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1 前言1.1 概况我国淡水资源极为匮乏，全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中100多个城市严重缺水。
淡水资源短缺乃至水危机是我国经济社会可持续发展过程中的最大制约之一。
电厂在生产电能的同时，可利用其廉价的热和电，进行海水淡化，不仅可满足其工业用水的需要，而且还可为周边地区提供淡水水源。
在推动和利用海水淡化技术方面，电厂有着其得天独厚的有利条件。
因此滨海电厂配套建设海水淡化装置已成发展趋势。
1.2 水源及水质特点某电厂取水具有海域辽阔、水量充沛、海水较清、悬浮物及有害微生物少等特点，可大大节省海水取水成本及原料海水预处理成本。
海水水质分析报告如下：1.3 海水淡化规模根据建厂地区的缺水状况，电厂可针对性地提出水电联产的方案，目前可解决电厂的淡水用水，以后可根据需要适时配套建设大规模的海水淡化厂，为地方经济发展提供淡水资源保障。
本项目结合2×1000MW发电机组的建设规模，暂按配套建设2×104m3/d规模的海水淡化装置设计；并对总规模为40×104m3/d海水淡化厂作出展望。
本专题报告按本期工程厂内自用的2×104m3/d规模和规划容量的40×104m3/d的海水淡化站分别进行比较论述。
2 海水淡化技术概述海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有蒸馏法（俗称热法）和反渗透法（俗称膜法）。
蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT－MED)技术。
2.1 蒸馏法淡化技术2.1.1 多级闪蒸(MSF)MSF是蒸馏法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。
大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。
MSF的典型流程示意图见图2-1。
图2-1 盐水再循环式多级闪蒸（MSF）原理流程多级闪蒸过程原理如下；将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。
海水淡化系统水泵的技术参数选择1、船舶海水淡化设备工艺流程反渗透(SWRO)海水淡化工艺流程示意图，在反渗透海水淡化工艺中，待处理的原海水经过高压泵加压后，进入反渗透膜组件：经过反渗透膜的水为所需要的淡水，即产水;剩余未透过膜的部分水为浓度较高的海水，即浓海水。
这部分具有高压力能的浓海水通过PX能量回收装置将部分待处理的原海水直接升压，再用增压泵来补偿经过膜堆和管道损失的压力，这部分升压后的原海水与高压泵升压后的原海水混合后，送往反渗透膜组。
2、海水淡化设备技术参数不同规模的反渗透海水淡化系统所用高压泵的流量是由其日处理量和小部分余量决定的，压力是根据选用的膜的型号和通量、运行情况、原水水质和水温等情况而变化的，通常反渗透的操作压力范围为5.0-7.2MPa。
表2列出不同规模海水淡化系统所用高压泵的参数。
下面我们用50,000吨/天的海水淡化系统为例，系统回收率为42%，分5列反渗透单元，每列产能为10,000吨/天的系统。
对高压泵予以确定技术参数及合理选型。
假设海水为标准海水，水温为20℃.海水淡化装置的产水量指标接近高压泵的流量，即高压泵流量为Q=425m3/h。
高压泵所需的扬程是根据选用的膜的型号和通量、运行情况、原水水质和水温等情况而变化的，通常反渗透的操作压力范围为5.0-7.2MPa。
海水反渗透操作压力越高，操作成本就越高，设备投资也越高。
该系统要求高压泵扬程为67.2bar，即高压泵流量Q=425m3/h;扬程H=685m，效率指标不低于80%。
二、水泵选型1、选择水泵类型目前反渗透海水淡化处理系统中使用的高压泵主要有两种：柱塞泵和多级离心高压泵。
这些产品在国外技术都已比较成熟，产品已系列化。
我们针对五万吨海淡系统的每列的高压泵参数要求(Q=425m3/h,H=685m)，选择多级离心高压泵中的节段式多级离心泵类型。
2、选择水泵系列在节段式多级离心泵中，主要是出于对效率的要求，我们选择了PWTD(N)系列，该系列采用高效的水力模型，节能环保;模块化设计，全部采用膜片式加长联轴器，维护方便;结构合理可靠、寿命长，是滨特尔集团为广阔的中国市场提供的一款性能优良、结构可靠的产品。
海水淡化方法现代意义上的海水淡化则是在第二次世界大战以后才发展起来的。
战后由于国际资本大力开发中东地区石油，使这一地区经济迅速发展,人快速增加，这个原本干旱的地区对淡水资源的需求与日俱增.而中东地区独特的地理位置和气候条件，加之其丰富的能源资源，又使得海水淡化成为该地区解决淡水资源短缺问题的现实选择，并对海水淡化装置提出了大型化的要求。
