以首钢为例低温多效海水淡化

低温多效海水淡化常见异常现象分析方法及处理摘要：针对海水淡化设备运行中出现较多或少见异常，在异常现象及参数变化中有针对性的进行分，明确异常方向，给后续设备运行提供指导意义。

关键词：内部污堵；外物脱落；设备异常；参数变化；处理方式1引言随着全球海水淡化技术的规模应用，海水淡化技术中生产设计以及运行维护等方面形成研究课题。

低温多效蒸馏海水淡化技术就是利用抽气系统降低装置内部气压，串联水平管喷淋降膜，使水的沸点全部降至70℃以下蒸发的技术，多效串联以提高其经济性。

实际运行中维持一定的系统运行压力可以提高其运行经济性和稳定性。

但是在日常运行中，真空系统会出现不同程度、不同现象的异常情况影响海水淡化设备运行。

总结真空系统异常主要有四大类：一、泄漏故障：主要系统或真空管道泄漏造成压力无法维持；二、污堵故障：真空或蒸汽管道污堵或不畅通导致的压力无法维持；三、装置性故障：主要表现为装置元件损坏造成的系统运行异常；四、人为误操作造成的异常故障。

以下根据我厂海水淡化设备历年来发生的各种真空系统典型故障案例进行总结分析，以起到相互学习及借鉴作用。

2故障类型典型案例分析2.1海水淡化运行中U型管大量漏水导致真空度下降2014年08月26日，08:20，04海水淡化正常运行，系统正常运行压力是15kPa。

监盘发现04海水淡化一效盐水液位快速上升至1300mm并继续上升，就地检查一效盐水液位与画面一致。

通过增加进效蒸汽流量，降低物料水流量设法降低一效盐水液位，调整无效。

08:44，蒸馏水电导突升至超标值，08:50，发现一效盐水U型管盐水温度测点处玻璃钢管道突然变形，向一效盐水侧吸气，同时一效蒸发室压力继续缓慢上涨，无法维持系统运行被迫停运。

根据现场情况以及参数异常变化分析：由于蒸发器处于负压状态运行，盐水U型管泄漏导致系统向蒸发室内吸气，影响真空。

同时，一效盐水无法通过U型管向后逐级自流至下一效，导致盐水液位上涨，最终通过隔板，溢流至蒸馏水侧，导致蒸馏水电导突然变大，盐水U型管泄漏，导致前一效盐水液位波动，漏点处漏真空，同时导致系统真空不断下降。

钢厂海水淡化工程风险管理研究发布时间：2021-06-28T10:05:01.490Z 来源：《工程管理前沿》2021年5期作者：董立新[导读] 本文将从工程风险管理理论运用于我国海水淡化工程中出现的问题进行合理解析董立新首钢京唐钢铁联合有限责任公司.河北唐山.063200摘要：本文将从工程风险管理理论运用于我国海水淡化工程中出现的问题进行合理解析。

对海水淡化概念作出解释，将具体的一个海水淡化项目实施中所遇到的风险管理问题做出阐述，通过举例说明面对海水淡化的处理对策，其目的是能识别当中的风险危害，保障工程的稳定性。

关键词：海水淡化；项目；风险在当今时代下，海水淡化的技术有了重大突破，反渗透（swro)、多级闪蒸(MSF)、多效蒸发（MED）成为海水淡化运用上的主流技术，这也让世界上海水淡化转向低能性且具有规模化的高效率发展之中。

海水淡化项目所需要耗费的资源财力都是较大的，并且施工程序复杂，施工难度较大。

进行海水淡化时会存在许多风险，而这里所指的风险也就是在钢厂海水淡化整体工程中出现的危险情况的可能性。

以下将通过首钢京唐钢铁联合有限责任公司一期海水淡化总承包项目工程为例，在海水淡化中可能出现的风险因素进行分析。

1.工程概况海水淡化就是利用海水脱盐，也就是把海水中存在的盐分除去，以此来获得淡水的工艺过程。

海水淡化是一项开发能源，增加水资源的一项技术，其目的是为了更好对水资源进行合理利用。

海水淡化的优点在于能够增加淡水总量，面对昼夜的转换，气候的变化都不会受到影响。

此项目位于河北唐山首钢京唐钢铁工业基地，运用低温多效的蒸馏水装置，工程单一日产就可产5万吨,，占地面积可以达到4.67万m2，其中一期的用地面积为1.66万m2,而预留的发展用低位3.01万m2。

