低溫多效海水淡化關(guān)鍵能耗指標(biāo)的選取及應(yīng)用

1、低溫多效海水淡化張璨紅1,吳禮云：，李楊：，張波馬露霧,，李蔚然1,吳立妗農(nóng)Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.關(guān)鍵能耗指標(biāo)的選取及應(yīng)用摘曼：介紹低溫篡效海水淡化的基本原理，探討海水淡化上耍能耗指林的選収，并對國內(nèi)外低溫篡效海水淡化程的能耗指標(biāo)分別進(jìn)行比較分析。關(guān)健詞：海水淡化：多效蒸館：造水比：爪位電耗率 Academic Journal Electronic Pub

2、lishing House. All rights reserved.Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.20J一E NENG YU Hi BAO聯(lián)合國的報告預(yù)測:2 1世紀(jì)淡水將成為世界最 為緊張的“然淡源，水是2 1世紀(jì)的“右油”在沿 海缺水地X，向海洋耍水，采用海水淡化技術(shù)是解 決淡水資源如缺的必由之路和有效途徑之一。而利 川企業(yè)門身的廢熱、余熱進(jìn)行熱法海水淡化獲取淡 水的方法，對缺乏淡水資源的沿海某些I業(yè)企業(yè) 有很好的借鑒意義。1MED海水淡化原理尺利用現(xiàn)狀低溫多效蒸飾（LT-MED）足最早

3、的海水淡化 方式之一，也足、牛今晟仃效的熱法蒸懈工藝之一。 MED裝咒利用蒸發(fā)冷凝管在毎一效略低的溫度和 壓力下，通過乘復(fù)的蒸發(fā)和冷凝，從給定尿的低等 級的輸入蒸汽主產(chǎn)大雖:的蒸怖水.首先引入牛蒸汽 進(jìn)入第一效蒸發(fā)器，被輸入到第一效的蒸發(fā)管內(nèi)的 生蒸汽在管內(nèi)冷凝，管外海水產(chǎn)生與冷凝戢里本等 雖的二次蒸汽。然后將第一效蒸發(fā)湍煎發(fā)出來的二 次蒸汽引入卜一蒸發(fā)器作為加熱広汽并在卜-蒸發(fā) 器中凝為蒸飾水。山第二效的操作壓力耍低J第 一效，二次蒸汽在經(jīng)過汽液分離器后進(jìn)入卜-效傳 熱管。煎發(fā)、冷凝過程在并效巫父.毎效均產(chǎn)生基 木筈嵐的蒸飾水，最后一效的蒸汽在冷凝器中被海 水冷凝.第一效的冷凝液返冋蒸汽發(fā)牛

4、器其余效 的冷凝液進(jìn)入產(chǎn)品水堆，各效產(chǎn)品水鑼相連。由于 各效壓力不W可使產(chǎn)品水閃蒸，并將熱最帶回蒸發(fā) 器。這樣，產(chǎn)品水呈階梯狀流動并被逐級閃蒸冷卻， 回收的熱盛町提高系統(tǒng)的總效率O被冷卻的產(chǎn)品水 山產(chǎn)品水衆(zhòng)輸送到產(chǎn)品水儲罐。這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn) 品水是平均會鹽雖小r 5mg/L的純水。實際上低 溫芬效蒸餉就是海水的最島怎發(fā)溫度不超過70*C的 一種海水淡化方式.海水中鹽類的溶解度在70V左 右或溫度的提高大大降低，X蒸發(fā)溫度低T 7 0 r 時，蒸發(fā)表而鹽類結(jié)晶的速率大大降低，從而町以 避免或減緩設(shè)備結(jié)垢的產(chǎn)生.根據(jù)町利用的低等級熱的溫度和成本，以及投 資與造水的最佳¥衡點，在淡化水廠的

5、熱網(wǎng)收段町 能采用許多個蒸發(fā)冷凝器（效）。從技術(shù)方而講，可 使用的效的數(shù)雖（效數(shù)）只受蒸汽和進(jìn)入裝直的海 水溫度（裝置的熱端和冷端）仙的溫基以及毎效所 允許的最小溫差限制。在-列低溫篡效蒸御裝朮中何一蒸發(fā)益（效）的 低溫筮使得在維持最高鹽水溫度709時可使用許多Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2009.NO. 6I v'M-zuiv cninaAcadem