在这样的背景下,20世纪60年代初，多级闪蒸海水淡化技术应运而生.现代海水淡化产业也由此步入了快速发展的时代.海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区，但并不局限于该地区。
由于世界上70%以上的人都居住在离海洋120公里以内的区域，因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用.最新资料表明，到23年止,世界上已建成和已签约建设的海水和苦咸水淡化厂,其生产能力达到日产淡水36万吨。
目前海水淡化已遍及全世界125个国家和地区，淡化水大约养活世界5%的人。
海水淡化，事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题，普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。
蒸馏法蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位.蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原旦如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带的咸味的.根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等.冷冻法冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。
冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所得到的淡水却并不多；而冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。
反渗透法通常又称超过滤法，是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。
该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。
在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。
反渗透知识膜分离技术作为新型、高效、节能的分离技术在水及其他液体分离域逐步占有重要的位置。
1953年美国佛罗里达大学的Reid 等人首次提出用反渗透技术淡化海水的构想，1960年美国加利福尼亚大学的Loeb 和Sourirajan 研制出第一张可实用的反渗透膜，标志着现代膜科学技术的诞生。
从此以后，反渗透膜开发有了重大突破，膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜等新型材料与高效膜。
操作压力也扩展到高压（海水淡化）膜，中压（醋酸纤维素）膜，低压（复合）膜和超低压（复合）膜。
80年代以来，又开发出多种材质的纳滤膜。
膜组件的形式近年来也呈现出多样化的趋势。
除了传统的中空纤维式、卷式、管式及板框以外，又开发出回转平膜、浸渍平式膜等。
在工业上应用最多的是卷式膜，它占据了绝大多数陆地水脱盐和越来越多的海水淡化市场。
中空纤维膜在海水淡化应用中仍占有一定的份额。
今天世界上反渗透、纳滤膜水处理装置的能力已达到每天数百万吨。
目前世界最大的反渗透苦咸水淡化装置在美国日产水量为28万吨的运河水处理厂；最大的反渗透海水淡化装置是位于沙特阿拉伯的日产水量为12．8万吨的淡化厂；最大的纳滤脱盐软化装置位于美国佛罗里达州，日产水量3．8万吨。
中国台湾除半导体、电子工业外，小型饮用水需求量也很大。
美国除大量使用中、小型及家用反渗透系统外，还建有许多大型公共供水系统。
1996年美国国立研究所发表了美国21个州以饮用水为目的的179家脱盐水厂的调查数据。
结果表明这些装置的总产水量为140万吨／日，各种脱盐方法在总装置产水能力中所占比重分别为：陆地水（苦咸水）反渗透47％，纳滤膜软化31％，海水淡化8％。
值得注意的是，纳滤膜软化装置的增长速度最快，大大高于其他方法。
这是因为纳滤膜不仅可在低压下水源软化和适度脱盐，而且可脱除三卤甲烷生成能（THMFP ）、色度、细菌、病毒和溶解性有机物，因而日益受到青睐。
膜法热法海水淡化技术经济分析大连海水淡化工程研究中心华维国一、海水淡化方法概述：海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程，通过脱除海水中的大部分盐类，使处理后的海水达到生活和生产用水标准的水处理技术，目前淡化方法已达数十种，达到商业化规模的主要有反渗透法和蒸馏法，也就是常说的“膜法”和“热法”，蒸馏淡化技术又分成多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏三种。
