低温多效海水淡化

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热力压缩低温多效海水淡化特点及控制技术
热力压缩低温多效海水淡化特点及控制技术
结合热力压缩低温多效海水淡化技术在神华河北国华黄骅发电厂的应用,介绍了采用该技术海淡设备的运行情况与海水淡化工艺流程,该工艺具有对海水的预处理较为简单、出水水质优良等技术特点,并对海淡设备的运行压力、温度、液位等关键性控制参数,进行了技术分析,提出了防止设备结垢与腐蚀的措施.
作者：孙小军桑俊珍庞毅张建华 SUN Xiaojun SANG Junzhen PANG Yi ZHANG Jianhua 作者单位：河北省电力研究院,石家庄,050021 刊名：电站辅机英文刊名：POWER STATION AUXILIARY EQUIPMENT 年，卷(期)：2009 30(3) 分类号：P747 关键词：热力压缩低温多效海水淡化反渗透多级闪蒸。

低温多效海水淡化原理低温多效海水淡化原理的主要过程包括蒸发、冷凝和凝结。

在蒸发过程中，热量被用来将海水转化为蒸汽，而盐和其他杂质则保留在液体中。

在冷凝过程中，蒸汽再次变成液体，释放出热量。

在凝结过程中，将低温的海水与冷凝水接触，使其再次蒸发，释放出更多的热量。

这样，能源被充分利用，从而减少了能源的消耗。

具体来说，低温多效海水淡化技术主要有以下几个关键步骤：首先，在多级蒸发器中，利用低温蒸发原理将海水加热到比沸点低的温度。

由于蒸发器内的压力较低，水分子会从液态转变为气态，形成蒸汽。

同时，由于蒸发过程中热量的吸收，水中的盐和杂质会被保留在液体中，从而实现淡化海水的目的。

其次，在冷凝器中，将蒸汽冷却，使其再次变成液体。

这个过程中，蒸汽释放出的热量被吸收，用于加热海水和蒸发器。

这样，能源得到了有效利用。

然后，在凝结器中，将低温的海水与冷凝水接触，使其再次蒸发。

在这个过程中，海水中的热量被冷凝水吸收，同样地，冷凝水在蒸发的过程中释放出热量，从而继续提供能量。

这种多重效应的产生有助于提高低温多效海水淡化技术的能源利用效率。

最后，通过将多级蒸发器、冷凝器和凝结器连接在一起，并根据需求循环使用的方法，可以实现海水的淡化。

整个系统的设计可以根据需要进行调整，以适应不同的应用场景和海水淡化需求。

低温多效海水淡化技术具有能源利用高效、产水量大、操作稳定等优点，广泛应用于海水淡化领域。

然而，该技术在实际应用过程中也存在一些问题，如设备成本较高、操作复杂等。

因此，科学家和工程师们正在不断努力改进和优化该技术，以提高其实际应用的效果和经济性。

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。

科技成果——余能低温多效海水淡化技术成果简介近年来由于多效蒸馏（MED）海水淡化汽源适应性强、不宜结垢及腐蚀等优点得到迅速发展和应用，但行业内低温多效海水淡化装置绝大部分为“TVC”模式（利用热压缩器）运行，该模式多使用压力0.4-0.9MPa的高品质蒸汽作为淡化汽源；少部分在E模式（不利用热压缩器）下运行的装置也是使用减温减压器将正压蒸汽减温减压成负压蒸汽后使用。

目前凝汽式汽轮机的末端排汽，均为通过间接式换热，将末端排汽凝结成水回至锅炉，而排汽中大量的潜热被冷却水或冷却空气带走，进而释放至大气中，经测算散失的热量占整个发电机组投入热量的60%左右。

本技术得到国家科技支撑计划的项目（2006BAB04B01）资助，其核心是遵循能量梯级利用的原则，将企业内各主工艺产生的富余蒸汽以及各主工艺产生的煤气等可燃副产品通过锅炉燃烧产生的蒸汽首先用于汽轮发电机组发电，做完功的负压排蒸汽（乏汽）再直接进入低温多效海水淡化装置制取除盐水，做到发电与海水淡化的紧密结合，实现真正意义的“水电联产”。

该技术目前已获得国家发明专利（专利号：ZL200810103167.5），经过对关键技术和关键装备的不断攻关，目前已形成相关设计、加工、制造及运行方面的知识产权及专有技术，并具备了工程化推广应用的条件。

基于该技术建设的实际工程通过了行业专家的科技评估验收，并获得“首钢总公司科学技术一等奖”、“中国钢铁工业协会、中国金属学会科学技术二等奖”、“北京市科学技术二等奖”，该技术对于利用余能降低低温多效海水淡化的制水成本具有重要意义。

