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低温多效海水淡化原理（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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海水淡化低温蒸憎工艺调试浅谈张印志瞿雯蒋卓初夏惠忠（上海电力建设启动调整试验所有限公司，上海市，200031）【摘要】随着淡水的日趋紧张，寻找新的水源势在必行,对于生活在海边的国家、地区，如何利用好海水淡化技术，越显重要。
本文主要介绍低温多效蒸馆海水淡化技术原理及以国产15000t/d低温多效蒸馆海水淡化系统为例，介绍其调试过程。
【关键词】低温多效蒸傳、海水淡化、国产、调试0引言海水淡化是将海水中的盐分和水分进行分离，生产生活或工业用水的过程。
其主要方法有蒸馆法、膜法等。
本文主要介绍蒸馆法中的低温多效系统调试。
低温蒸憎海水淡化系统每效蒸发器内是由换热管组成，换热管内是蒸汽，管外是与之换热的物料水。
第1效蒸发器内的蒸汽为外部来蒸汽加上末效抽汽，水蒸发形成新的蒸汽进入第2效蒸发器进行换热，此过程逐级进行，直至最后，所有蒸汽在凝汽器内凝结。
除第1效蒸汽冷凝下来的纯水通过凝结水系统进入纯水系统外，后面几效冷凝水从2效逐级自流至末效，通过成品水泵输送至纯水系统。
每效蒸馅后留下的浓盐水，从1效逐级自流至末效浓盐水侧，通过盐水排放泵外排。
1.国产15000t/d低温蒸憎海水淡化系统调试1.1设备系统概况本期海水淡化工程设置2套单机制水容量15000t/d的热法低温多效蒸憾海水淡化装置，系统总出力为30000t/d。
1.1.1主设备系统参数与第1效内海水进行换热，蒸汽冷凝成凝结水，而海表1主设备技术参数项目单位技术数据工艺方式TVC-MED 额定设计产水量m3/d15,000设计最大产水量m3/d16,500设计造水比（GOR）kg/kg>10设备设计出力调节范围%50-110蒸发器效数7效，全再循环效7效进水条件（TSS）mg/L200（建议V50）额定加热蒸汽压力MPa.a0.55额定加热蒸汽温度°C250额定设计蒸汽耗量t/h 55.7项目单位技术数据最大设计蒸汽耗量t/h65.8（110%额定产水量）产品水质量（TDS）mg/L<5产品水温度°C<40额定成品水产量t/h582.7最大成品水产量t/h647（110%额定负荷工况）额定凝结水量t/h98最大凝结水量t/h106.4凝结水温度°C<40凝结水质量（TDS）mg/L<2.5进料方式一级平流高低压两级进料，物料水一级蒸汽回热+凝结水回热加热额定设计海水进水温度°C25最高设计海水进水温度°C31（该工况不保证110%负荷出力）最低设计海水进水温度°C12额定工况海水设计用量t/h2060最大海水用量t/h3334海水含盐量g/kg32排放盐水设计浓缩比 1.47设计排放盐水盐度g/kg47.04排放盐水设计最高盐度g/kg49.3产品水温度/压力°C/MPa<40/0.2凝结水的温度/压力°C/MPa<40/0.4盐水设计排放温度°C<46真空系统方式二级射汽抽气器，二级蒸汽冷凝器制水电耗kWh/m3<1.01.1.2性能保证值>10<5表2设备主要性能保证值_______________________________________________________________________________________________________________造水比(GOR)___________________产品水质量 (TDS)1.2调试目的1.2.1通过调试考核设备和系统的性能是否安全可靠。
低温多效蒸馏海水淡化与热力发电厂联产方式选择马露露;代勇;许家琪;王运春【摘要】低温多效蒸馏海水淡化是现有热法海水淡化中能耗最低的工艺。