此项目的工程坐落于钢铁厂区中部朝北的位置，主体结构的使用年限是有以45年以上权限，其框架抗震能力能达到丙级的标准，抗震防裂度能达到7度以上[1]。

低温多效海水淡化蒸发器内流动阻力的分析以低温多效海水淡化（LT-MED）蒸发器内蒸汽流动阻力为研究对象，介绍了管内阻力、管束阻力和除沫器阻力，分析了影响阻力的因素。

标签：海水淡化；蒸发器；阻力引言海水淡化的方法多种多样，其中LT-MED由于预处理要求低、耗能小等优点，已被广泛应用。

作为LT-MED系统的关键设备，水平管降膜蒸发器的性能直接影响了系统经济性。

由于蒸发器内蒸汽处于低温、负压、饱和状态，流动阻力引起的压降会导致温度变化，进而影响蒸发器的性能。

因此需要对流动阻力进行深入研究，寻求降低阻力的办法，力争在阻力最小的情况下达到换热要求。

1 水平管降膜蒸发器在LT-MED系统中，水平管降膜蒸发器主要由壳体、换热管束、海水喷嘴、除沫器、蒸汽室、管箱等部分组成（见图1）。

系统运行时，海水喷淋到顶排换热管上，然后以膜状形式逐级滴落到下一水平管。

蒸汽在管内冷凝放热，蒸汽凝结水就是生产出的淡水，海水受热蒸发产生的蒸汽流经除沫器进入下一效蒸发器作为加热蒸汽。

蒸发器内的流动阻力包括：管内阻力、管束阻力、除沫器阻力、通道内阻力、蒸气室和管箱内的局部阻力等。

其中管内阻力、管束阻力和除沫器阻力是主要的流动阻力。

2 管内阻力蒸汽在管内冷凝时形成了气液两相流动，会产生相应的压降。

如果管内流动阻力过大，根据饱和蒸汽的性质，压降损失将导致蒸汽在换热管进口和出口的饱和温度发生很大变化，凝结过程中的传热温差和传热系数也会发生变化。

所以管内流动阻力对蒸发器性能影响很大，不容忽视。

为了求解简化可以通过折算系数把管内气液两相流动阻力与单相阻力关联，先求单相阻力然后折算出两相阻力[1]：式中，（△P）l-管内仅为液相时的压降，Pa；Φ2-两相摩擦因子；fl-摩擦系数；go-换算系数；L-管长，m；D-管外径，m；vl-液体流速，m/h。

可以看出，蒸汽在管内的流动阻力随着管长、蒸汽密度和流速的增加而增大，随着管径的增加而减小；由于蒸汽密度、摩擦阻力系数以及马蒂内利参数都受温度的影响，因此蒸汽温度对管内流动阻力的影响很大。

58中国环保产业2018年第2期聚焦水污染防治Focus on Water Pollution Prevention and Control低成本海水淡化技术研究及应用唐智新，吴礼云，吴刚，梁红英，孙雪，薛腊梅（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山 063200）摘 要：海水淡化因成本较高，制约了我国海水淡化产业的进一步发展，国内某公司在已建热法海水淡化的基础上，研究开发了汽轮发电机组与热法海水淡化耦合、浓海水资源化利用、低品质余热资源利用、大型热法海水淡化装置加工制造等低成本海水淡化技术，并进行了实际应用，取得了良好效果，提高了我国海水淡化技术的竞争力。

关键词：低成本；海水淡化；研究应用；资源利用中图分类号：P747 文献标志码：A 文章编号：1006-5377（2018）02-0058-03海水淡化技术作为一种解决水资源短缺的重要手段，在全球范围内逐渐得到重视，技术日益成熟。

截至2016年底，全球海水淡化装机容量已达88.6×106m 3/d [1]，中国海水淡化装机容量约占全球的15%[2]，但很多海水淡化装置处于停产状态，主要原因是海水淡化成本及制水成本较高。