典型余能低温多效海水淡化技术工艺流程图典型案例项目名称：首钢京唐2×12500m3/d低温多效海水淡化配套2×25MW汽轮发电机工程项目概况：通过一系列关键技术及关键装备的攻关，在位于河北省唐山市曹妃甸工业区的首钢京唐公司钢铁厂成功建成了2×12500m3/d低温多效海水淡化配套2×25MW汽轮发电机“水电联产”项目，该项目自2011年10月成功投产以来，运行稳定、可靠、高效，各项技术指标均达到或优于设计标准。

低温多效蒸馏海水淡化控制系统的设计与实现一、引言随着全球人口的增加和经济的发展，水资源日益紧缺。

海水淡化技术作为解决淡水短缺问题的重要手段，受到越来越多的关注。

低温多效蒸馏是目前海水淡化技术中应用最广泛的一种方法之一。

本文将介绍低温多效蒸馏海水淡化控制系统的设计与实现。

二、低温多效蒸馏技术原理低温多效蒸馏是一种利用热能将海水中的盐分和杂质去除的方法。

其原理是：将海水加热至沸点，产生蒸汽，然后通过冷凝器使蒸汽冷却成为纯净水。

在低温多效蒸馏过程中，采用了多级加热、多级冷却和再循环利用等技术，使得能量利用率达到了较高的水平。

三、控制系统设计1. 控制策略低温多效蒸馏控制系统主要控制加热、冷却、循环等过程。

在设计控制策略时，应根据不同阶段的工作状态，选择不同的控制方式。

例如，在启动阶段，应采用自动控制方式，确保系统能够安全启动；在稳定运行阶段，应采用PID控制方式，保持系统稳定运行。

2. 控制器选型控制器是实现控制策略的核心部件。

在低温多效蒸馏控制系统中，通常采用PLC或者DCS等高级控制器。

这些控制器具有高可靠性、高精度、易于编程等优点。

3. 传感器选择传感器是获取实时数据的关键部件。

在低温多效蒸馏控制系统中，需要选择合适的传感器来获取温度、压力、流量等参数。

常用的传感器有热电偶、压力传感器、流量计等。

4. 人机界面设计人机界面是操作者与系统进行交互的重要部件。

设计一个直观、易于操作的人机界面对于提高系统运行效率和降低操作难度至关重要。

四、实现方案1. 系统架构低温多效蒸馏海水淡化控制系统主要由PLC或DCS控制器、传感器、执行机构和人机界面组成。

其中，控制器负责实现控制策略，传感器负责获取实时数据，执行机构负责执行控制指令，人机界面则提供操作者与系统进行交互的界面。

2. 系统流程低温多效蒸馏海水淡化控制系统的流程可以分为启动阶段、稳定运行阶段和停机阶段。

在启动阶段，系统需要进行自检和初始化；在稳定运行阶段，系统需要根据设定参数进行PID控制；在停机阶段，系统需要安全停止并保存数据。

科技成果——低温多效蒸馏海水淡化技术成果简介多效蒸馏海水淡化技术（MED）是目前国际上广泛应用的主流淡化技术之一，淡化过程控制盐水的最高蒸发温度不高于70℃、海水浓缩倍率小于2。

项目技术集成了“十五”科技支撑计划的科技成果，受到“十一五”国家科技支撑计划-5万m3/d低温多效海水淡化成套技术与装备开发（2006BAB03A01）的资助，开发出了MED高效节能工艺，以及引射系数可调节的蒸汽热压缩装置（TVC）、铝合金传热管、国产阻垢剂以及喷淋布液、汽液分离元件和弹性连接胶圈等关键部件和材料，完善了智能化控制系统；建成30m3/d中试验证平台，进行了工艺系统和多项关键参数、传热管和阻垢剂等核心材料、TVC等关键部件的验证和优化；通过系统优化将有效传热温差从30℃提升到50℃，系统热效率提高60%；在此基础上形成了集技术研发、工程设计、设备制造、调试运行、仿真培训为一体的MED集成创新技术体系。

项目技术以100%国产化率中标3个印尼海水淡化工程，总规模2.1万m3/d，合同额2.6亿。

这些工程通过国际第三方机构（HPTC）的检验，移交业主使用。

实测结果：7效淡化装置达到10以上的造水比，吨水能耗（1.24-1.43kWh），产品水TDS（5.3-7.98mg/L），全部指标优于合同要求；用日产5千吨级的装置达到了国外公司日产2.5万吨级装置的技术性能。

获得专利授权13项，其中发明专利6项；制定蒸馏海水淡化相关标准5项，其中发布实施3项；完成海水淡化专著2部，发表论文22篇，完成专题研究报告和专题规划30多篇。

实现技术股权收益1600万元，工程设计收入1530万元，其他咨询收入473.5万元。

项目技术的部分成果“2×3000m3/dMED+RO海水淡化示范工程”获2007年海洋创新成果一等奖，“3000m3/d、4500m3/d低温多效海水淡化成套技术国产化及应用”获2013年海洋科学技术奖一等奖。

