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海水淡化技术在火力发电厂中的应用分析 - 海水淡化技术在火力发电海水淡化技术在火力发电厂中的应用分析邵雪峰～张博Applied Analysis for Desalination inCoal-fired Power PlantShao XueFeng, Zhang Bo北京朗新明环保科技有限公司，北京市海淀区西四环中路16号院1号楼6层，100039Beijing Lucency Enviro-tech co，ltd.ththThe 6 Floor, 1, 16 Court.West 4th Ring Mid Road, HaiDian District, Beijing, China.Zip Code: 100039摘要:文章针对海水淡化与发电项目结合建设的可能性进行了研究，文章通过对比阐明，海水淡化利用电厂厂用电和部分公用设施，能够有效降低海水淡化总成本20%左右。
研究表明两类项目结合建设还具有节能环保、节能减排的经济意义。
Abstract:The assignment has done an executively research in relation to feasibility studies on the combination of seawater desalination and cogenerations, by comparisons, with comprehensively utilizing power andpartly public facilities enabled to diminish the total cost of desalination by 20%. The research manifests the combination of the two have the significant meaning to energy conservation, environmental protection, and emission reduction.关键词: 海水淡化;可行性;总成本;节能环保;节能减排Keyword: Desalination, Feasibility, the total cost, energy conservation and environmental protection, emission reduction.1 前言中国是水资源大国，同时也是人均水资源贫国，其人均水资源量为2220立方米，居世界第100位之后。
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。
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。
最新各海域海水淡化方案及水质参数一、引言随着全球人口的增长和经济的发展，淡水资源的短缺问题日益严重。
海水淡化作为一种获取淡水资源的有效途径，受到了越来越多的关注。
不同海域的水质参数存在差异，因此需要针对各海域的特点制定相应的海水淡化方案。
二、各海域水质参数分析（一）渤海海域渤海是中国的内海，其水质受到周边河流输入、工农业排放和海洋环流等因素的影响。
渤海海域的盐度相对较低，平均盐度约为30‰。
但由于周边地区的污染排放，海水中的有机物、氮、磷等污染物含量较高，水质较差。
（二）黄海海域黄海海域的盐度在30‰至32‰之间。
水质相对较好，但仍受到陆源污染和海洋生态系统变化的影响。
海水中的营养盐含量有所增加，同时存在一定程度的石油类污染物。
（三）东海海域东海海域的盐度在32‰至34‰之间。
由于受到长江等大河的淡水输入和沿岸经济活动的影响，东海的水质较为复杂。
近岸海域的污染较为严重，主要污染物包括重金属、有机物和富营养化物质。
（四）南海海域南海海域是中国最大的海域，盐度较高，一般在32‰至35‰之间。
水质相对较好，但在一些近岸区域，也存在着石油污染和富营养化等问题。
三、各海域海水淡化方案（一）反渗透法反渗透法是目前应用最广泛的海水淡化技术之一。
对于渤海海域，由于水质较差，在采用反渗透法之前，需要进行较为严格的预处理，去除水中的有机物、悬浮物和胶体等杂质，以保护反渗透膜。
而在南海海域，水质相对较好，预处理的要求相对较低，但仍需对海水进行杀菌消毒等处理，以保证淡化水的质量。
（二）多级闪蒸法多级闪蒸法适用于盐度较高的海域。
对于南海海域，其较高的盐度使得多级闪蒸法具有一定的优势。
然而，该方法能耗较高，在实际应用中需要综合考虑成本和效益。
（三）低温多效蒸馏法低温多效蒸馏法在处理高盐度海水时具有较好的效果，同时能耗相对较低。
对于东海和南海等盐度较高的海域，可以考虑采用这种方法。
但该方法设备投资较大，需要根据具体情况进行评估。
利用封闭式热泵循环的低温多效海水淡化系统研究的开题报告一、选题背景和意义：海水淡化技术是利用人工的方式将海水转换成淡水的一种手段。
在全球水资源日益紧缺和各国探索可持续发展道路的今天，海水淡化技术已被广泛应用，成为解决水资源问题的一种有力手段。
当前，多数海水淡化技术采用的是蒸馏法或逆渗透法，这两种技术具有能耗高、设备大、占地面积广等缺点。
近年来，随着封闭式热泵的应用以及多效蒸馏、多效蒸发技术的发展，海水淡化技术的能耗已得到有效控制，但实际应用还受制于设计、制造难度、运行费用等问题。
为此，本次选题拟选用封闭式热泵循环的低温多效海水淡化系统进行研究，以改进海水淡化技术的能耗，提高设备效率，优化淡化效果，为相关行业提供技术支持和参考。