从热力发电厂供热方式及低温多效蒸馏供热需求考虑，提出了三种可行的联产工艺方式，包括“汽机抽汽—蒸汽压缩—低温蒸馏”、“汽机抽汽-蒸汽发生-低温蒸馏”和“汽机乏汽-低温蒸馏”。
然后以300MW级发电机组与单机12500t/d低温多效蒸馏装置配合为例，参考热电联产供热-发电热耗分配方法，对三种联产方式进行了能耗分析，反映了不同联产方式时淡化成本的区别。
%Low temperature-multi effect distillation (LT-MED) seawater desalination is the existing thermal desalination process in the lowest energy consumption. This article from the heating mode in thermal power plant and low temperature multi effect distillation heating demand, proposed three kinds of feasible coproduction process mode, including the“TVC–MED”,“Vapor Generation–MED”and“MED”. Then an example of 300MW class turbine generator units and single 12500t/d LT-MED device matched reference cogeneration heating and power allocation method for heat consumption, the energy consumption of three generation modes are analysed, reflecting the water cost difference of different cogeneration mode.【期刊名称】《发电技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P30-33,42)【关键词】低温多效蒸馏;热水电联产;成本分析【作者】马露露;代勇;许家琪;王运春【作者单位】北控水务集团有限公司，北京100124;华电电力科学研究院，浙江杭州310030;北京燃气能源发展有限公司，北京100000;华电电力科学研究院，浙江杭州310030【正文语种】中文【中图分类】TM611随着经济社会的快速发展，水资源的供应越来越紧张，已成为制约我国众多地区可持续发展的主要因素。
低温多效蒸馏海水淡化成本分析目前，我国是联合国公认的世界13个最贫水国家之一。
世界性的淡水危机，为海水淡化技术发展提供了广阔的市场，海水淡化技术的应用成为解决淡水资源危机的有效方法。
低温多效蒸馏(LT-MED)是海水淡化技术目前的主流技术之一，其原料海水的最高蒸发温度一般低于70℃，其特征是将一系列的水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器串联起来并被分成若干效组，用一定量的蒸汽输入，通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水的海水淡化技术。
淡化后的水含盐量小于 5 mg/L。
因其具有产品水水质好、预处理简单、腐蚀和结垢风险小、单机制水能力大以及技术经济性好等特点，得到了越来越多的应用，市场占有率逐步提高；但LT-MED技术的推广受成本限制极大,因此，降低制水成本是LT-MED技术研究的热点，也是进一步推广应用LT-MED技术的必要条件。
1工程概况某发电厂一期安装2-600 MW国产亚临界燃煤发电机组，二期安装2-660 MW国产超临界燃煤发电机组，循环水系统采用海水直流供水系统。