1、蒸馏法淡化技术蒸馏法又称蒸发法，是最早采用的淡化技术。
早期主要用于少量蒸馏水的生产和制糖工业的料液浓缩，近代工业逐渐用于电厂和大型工业锅炉供水。
蒸馏法与膜法不同，经蒸发所得的水就是蒸馏水，水质较高，产品水的含盐量（总固溶物）可以降到5ppm以下。
蒸馏法所能处理的原料水比其它方法更加广泛，原水含盐量从几百毫克/升到几万毫克/升都可适应。
蒸馏法海水淡化的装置类型较多，主要的有：多级闪蒸海水淡化、多效蒸发海水淡化和压汽蒸馏海水淡化。
以下对各种方法进行简介：（1）多级闪蒸技术(MSF)●基本原理多级闪蒸是将海水加热到一定温度后，引入到一个闪蒸室，其室内的压力低于海水所对应的饱和蒸汽压，部分海水迅速汽化，冷凝后即为所需淡水；另一部分海水温度降低，流入另一个压力较低的闪蒸室，又重复蒸发和降温的过程。
将多个闪蒸室串联起来，室内压力逐级降低，海水逐级降温，连续产出淡化水。
●工艺流程经过澄清和加氯消毒处理的海水，首先送入排热段作为冷却水。
离开排热段的大部分冷却海水又排回海中，小部分作为进料海水（补给海水），经预处理后，从排热段末级闪蒸室流入第一级闪蒸室，如技术原理所说明的那样，逐级降压，海水逐级降温，连续产出淡化水。
见图1-1。
多级闪蒸的造水比是指生产的淡水（蒸馏水）的重量与所消耗的加热蒸汽之比，是淡化厂经济效益的直接体现，通常小型装置的造水比较小，大型装置的造水比较高，如日产淡水几百吨或四、五千吨的装置，造水比一般为5-8左右；日产淡水万吨级的装置，造水比多在10以上，日产淡水四～五万吨的装置造水比可达到13-14。
海水淡化设备—10吨每小时
技术资料来源于莱特莱德合肥海水淡化设备工程公司
一、海水淡化设备概述
海水淡化设备可以有效的去除海水中的无机盐、重金属离子、细菌等有害成分。
10T/H海水淡化设备体积小、占地省、安装方便、无环境污染、性能稳定、出水水质符合国家生活饮用水的水质指标。
海水淡化设备广泛应用于各大海水淡化工程。
二、海水淡化设备主要技术内容
海水从取水头部取出后，根据不同的海水水质进行相应的预处理过程，其目的是使海水在进入反渗透膜之前达到SDI<3等控制指标，以确保反渗透膜的使用寿命。
经过预处理的合格海水用高压泵加压送入反渗透膜组堆，透过反渗透膜的水经收集后再经过适当的预处理送入管网系统供用户使用，未能透过反渗透膜的高压浓盐水进入能量回收装置以回收其能量，经过能量回收装置的浓盐水排回大海。
由于反渗透膜在国外已经是十分成熟的产品，因此反渗透海水淡化系统的技术关键在于合理的设计预处理系统、选用合适的高压泵和能量回收装置、设计完善的控制系统进行监测和控制、选用科学的材料和防腐措施以防止管路和系统的腐蚀。
另外，对于开放式取水，除了保证系统的污染指数外，还必须采取科学的杀菌灭藻措施以防止微生物对系统的侵害。
三、海水淡化设备特点及指标
1、投资少：投资额为其他工艺的1/2-2/3。
2、占地省：约为其他工艺的1/2-2/3。
3、能耗低：比其他工艺低20%以上。
4、对海水适应性强，设备机动性强。
海水淡化技术经济指标：
1、脱盐率 99。
5 %。
2、水回收率 35 %- 40 %。
3、吨水耗电 3 - 4 度。
4、吨水运行成本 3 - 4 元。
四、海水淡化设备工艺流程
常规反渗透法工艺流程是：原水→预处理系统→高压水泵→反渗透膜组件→净化水。
其中预处理系统视原水的水质情况和出水要求。
可采取粗滤、活性炭吸附、精滤等，精滤必不可少，是为了保护反渗透膜、延长其使用寿命而设立的。
另外，复合膜对水中的游离氯非常敏感，因而预处理系统中通常都配备活性炭吸附。
五、海水淡化设备的优势
(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，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。
六、海水淡化设备主要运行参数
海水淡化设备设计脱盐率一年内≥99%，三年内≥98%，回收率≥40，单套装置产水量为55t/h。
为防止膜表面的生成碳酸盐垢、硫酸盐垢和氧化性物质对膜的损害，在保安过滤器前设置了硫酸计量设备调节反渗透进水
PH值及阻垢剂和亚硫酸氢钠加药装置。
经过一级反渗透的设备后盐分含量仍然较多，所以系统中设置了二级反渗透。
二级反渗透设计脱盐率一年内≥97%三年内
≥95%，回收率≥85，单套装置产水量为46 t/h。
经过二级反渗透减少了后序锅炉补给水处理系统(混床)的负担。
海水淡化系统经过运行实践，各项指标基本满足了设计要求。
目前，海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低。
海水淡化技术主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反渗透系统回收率，增强系统抗污染能力等，该技术在全球海洋国家应该都有很好的市场前景。