因此，当前面临的问题已不是“海水如何淡化”的问题，而是“如何降低海水淡化成本”的问题。

国内某公司是第一个沿海建设的大型钢铁联合企业，充分发挥了临海优势，在河北省曹妃甸地区建设成了冶金企业第一个海水淡化项目。

该公司根据大型钢铁企业特点，按照“循环经济”的理念，研究开发了“低成本海水淡化”技术。

1 汽轮发电机组与热法海水淡化耦合技术低温多效蒸馏海水淡化技术是指在真空情况下，海水的最高蒸发温度低于70℃的淡化技术[3]，可以利用各种低品位余热资源。

但目前低温多效蒸馏海水淡化装置使用的蒸汽一般来自锅炉专供、汽轮机抽气或高品质余热蒸汽，一般压力较高，使用时需经过降温减压，会造成大量热能损失，导致海水淡化成本较高，其中蒸汽成本约占海水淡化总成本的50%[4]。

0引言当前，淡水资源供应已经成为21世纪的主要问题。

自然界的水资源是有限的。

随着农业和工业生产的发展，随着发展中国家的人口膨胀和人民生活水平的不断提高，全球的用水量急剧上升，差不多每20年就增长一倍。

面对这些问题，海水淡化作为一种补足性的方案，不论从技术还是从经济的角度，都变得越来越重要。

海水淡化技术的发展，在效率、可靠性和经济性方面都有了很大提高。

低温多效是海水淡化的一种技术，本文就其原理和技术特点进行阐述。

1蒸馏主要的蒸馏方法包括：(1)单效或多效蒸馏，采用或不采用蒸汽压缩(2)闪蒸。

蒸馏法最主要的优点就是不需要对海水进行预处理，仅需进行标准过滤和简单的加氯处理（或其它相应处理）以杀死水中微生物。

即使在悬浮物含量很高的情况下（例如数百ppm），就可以对海水进行淡化。

海水的取水口必须设置在适当的位置，以避免被海藻或泥沙所阻塞。

蒸馏淡化装置在正确操作和维护的条件下每年的有效工作时间超过8300小时，其使用寿命超过20年。

目前全球共计日产1600万立米的海水淡化装置中，超过80是采用蒸馏法取得，这一成就在很大程度上是由上述的优点实现的。

2单效和多效蒸馏2.1单效蒸馏单效蒸发器是应用蒸馏技术的淡化装置中最简单的配置形式（见图1）。

在一个绝热的容器中装置一组水平的管道，管道中通入热的介质，一台抽气机来保持容器内的真空。

经过预处理的海水补给水从上方喷淋到管束的表面，由于进行抽真空，内部压力低，在管道内高温介质的作用下，再较低温度就已经沸腾。

在容器中还装置有一组使海水降温的冷却管道，沸腾的蒸汽在冷却管束的表面凝结成水。

从凝结器流下的水被收集到底盘中，并由水泵抽出。

海水补给水量远远大于产品水，其中的大部分用于形成喷淋在管束上的水幕。

海水中剩余的浓盐水也在容器的底部收集，由盐水泵抽出。

1单效蒸馏装置Q:蒸汽和海水的交换热量P:淡水产量r：汽化潜热k：海水补给量与淡水产量的比值dt：蒸发器内部与凝汽器出口的端差Y：单位产品淡化水所需要的热量如果r＝560kcal/kg，k＝3.5，dt＝7°C，那么Y≈585kcal/kg，基本上等于汽化潜热。

对低温多效海水淡化国产化工作技术难点的分析及建议张建丽（河北国华沧东发电有限责任公司）摘要：本文通过对海水淡化产业发展前景和低温多效海水淡化技术发展前景的展望，对低温多效装置国产化技术难点的分析，总结吸收黄骅引进海水淡化工程经验，提出了对国华电力公司海水淡化国产化工作的建议。

关键词：海水淡化；低温多效；国产化；难点；分析；建议1海水淡化产业发展前景海水淡化是指脱除海水中的大部分盐分，使处理后的水符合用水(如饮用水、锅炉补给水)标准的水处理技术总称。