电厂利用4台机组抽汽，采用海水淡化工艺制取淡水，实施水电联产。
日产25000 m3淡水的海水淡化装置所需蒸汽由电厂一、二期工程汽轮机中压缸末级抽汽提供，原料海水由循环水供水管取水。
采用配置蒸汽热压缩器(TVC)的横管降膜低温多效蒸馏(LT-TVC-MED)海水淡化工艺,装置可以在40%～100%工况下运行。
主设备由串列式水平布置的10效蒸发器组成，在第7效的末端抽汽。
蒸发器采用多支座卧式直列布置在钢架上。
装置主要参数见表1。
2低温多效蒸馏技术成本分析低温多效蒸馏海水淡化的成本是一个比较复杂的问题，受多种因素的影响，如项目地理位置、气候条件、海水水质、海水随季节的温度分布及可利用的能源等诸多因素均影响着海水淡化的制水成本。
本文针对特定项目的具体方案进行成本分析。
海水淡化工程单位水量成本费用可分解为固定成本和可变成本。
低温多效海水淡化系统的Aspen Plus模拟作者：马朝勤来源：《中国科技纵横》2017年第20期摘要：本研究借助Aspen Plus模拟平台，建立了低温多效海水淡化系统的平流、顺流、逆流三种工艺流程，并通过实际工程对低温多效系统模型进行了验证，模拟计算得到的各效淡水闪蒸量，浓盐水闪蒸量，淡水累积量及造水比与实际数值基本一致，验证了模拟结果的可信性。
关键词：Aspen Plus；低温多效蒸馏；海水淡化中图分类号：P747 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0057-02当今，日益减少的水资源正在成为人类的生存危机，因此海水淡化得到了快速发展和广泛应用。
其中，适于产业化的低温多效蒸馏法（LT-MED）以“产品水质高、运行成本低、操作弹性大、热效率高、对海水预处理要求低”等特点成为了海淡技术的主要研究方向，但由于各效蒸发器间相互联系，参数相互制约，且工艺流程多样、装置组合灵活、操作工况易变，需要使用迭代的方法对各效进行物料衡算、热量衡算以及传热速率计算等，复杂的计算步骤导致流程的设计和优化非常困难。
而借助于Aspen Plus模拟平台，可以为低温多效海水淡化系统的设计提供有力指导。
1 低温多效系统模型的建立1.1 操作单元模型建立LT-MED海水淡化系统的操作单元主要包括蒸发器、闪蒸罐、冷凝器和蒸汽喷射器（TVC）[1，2]。
本研究应用Aspen Plus 软件中的Heater，Flash2，Valve，Mixer 和FSplit等模块间的不同组合，模拟海水淡化系统中的各个操作单元，详见表1所示。
1.2 低温多效系统模型建立以TVC位于末效的低温四效海水淡化系统为例，分别建立平流、顺流、逆流流程。
详见表2。
2 低温多效系统模型的验证2.1 组分定义和物性方法选择海水是一种含有多种离子的非常复杂的多组分水溶液。
为简化模拟，本研究将海水盐度以等量的氯化钠（NaCl）表示。
由于氯化钠在海水中表现为电解质，所以使用Electrolyte Wizard （电解智能工具）定义各种组分，并选择ELECNRTL作为物性方法来模拟海水系统。
海水淡化水处理药剂国产化技术研究与工程示范在全球水资源短缺和水污染问题日益严重的背景下，海水淡化成为一种可行的水资源补充方式。
然而，由于过去国内海水淡化技术受限于药剂的国外依赖，使得海水淡化成本高昂。
因此，海水淡化水处理药剂国产化技术研究与工程示范具有重要的意义。
海水淡化是指将海水中的盐分和其他杂质去除，得到淡水的过程。
传统的海水淡化技术主要有蒸馏法和反渗透法。
蒸馏法以能耗高、设备大型等问题限制了其应用广泛性。
而反渗透法以其运行成本低、操作简单等优势，成为目前主流的海水淡化技术。
而药剂在海水淡化过程中起到了至关重要的作用。
海水淡化水处理药剂是指在海水淡化过程中添加的化学物质，用于去除盐分和其他杂质。
常用的药剂有抑垢剂、消毒剂、阻垢剂等。
抑垢剂主要用于防止海水中的钙、镁等盐分沉积在反渗透膜上，从而防止膜结垢；消毒剂用于杀灭细菌、病毒等微生物；阻垢剂用于防止放水管道和设备内部结垢。
