发展方向Ｈｊ。
如只能提供压力为２～３ｋｇ／ｃｍ２的蒸汽，可利用高５．１装置规模的大型化和超大型化
压蒸汽将淡化装置的低压蒸汽压缩得到更多的加热蒸馏法海水淡化的技术指标与其装置规模密切蒸汽，提高淡化装置的造水比。相关，装置容量越大，其经济性就越强。因此，蒸
（２）利用柴油发电机的热量馏法海水淡化正在向提高装置容量的方向发展。目在柴油发电机中，大部分废热通过其废气、缸前多级闪蒸的最大单机容量已经达到日产淡水５万套水和冷却油排放。这部分热量占柴油燃烧所放出余ｔ／ｄ，国外也有设想将压汽蒸馏的单机造水容量热量的４０％～５０％，如果将此热量回收用于海水淡增大到１１０００ｔ／ｄ。在美国的南加州［２’３３正在计划建化，可使柴油发电机的效率提高到８０％以上。利用设日产淡水２８．４万ｔ的多效蒸馏海水淡化工程，淡这种流程，每１０００ｋｗ的发电机组，每天可以生产化装置的总效数为３０，造水比２２，共有５３５个相同
第４期尹建华等：低温多效蒸馏海水淡化技术２５的管束，海水淡化的目标成本为０．４９ＵＳ￥／ｍ３。５．３与核能等新能源的结合
５．２新材料、新工艺的采用使装置性能提高在世界范围内已经有１３座与核电站结合的海
蒸馏法海水淡化发展的另一个趋势就是采用新水淡化厂。利用自主知识产权的低温核供热堆为海材料和新工艺来提高性能。以色列淡化工程公司使水淡化提供廉价能源也是具有发展前景的技术。另用光滑铝合金管作为传热管材降低了设备造价，提外，一般核电站的退役燃料还有大量的废热，传统高了竞争能力。南加州海水淡化工程的实验结果表办法处理这些核废料需要巨额资金，将其利用可变明，竖直排列的铝合金波纹管的传热系数比光滑管废为宝并降低能源成本。中国核工业总公司的低品高２．５倍以上，可明显降低材料的使用量。另外，该位核燃料高效利用技术取得突破之后，可以利用这淡化工程蒸发器的壳体设计材料为特种混凝土。据些核燃料建造低温核供热堆，用核供热堆产生７５～悉，新加坡组建了国家高性能混凝土实验室，研究１１０℃的蒸汽，冬季供暖、夏季造水。由于我国沿海新加坡的海水淡化装置使用混凝土为蒸发器壳体材城市的人口较多，如果用海水淡化解决用水问题，需料的可行性，并在世界范围招聘相关的工程技术人要大型海水淡化装置，而低温核供热反应堆是较好员加盟。２０世纪９０年代成立的美国水脱盐国际公的结合模式。据悉我国将上马低温核供热反应堆，配司（ＷＤＩ）采用效率高达９５％的蒸汽压缩设备、带套多效蒸发海水淡化装置，该项目成功后将为我国沟槽的薄钛管作为传热材料、特种混凝土作为蒸发的低品位核燃料的利用和大规模蒸馏法海水淡化技器的壳体，使得海水淡化设备及厂房一体化且达到术的推广提供技术示范，甚至进入国际市场，形成４０ａ的使用寿命，显著地降低造水成本。可以认为，我国的新经济增长点。
新型制造材料的使用将显著降低海水淡化装置的制
造费用或提高装置性能。６结束语
海水淡化传热材料的选材在国际上存在两种流
派，其一是使用铝黄铜以上包括钛材在内的贵金属低温多效蒸馏海水淡化技术自８０年代投入使材料确保装置使用寿命，这种公司以法国Ｓｉｄｅｍ公用以来，发展十分迅速，已有数百台１０００ｔ／ｄ以上司和美国ＷＤＩ为代表；其二是用特种铝合金管降低的低温多效淡化装置投入使用。在国内，国家海洋设备造价、采用包括电化学保护在内的特种措施确局天津海水淡化与综合利用研究所已通过“八五”、保装置２０ａ以上的使用寿命，这种公司以以色列“九五”攻关掌握了这一技术，现在正在山东黄岛电’ＩＤＥ公司为代表。如此做法需要更高的综合技术措厂进行３０００ｔ／ｄ的示范装置建设，示范装置的成功施，但是可以明显降低设备造价，有利于在国内推将加快低温多效海水淡化技术在我国的推广应用。广使用。
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２６海洋技术第２ｌ卷
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ＳｅａｗａｔｅｒＤｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ
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（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅａｗａｔｅｒＤｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎａｎｄＭｕｌｔｉｐｕ？＇ｐｏｓｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ＳＯＡ，Ｔｉａｎｊｉｎ，３００１９２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｕｌｔｉｐｌｅｅｆｆｅｃｔｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ（ＬＴ—ＭＥＤ）ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｏｕｒｍａｉｎ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｃｏｓｔｓ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｓａｒｅｃｏｓｔｓａｎｄｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎｔｏｔｈｅｅｎｄｏｆｐａｐｅｒ，ｔｈｅＬＴ—ＭＥＤｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｂｕｉｌｄｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅｃａｐａｃｉｔｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｕｓｅｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ａｎｄｂｉｎｅｔｈｅＬＴ——ＭＥＤｗｉｔｈｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｎｕｃｌｅａｒｒｅａｃｔｏｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｕｌｔｉｐｌｅｅｆｆｅｃｔｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；ｓｅａｗａｔｅｒｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄ
国家经贸委有关领导听取我所海水资源开发利用情况汇报
２００２年４月２５墨，国家经贸委资源节约与综合剩用司赵家荣司长、翟青剁司长等领导专题听取我所李常建常务剐所长、侯纯扬副所长等关于海水淡化与资源开发利用的情况汇报。
赵司长对海承淡纯技术秘产盘发展表示了离度关注，在骣取汇报震指出；国家骞度奖注海水淡化、海水资源开发利用事业。经贸委在实际工作中已感受到相关奄业对海水淡化等海水资源开发利用事业的巨大需求。关于海水淡纯等海水资源开发乖ｊ用的技术攻关，将商请授装司给予支持；关予海水淡纯、海水循环冷却等示范工程，认为应由国家投入必要资金，加以推动，资源节约与综合利用司将通过国债项目、“双高一优”项目贴息等形式尽力支持；同时准备联合科技部等部委和国家海洋餍，向酲务院写报告反映有关产韭发展过程中存在的困难，如实施示范工程存在的资金问题，努力从财政上拿出些资金用于支持示范工程和攻关补助等。（唐琳虹）
低温多效蒸馏海水淡化技术
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被引用次数：尹建华， 吕庆春， 阮国岭国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津,300192海洋技术OCEAN TECHNOLOGY2002,21(4)65次
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引用本文格式：尹建华.吕庆春.阮国岭 低温多效蒸馏海水淡化技术[期刊论文]-海洋技术 2002(4)
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