在21世纪人类将面临严重的淡水紧缺问题。

对沿海城市和地区海水利用和海水淡化是解决淡水资源的有效措施之一，因为海水具有取之不尽、用之不竭的特点，是真正可持续利用的资源。

海水淡化是世界各国竟相发展的朝阳产业。

20世纪70年代以来，大多数沿海国家由于水资源问题日益突出都卷入了海水淡化的发展潮流。

目前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，解决了1亿多人的供水问题。

美国、日本、法国、以色列和韩国等国家，纷纷从国际海水淡化市场中获得了可观的利润。

我国是一个水资源严重短缺的国家。

缺水已成为制约我国经济社会可持续发展的重大瓶颈。

沿海特别是北方沿海地区是我国最缺水地区之一，2003年，北方沿海地区人口约2.11亿人，占全国总人口的16.3%，创造的GDP约占全国的23.9%。

该地区人均水资源量仅为全国人均水平的19%，属于极度缺水地区。

预测2010、2020年北方沿海四省（市），缺水量将分别达到166～255亿立方米和273～393亿立方米。

蓄水、跨流域调水等传统措施，不能增加水资源总量，难以全面解决缺水的根本问题。

北方沿海地区城市自来水价格相对较高，发展海水利用潜力巨大。

目前，随着我国经济的快速增长、综合国力的不断增强，我国海水淡化技术正面临着重要的发展机遇。

二〇〇五年八月国家发展和改革委员会、国家海洋局和财政部，为促进沿海地区水资源的可持续利用，引导海水利用快速健康发展，联合颁布《海水利用专项规划》，提出：2010年目标我国海水淡化能力达到80～100万立方米／日，海水利用产业国产化率达60％以上，2020年目标我国海水淡化能力达到250～300万立方米／日，海水淡化国产化率达到90％以上。

海水淡化浓盐水反渗透浓缩技术的研究徐升【摘要】具有高温度、高盐度的低温多效热法海水淡化浓盐水,无规律的任意排放会对周边海体环境造成一定的污染.某沿海钢铁企业基于对国内外海水淡化浓盐水利用情况的调查与分析,提出了针对海水淡化浓盐水利用的技术路线.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】4页(P58-61)【关键词】海水淡化;浓盐水;浓缩;反渗透【作者】徐升【作者单位】首钢京唐钢铁联合有限公司,河北唐山 063200【正文语种】中文【中图分类】TQ0851 概述某沿海钢铁企业建设有低温多效海水淡化设施，海水淡化装置技术领先，运行平稳，成为国内海水淡化装置的标杆。

公司提出了“水电共生”、“热膜耦合”等先进的理念，在海水淡化产业发展中着眼于“钢-电-水-盐”海洋循环经济的构建，在全国率先探索并建设了海水淡化浓盐水综合利用中试生产线，通过中试试验研发出技术经济合理的海水淡化浓盐水综合利用技术路线。

2 低温多效蒸馏海水淡化主要设施2.1 取水设施取水泵站取水口建于曹妃甸工业区内港池，取水口与取水泵站合建，采用敞开式引水。

泵站内共设置14台循环水泵及规划预留海水淡化二期取水泵，一期先安装12台循环水泵，同时还设有与循环水泵配套的进口拦截污栅装置、控制闸门、二次自动旋转滤网及水泵液控蝶阀出口阀门等。

泵站进水侧是共用前池，出水侧管路系统采用单元制衔接。

整个泵站由进水前池、净水间及水泵间组成，前池是为与港池顺利连接而设置的，与泵站垂直布置，池底高程为-12.0 m，高于港池底标高7.60 m，取水预留了充裕的备淤高度；泵站进水口尺寸为4.7m×3m和3.7m×3m，进水口顶标高为-9.0 m，海水取水口处最大流动速度为0.35m/s；进水口顶标高可充分保证取水要求。

为满足水质要求，设置旋转滤网10台。

在任何一个流道内都安装一台全自动清洗的旋转滤网，其主要性能参数：网室单面宽3.0 m，水室深度12 m，设计过流量4.79 m3/s，网孔尺寸：4.43×4.43 mm，过网流速：0.8 m/s。