低温多效蒸馏海水淡化技术方案海水淡化，这个话题其实不难懂，就是把海水中的盐分和杂质去掉，变成可供人类饮用的清水。

大家知道，现在地球上的水资源分布并不均衡，有些地方水多得都能游泳，有些地方干得像个沙漠。

可惜的就是，海水虽多，却不好用，盐分太高，不能喝也不能灌溉作物。

所以，科学家们就发明了各种办法来从海水里“提炼”出干净的水。

低温多效蒸馏技术，听起来挺高大上的样子，实际上呢，说白了就是通过加热海水、蒸发再冷凝，让海水中的盐分被甩掉，只留下干净的水。

嘿，说得简单，但做起来可没那么容易。

这种技术咋运作呢？其实就是通过一种“蒸馏”过程，但跟传统的蒸馏有点不太一样。

传统蒸馏常常是通过高温把液体蒸发成气体，再把气体冷却成液体。

而低温多效蒸馏的“低温”可是关键，它跟普通的蒸发不太一样，整个过程是在一个相对低的温度下进行。

你想，咱们生活中用的水壶加热水，不是要烧开才能变蒸汽吗？低温多效蒸馏就利用了这个原理。

水被加热到一定温度后蒸发，但温度远低于水的沸点。

加热后的蒸汽经过冷凝装置，又变成了水滴，重新流到容器里。

这样一来，盐分和其他杂质都被“甩”了出来，剩下的就是纯净水。

为什么要用“低温”？哦，这就是科学家的聪明之处。

低温下蒸发的能量少，节省了很多电力。

大家知道，海水淡化的电力消耗一直是一个大问题。

如果温度过高，能源成本就会飙升。

而低温多效蒸馏技术，它通过让蒸汽在低温下多次蒸发、冷凝，减少了能源消耗，同时也提高了效率。

就像你拿着一杯热水，喝一口后放着，杯子里的水蒸发得很快，但如果你拿到低温环境下，水蒸发速度就慢了。

对比之下，低温下反复蒸发，效率高，消耗低，水不止喝得更快了，成本也能节省。

这个技术的关键是“多效”。

什么意思呢？就是不是简单地蒸发一次再冷凝，而是把这个过程重复几次，每次蒸发都在相对较低的温度下进行。

这样，水的质量更好，产量也更大。

你想啊，普通的蒸馏就是一次搞定，效率低还费电。

低温多效蒸馏就像给它加了“涡轮增压”，提升了效率，减少了成本。

低温多效海水淡化运行出现的问题及应对措施低温多效海水淡化是一种新型的海水淡化方式，这种方式克服了传统海水淡化技术在能量利用率、蒸发效率和海水淡化效果上所存在的不足。

但是，由于低温多效海水淡化的特殊工艺结构，在实际运行中也会出现一些问题，以下就对低温多效海水淡化运行中出现的问题及应对措施作一次简单的介绍。

一、进水处排污设施不合理低温多效海水淡化的运行过程中，淡化的第一步就是进水处的污染物的去除，如果排污设施不合理，就会影响海水淡化的效果，甚至可能导致海水淡化效果不佳。

因此，在安装低温多效海水淡化系统时，要确保进水处的排污设施是合理的，以保证海水淡化的效果。

二、管道内部沉积物低温多效海水淡化的管道内部的沉积物也是一个常见的问题。

如果管道内部有沉积物，就可能会影响海水淡化的效率，甚至可能会破坏管道的结构，从而影响海水淡化的效果。

因此，在运行低温多效海水淡化系统时，应定期检查管道内部的情况，及时清理沉积物，以保证海水淡化的效果。

三、变频调速不当低温多效海水淡化的变频调速也是一个常见的问题。

如果变频调速不当，就可能会影响海水淡化的效率，甚至可能会造成超负荷运行，从而影响海水淡化的效果。

因此，在运行低温多效海水淡化系统时，应定期检查变频调速的情况，及时调整变频调速的参数，以保证海水淡化的效果。

四、过滤器清洗不当低温多效海水淡化系统的海水淡化过程中，过滤器也是一个关键的部分，如果过滤器的清洗不当，就可能会影响海水淡化的效率，甚至可能会使过滤器受损，从而影响海水淡化的效果。

因此，在运行低温多效海水淡化系统时，应定期检查过滤器的情况，及时清洗过滤器，以保证海水淡化的效果。

五、不当的控制系统低温多效海水淡化的控制系统也是一个常见的问题。

如果控制系统不当，就可能会影响海水淡化的效率，甚至可能会影响海水淡化的安全性，从而影响海水淡化的效果。

因此，在运行低温多效海水淡化系统时，应定期检查控制系统的情况，及时调整控制系统的参数，以保证海水淡化的效果。