这些药剂的加入可以提高反渗透膜的使用寿命和过滤效果，降低运行成本，提高海水淡化效率。
过去，由于缺乏国内相关技术和设备，国内海水淡化水处理药剂多依赖于国外进口。
这不仅增加了海水淡化成本，而且限制了海水淡化技术的发展和应用。
在这个背景下，国内科研机构和企业开始进行海水淡化水处理药剂国产化技术研究与工程示范。
首先，国内科研机构加大了对国产药剂的研发力度。
通过引进和吸收国外先进技术，结合国内实际情况，对药剂的成分和性能进行优化与改良。
不仅使国产药剂的性能逐步接近国外同类产品，而且在研发过程中得到了其他相关技术的提高，推动了国内海水淡化技术的整体发展。
其次，科研机构与企业之间建立了紧密的合作关系，并开展了一系列的工程示范。
通过实际的工程示范，可以更好地验证药剂的性能和可行性，并对其进行进一步的优化和改进。
这种科研与应用结合的方式，加速了国产药剂技术的推广和普及。
此外，国内海水淡化项目的推进也为国产药剂提供了实际应用的平台。
例如，近年来，我国在南海岛礁上建设了一批海水淡化厂，这些项目为国产药剂的工程示范提供了机会。
低温多效蒸馏海水淡化国产阻垢剂的工业试验研究聂鑫1，孙小军2（1．神华河北国华沧东发电有限责任公司，河北沧州061113；2．河北省电力研究院，河北石家庄050021）摘要：阻垢剂的性能直接关系到低温多效蒸馏海水淡化装置的安全和经济运行，为检验国产阻垢剂的性能是否满足低温多效蒸馏海水淡化工艺要求，在现场海水淡化装置上进行了工业试验。
试验结果表明，国产阻垢剂具有良好的阻垢性能和缓蚀性能，能够满足大型低温多效蒸馏海水淡化装置的运行要求。
关键词：低温多效蒸馏海水淡化；国产阻垢剂；阻垢性能；缓蚀性能中图分类号：TM621．8文献标识码：A文章编号：1003-9171（2012）01-0012-04Industrial Experiment of Domestic Inhibitor for Low TemperatureMulti-effect Seawater DesalinationNie Xin1，Sun Xiao-jun2（1．Shenhua Guohua Cangdong Power Generation Co．Ltd．，Cangzhou061113，China；2．Hebei Electric Power Research Institute，Shijiazhuang050021，China）Abstract：Inhibitor performance is directly related to safe and economical operation of low temperature multi-effect seawater desalination equipment．To assess whether the domestic inhibitor meets the technical requirement of low temperature multi-effect seawater desalination equipment，an industrial experiment was conducted on desalination e-quipment on site．The test results showed that the domestic inhibitor has excellent scale and corrosion inhibition per-formance satisfying the requirement of large scale low temperature multi-effect seawater desalination equipment．Key words：low temperature multi-effect seawater desalination；domestic scale inhibitor；scale inhibition perform-ance；corrosion inhibition performance0引言神华河北国华沧东发电有限责任公司（又称黄骅电厂）位于河北省沧州市黄骅港，地处我国淡水资源严重匮乏的环渤海地区，黄骅电厂利用600MW等级抽凝式汽轮机抽汽作为汽源，采用低温多效蒸馏海水淡化技术制造淡水，最大程度降低火电厂的冷源损失，实现了“水电联产”。