浅析低温多效蒸馏海水淡化工艺的应用海水淡化又称海水脱盐，是从海水中获取淡水的一种技术和过程，由于其自身的优势性，使得其在世界范围内受到广泛的关注和好评。

本文介绍了低温多效蒸馏海水淡化技术在具体企业及发电厂中的应用情况，从而分析了该海水淡化技术的具体特点及相关的优势，进一步论述了海水淡化系统的运行及控制方式。

标签：海水淡化技术；低温多效蒸馏；性能参数一、当前的应用状况海水淡化技术采用低温多效蒸馏工艺，解决了钢铁企业的煤气、蒸汽动态平衡及零排放，形成钢铁企业内特有的水-汽-水循环，为钢铁企业余能余热的高效回收利用开拓了一条有效途径，也起到节能环保的双重作用。

如今，由于该技术的自身优势，在世界范围内得到了能源企业广范围的应用，得到了很大程度的欢迎。

二、与反渗透对比的技术经济应用优势相对于反渗透来说，低温多效蒸馏技术具有能耗高、预处理要求低和设备维护量小等工艺特点。

进料海水的悬浮物含量是该技术主要考虑的指标。

根据中国海洋行业标准《蒸馏法海水淡化工程设计规范》（HY/T 115-2008）规定，进入热法海水淡化装置的海水悬浮物含量要求小于50mg/L。

在海水淡化方面，目前我国已掌握反渗透和低温多效海水淡化技术，相关技术达到或接近国际先进水平。

低温多效蒸馏技术产水成本为5～8元/吨，在为人们提供了淡水的同时大大的节约了成本，这使得海水利用产业进一步得到推进，促进了我国经济的发展。

根据调查，全国海水淡化工程产水的终端用户主要分为两类：一类是工业用水，一类是生活用水。

在海水化学资源利用方面，除海水制盐外，我国海水提钾、提镁、提溴等也发展较快，产品主要包括溴素、氯化钾、氯化镁、硫酸镁。

其中，在浓海水综合利用及产品高值化产业化技术研究方面取得较大进展，完成了浓海水制盐滩田设施自动化、浓海水提溴自动化控制产业化技术改造，助推企业的转型升级，药用无机盐系列实现规模化生产并投入市场。

三、多效蒸馏具体的运行参数与控制要求就具体设备装置来说，海水淡化装置在水源上使用两种。

Science and Technology & Innovation｜科技与创新2024年第08期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.08.052海水淡化技术的应用杨华，韩韵佳，杜聪（河北工业大学能源与环境工程学院，天津300401）摘要：目前，从丰富的海水中提取淡水已成为解决全球淡水资源紧缺问题的主要方式。

现对几种常用海水淡化技术的原理进行简述，对其技术特点进行了总结。

针对较常用的海水淡化方法，重点介绍了国内外相关的研究成果与成功应用实例。

关键词：海水淡化；反渗法；多级闪蒸法；多效蒸馏法中图分类号：P747 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）08-0175-03目前，全球80个国家约15亿人口面临淡水资源短缺的问题，约1/3的人严重缺乏饮用水[1]。

地球上绝大部分水资源都储存在海洋中，地球的总储水量为1.38×1038 m3，但是淡水占比小，只有其中3%的水资源可以直接饮用或用来灌溉[2]。

因此，有学者考虑将海水转化为可用于生产生活的淡水，这样可以有效缓解全球的缺水问题。

经过半个世纪的研究，海水淡化技术逐步成熟且具有诸多优势，如海水储量大、获取海水成本低、生产稳定性强、受气候条件影响小、淡化水的水质纯净等。

本文简述了几种常用海水淡化技术的原理，并对其技术特点进行了总结。

综述了海水淡化技术的发展现状，以期为后续海水淡化的研究与应用提供参考。

1 常用海水淡化技术概述世界范围内常用的海水淡化方法如图1所示，其主要包括4类，即热法、膜法、冷冻法和离子交换法。

热法是最早用于海水淡化的方法之一，该方法先将海水蒸发成水蒸气，再将水蒸气冷却，从而获得淡水，热法包括多级闪蒸、多效蒸馏和蒸汽压缩3种。

膜法是一种基于膜的脱盐方法，最常用的膜法是电渗析法和反渗透法。

其中，反渗透法、多级闪蒸法和多效蒸馏法的应用较广[3]。

图1 海水淡化方法分类2 不同海水淡化技术的原理特点及应用2.1 反渗透法2.1.1 原理及特点反渗透海水淡化技术首先对海水施加超过自然渗透压的压力，迫使水分子通过半透膜，而盐分无法通过，以获得淡水[4]。