二、研究目的和内容：本次研究的目的是设计封闭式热泵循环的低温多效海水淡化系统，优化能耗，提高效率，探索实现淡水资源可持续利用的技术途径。
具体包括以下内容：1. 系统的基本设计，包括对系统结构、组件、运行原理的分析和设计，为之后的实验提供基础。
2. 系统的高效能运作：设计合适的工作条件和运行参数，提高能量利用效率，同时探索不同运行状态下的效应。
3. 系统的实验研究：利用模型和实测方案进行系统运行和效应的检验和研究，验证设计理论的正确性和可行性。
三、研究方法和技术路线：本次研究采用理论分析和实验法相结合的方式，以设计为主线，通过各种方式进行实验研究，以全面评估系统的性能表现。
技术路线包括以下步骤：1.目标明确。
确定研究的目标任务和指标，明确研究重点和方向。
2. 原理分析。
分析系统的工作原理，确定其结构组件和工作原理，建立数学模型。
3. 设计方案。
进行基本设计，确定温度、压力、功率、流量等参数标准，以及所需的部件和设备清单。
4. 实验验证。
制备系统组件、元件和器材，同步检测工作状态和效果，收集数据和讯息，进行系统性能测试和分析。
5. 结论和报告。
对实验数据进行分析，求取结果，撰写报告。
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。
多效蒸发器的运行控制系统研究摘要：本文主要研究了多效蒸发器的运行控制系统，通过分析多效蒸发器的原理和特点，设计了相应的运行控制系统，并进行了相关实验。
实验结果表明，该运行控制系统能够有效地提高多效蒸发器的运行效率，降低能源消耗，达到了预期的控制效果。
关键词：多效蒸发器；运行控制系统；运行效率；能源消耗1. 引言多效蒸发器是一种重要的热能转换设备，广泛应用于化工、制药、冶金等行业。
它通过多级蒸发和再利用余热的方式实现了能源的高效利用，可将溶液的溶质浓缩至所需浓度，具有节能、环保等诸多优点。
然而，多效蒸发器的运行控制对于提高设备的运行效率、降低能源消耗至关重要。
因此，本文通过研究多效蒸发器的运行控制系统，旨在进一步优化多效蒸发器的运行性能，提高生产效率。
2. 多效蒸发器的原理与特点多效蒸发器是利用高温蒸汽在不同压力下的逐级蒸发，实现对溶液的浓缩。
它由多个蒸发器组成，每个蒸发器都有自己的加热器和冷凝器。
蒸汽在高温、高压的情况下从冷凝器流入下一个蒸发器的加热器中，使得该蒸发器内的溶液蒸发，随后的蒸汽又被冷凝器冷凝，并通过独立的冷凝器收集产出物。
多效蒸发器的主要特点包括以下几点：（1）能量利用率高：多效蒸发器通过逐级蒸发，充分利用了蒸汽的热量，减少了能量的浪费；（2）设备结构简单：多效蒸发器由一系列的传热管组成，结构相对简单，易于操作与维护；（3）占地面积小：由于多效蒸发器逐级蒸发，减少了传热器的体积，因此占地面积相对较小；（4）环境友好：多效蒸发器采用循环利用蒸汽的方式，减少了废气的排放，对环境更加友好。
3. 多效蒸发器的运行控制系统设计针对多效蒸发器的特点和运行要求，设计一套高效的运行控制系统是关键。
运行控制系统主要包括以下几个方面的内容：蒸汽供应控制、加热器控制、冷凝器控制、排放控制等。
3.1 蒸汽供应控制蒸汽供应控制是多效蒸发器运行控制系统的核心，其控制目标是保持多效蒸发器中蒸汽的稳定供应，以满足蒸发器的热量需求和产出物的质量要求。
科技成果——低温多效蒸发海水淡化系统优化及设计技术成果简介2006年起，国华电力公司提出了万吨级MED海水淡化装置国产化的课题，大连理工大学MED海水淡化技术研发课题组受北京国华电力工程技术有限责任公司委托，完成了“万吨级低温多效海水淡化装置国产化技术开发”，基于该项技术成果建设成功的1.25万m3/d 低温多效蒸发海水淡化装置在国华河北沧东电厂投入日常运行，主要技术经济指标高于该厂引进的SIDEM公司装置，标志着我国已经初步掌握MED海水淡化装置设计制造技术。
工程化装置规模为100m3/d-30000m3/d，产水水质TDS≤5mg/L；吨水耗电＜1.5kWh；造水比≥10。
典型案例工程名称：12500m3/d低温多效电水联产海水淡化工程项目概况：2006年，中国神华集团国华电力公司决定开展万吨级MED海水淡化装置国产化研发工作，大连理工大学MED海水淡化技术研发课题组受北京国华电力工程技术有限责任公司委托，完成了“万吨级低温多效海水淡化装置国产化技术开发”，基于该研究成果的国内首台万吨级MED海水淡化装置于2008年12月在河北沧州黄骅电厂建成出水，节能技术指标和经济性指标超过进口设备20%以上，该项成果获得“2010年度国家能源科学技术进步一等奖”。
工艺装备：本项目采用低温多效海水淡化技术，平行进料流程，通过TVC装置配置进口蒸汽参数，提高蒸汽利用效率。
系统采用4+2效蒸发器，TVC装置设计在第四效之后。
装置采用正三角形布管，根据黄骅电厂的蒸汽参数和海水条件选用最优喷淋密度，相比较引进的SIDEM公司的海水淡化设备，其更适用于我国的地理环境和海文参数。
黄骅电厂1.25万吨/天国产海水淡化装置流程河北黄骅电厂1.25万m3/dMED海水淡化装置解决的关键技术问题：（1）优化设计系统流程，根据实际情况设计蒸发器总效数、TVC 摆放位置等，确保了系统热能的高效利用，降低蒸发器面积，降低成本。
（2）优化设计进料方式，根据实际情况设计最适进料方式，如平行顺流、平行逆流、分段顺流、分段逆流等。
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。