黄骅电厂规划建设日产20万t海水淡化工程，目前通过技术引进与消化吸收已相继建成三台低温多效蒸馏海水淡化装置，其中单台日产1万t的1、2号装置由法国SIDEM公司引进，单台日产1.25万t的3号装置为我国自主研发的首台万吨级低温多效蒸馏海水淡化装置，现已形成日产3.25万t的海水淡化制水规模，不仅能够满足发电用水的需求，还实现了淡水的对外供应，成为国内唯一没有外界淡水补给的大型火电厂。
低温多效蒸馏海水淡化工艺（LT-MED）是20世纪80年代成熟的海水淡化技术，其特点在于可以较低的温度（低于70ħ）将海水蒸馏制得高品质淡水。
现代大型LT-MED装置多采用横管降膜式蒸发器（工作原理如图1所示）。
将一系列单效蒸发室串联起来，每一个蒸发室及其过程称为一效，多效蒸发过程在真空条件下进行，第一效的压力最高，以后各效的压力、温度依次降低，将前一效蒸发室蒸发出来的二次蒸汽引入下一效蒸发室作为加热蒸汽并在下一效蒸发室中冷凝为蒸馏水，如此蒸发和冷凝过程依次进行，可以得到数倍于单效蒸发量的淡化水量。
图1低温多效蒸馏海水淡化装置工作原理示意图1LT-MED 工艺的结垢与阻垢机理海水是一个复杂的稀溶液体系，含有80多种化学元素，总固溶物（TDS ）含量高达34500mg /L ，黄骅港的海水盐度一般保持在32ɢ左右。
LT-MED 工艺中蒸发与换热过程是在换热管表面同时进行的，随着海水温度和浓度的升高，海水中的成垢离子达到析出浓度会沉积在换热管表面形成盐垢，这些盐垢通常分为硫酸钙垢（硬垢）和碱性垢（软垢）两类，硫酸钙垢用一般无机酸不能溶解，一旦成垢往往要用机械或昂贵的处理方法才能清除，而碱性垢则可通过定期酸洗的方式去除。
1．1硫酸钙垢图2是海水中硫酸钙的析出图，横轴表示温度，纵轴表示海水含盐量及浓缩倍数，斜线部分表示硫酸钙亚稳区（海水在此区域易生成硫酸钙沉淀）。
由图2可见，当海水含盐量一定时，温度和浓缩倍数越高，越易生成硫酸钙沉淀。
LT-MED 装置蒸发器设计顶温（TBT ，首效的最高盐水温度）一般控制在65ħ左右，最高不超过70ħ，此设计温度位于硫酸钙亚稳区之外，在实际操作中海水浓缩倍数也通常控制在1．5以下，这就有效避开了硫酸钙的亚稳区，因此在LT-MED 图2海水硫酸钙析出图工艺中硫酸钙的结垢机率很低。
1．2碱性垢碱性垢一般以碳酸钙为主，天然海水的pH 均大于7，黄骅港海水的pH 保持在7．9 8.4，在这种呈弱碱性的海水中占主流的离子是HCO －3。
与海水中其它碳酸氢盐一样，碳酸氢钙易溶于水，但在海水受热的条件下，碳酸氢钙将发生如下分解反应形成难溶的碳酸钙沉淀：2Ca （HCO 3）→CaCO 3↓+CO 2↑+H 2O 由反应式可见，温度升高与压力降低均会使二氧化碳挥发而促使反应向右进行，LT-MED 工艺中加热海水、效内真空和脱除CO 2等不凝气体的运行条件恰好促进了碳酸钙沉淀的生成，因此为防止海水在蒸馏过程中结碳酸钙等碱性垢，目前国际上普遍采用的方法是在进料的新鲜海水中加入适量阻垢药剂，使水体中的小晶体或悬浮粒子稳定分散在水体中，破坏碳酸盐的晶体结构，保持碳酸盐溶解在水中而不是在换热管表面沉积［1］。
2国产阻垢剂工业化试验阻垢剂也称水质稳定剂，其作用是阻止水体中难溶盐类沉积成垢和抑制污垢生长，广泛应用于工业循环冷却水系统、海水淡化、锅炉、地热资源开发以及油气田等众多场合。
黄骅电厂1、2号海水淡化装置于2006年建成投产，是当时国内建成最早、容量最大的LT-MED 装置，装置全套设备以及其配套的阻垢剂均由国外进口，由于国外生产厂家对阻垢剂成分及制作工艺均严格保密，阻垢剂价格也随国际石油价格波动，国内用户一直面临进货渠道单一且价格变化幅度大的窘境。
为打破国外阻垢剂生产厂商的技术和价格垄断，黄骅电厂与西安热工研究院有限公司联合研制出我国首例适用于LT-MED 工艺的有机聚合电解质类阻垢剂，该类型阻垢药剂在通过实验室小型试验的性能验证后，为检验其性能是否满足现场设备的运行要求，黄骅电厂利用现场大型LT-MED 装置进行了国产阻垢剂的工业试验。
试验过程中，在1、2号装置的进料海水中分别加入相同剂量的国产和进口阻垢剂，在额定工况下通过运行参数和设备状况的检查与对比进行性能考核，以检验国产阻垢剂的性能是否满足现场大型LT-MED 装置的运行要求。
2．1阻垢性能试验LT-MED装置蒸发器换热管表面结垢会使传热恶化从而降低系统热效率，在设备运行期间一旦结垢或有结垢倾向时可通过运行参数和浓盐水水质变化间接反映出来，这些变化是指与设计值或理论值存在的较大偏差，如果换热管结垢严重，还可以通过蒸发器内部检查而发现。
根据国产阻垢剂工业试验方案，首先保持试验装置在额定负荷下168h不间断运行，记录设备运行参数并检测浓盐水水质，然后保持试验装置变负荷运行至累计产水量至10万t后打开蒸发器对监视管段进行检查，通过数据分析和检查结果判断试验期间是否出现结垢或结垢倾向，以此作为国产阻垢剂阻垢性能的检验方法。
2．1．1设备运行参数作为试验设备的1、2号装置均由四效蒸发室组成，根据25ħ海水温度下的热质平衡设计图，试验装置结垢的判断依据有：首效（一效）冷凝温度与其盐水温度相差3ħ以上，相邻效盐水温度相差3ħ以上，末效（四效）盐水温度保持额定而蒸馏水流量显著降低。
1号装置在额定负荷下168h不间断运行期间，首效冷凝温度与首效盐水温度之差均小于3ħ，波动区域也在设计范围内，说明试验期间1号装置蒸发器换热管束没有出现结垢现象。
1号装置在额定负荷下168h不间断运行期间，首效到末效的相邻效间盐水温度均相差3ħ以下，波动区域也在设计范围内，说明试验期间1号装置蒸发器换热管束没有出现结垢现象。
1号装置在额定负荷下168h不间断运行期间，末效盐水温度保持额定54ħ左右，蒸馏水流量也维持在317t/h左右而没有大幅波动，说明试验期间1号装置蒸发器换热管束没有出现结垢现象。
2．1．2浓盐水水质浓盐水的水质变化可反映其结垢倾向，其理论依据是：当蒸发器内海水被加热后不断蒸发形成浓盐水，随着海水的不断浓缩，海水中的离子浓度不断升高，当浓缩海水中的Ca2+、CO2－3、HCO－3和SO2－4等成垢离子达到析出浓度时，会在换热管表面形成CaCO3和CaSO4等沉淀，从而使浓缩海水中成垢离子浓度的增加趋势减缓或降低，表现为成垢离子的浓缩倍率明显小于非成垢离子的浓缩倍率，因此可以用比较海水中成垢离子与非成垢离子浓缩倍率的方法来判断其结垢倾向。
根据相关水处理理论，当水体中全碱度或钙离子降低，或者非成垢离子Cl－的浓缩倍率（KCl－）与全碱度的浓缩倍率（K全碱度）之差大于0．2（即：△A=KCl－－K全碱度＞0．2），或者非成垢离子Cl－的浓缩倍率（KCl－）与Ca2+、SO2－4的浓缩倍率之差大于0．5（即：△H＞0．5），就认为该水体有结垢倾向。
表1中所列数据是1号装置试验期间所产浓盐水中成垢离子浓度及其浓缩倍率的监测结果，1号装置保持变负荷168h不间断运行，在此试验期间△A均小于0．05、△H均小于0．05，说明试验期间应用国产阻垢剂的1号装置产生的浓盐水没有出现结垢倾向。
2．1．3换热管表面检查为进一步检验国产阻垢剂的阻垢性能，1、2号装置分别应用国产阻垢剂和进口阻垢剂，两台装置分别保持变负荷运行直至累计产水量达10万t后，打开1、2号装置的蒸发器对换热管进行检查，同时各取一、二效的监视管段进行酸洗，收集酸洗液，检测其中的成垢离子含量。