6、ic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.2400 他34.1Pj"r rb rn es6662效，因此鹹”地提禹r造水比GOR (或經(jīng)濟(jì)比幾低 溫MED裝置由可得到的壓力很低的蒸汽(0.03MPa) 或5 5 C以上的縱水作熱源駅動。住段m較島(2auill I.)的怖況【；可按熱蒸兒壓縮裝科(TVC) 的型式扌是供。低溫多效雄溜海水淡化技術(shù)可利用電廠、化E 廠戒低鎰核反應(yīng)堆提供的低品位蒸汽.將海水乞次 蒸發(fā)和冷凝達(dá)到較爲(wèi)的造水比.特別適合利用低位 余熱的大中型海水淡化廠中使用。該技術(shù)在國外Q 冇20零年

7、的發(fā)展切史.目前單臺裝卅眾人產(chǎn)晟人 40000t/d ,已有數(shù)白臺1000t/d以上的裝豐在世界 各地運行.MED的程住ffl：界上已有400 臺，中 國已有運行實例.河北試驊電廠和天津泰達(dá)公mJ的 設(shè)備已投人運行,夭濛北僵電廠的4 x 25000m»/d 的MED海水淡化工程也正住述設(shè)中。2 MED關(guān)鍵能耗指標(biāo)的選取2.1盤部法海水淡化的常規(guī)婕力忤能評價折標(biāo) 2.1.1豪于第一戈律的性能指標(biāo)熱耗率q Q/Mt，造水比GOR或/< = A7.,/二者之間的關(guān)系：q 1000 x Kh / COR - 2.4 x 13 / /仁 其中尸匕2400kJ/k。丿&竇形式有所不

8、同.Q號06?本質(zhì)卜.是菲價的。2. 1 .2星于氯力學(xué)弟二支障的指標(biāo)單位淡水產(chǎn)磺的電悴率eecr- (1) qT式中，T" - 環(huán)境溫度.K ,"Th加熱施汽的熱力學(xué)平均溫度.K。書實上，山于輸入能51與產(chǎn)晶淡水之間的墾 別，海水淡化過程不能簡單的用熱耗率或造水L匕描 述。J：是.冇學(xué)并通過考案懇汽潛熱叭復(fù)藝次利用 和梯級利用的情況.“強行-計算海水淡化過程的枕 效率.2.2改進(jìn)的燕筒法海水淡化能耗指標(biāo)2.2.1熱效阜2.2.1 . 1 冊用皿伍鼻磁反血九海水沒化系玻旳熱效2400帆 ,81.92400帆=人仆“尸LeecgPr % 久式中：匕詼爐或低溫核反應(yīng)堆的熱效屮；

9、n. 海水淡化加熱為環(huán)節(jié)的熱敢率。2.2.1 .2 班他JM 產(chǎn)海水就化豪以,旳熱效卓240() 100()購81.929307.6比 EEC% = Q 二屜式中：1入、以電就為麗唯的熱電聯(lián)產(chǎn)或女I的發(fā)電機組供電煤耗率，eec rhl熱屯聯(lián)產(chǎn)海水淡化的F IA電託屮.2 2.2濰水淡.億過肚的省爻電槍*22.2.1 熱咆解產(chǎn)海水淡化豪嬢的當(dāng) 電杞卓熱屯聯(lián)產(chǎn)海水淡化的廿敏電耗歟EECRz = /入(/?九)n w></3600+ Ji；式中：%機組供熱蒸汽lib力一抽汽熔«九排汽熔，叫機組機械效屮：H；海水淡化系統(tǒng)的泉功消経。熱電聯(lián)產(chǎn)海水淡化的艸仗電耗屮CCCgceecrh

10、c - EECR/2.2.2.2 1«場攻.低1*,核夂血填*水31化草以的1愛電欄平當(dāng)雖電耗晟CSX 10 3 + 叫當(dāng)恥電疑率EECRg式中：0 ” 屯網(wǎng)上丿丿機組的供電效屮.2.3海水淡化過程的統(tǒng)-化的件能評價指標(biāo)體系2.3.1方童電檢率熱電聯(lián)產(chǎn)脫鹽:ccc/ EECR /M,鎬爐.孩堆脫鹽：eecru> EECR/M,2.3.2燃斜請耗準(zhǔn)熱電聯(lián)產(chǎn)脫鹽3久廠Bw/M*b“eecg禍爐、核堆脫鹽：Mt-b eecr 2.3.3熱效車熱屯聯(lián)產(chǎn)脫鹽：/7dc * 2400A/d/(Z?hc(z1J81.9/ (久 eeerhc)鍋爐、核堆脫鹽：db 2400必/(爲(wèi)S)一 XI

11、.9/ (breecrj = P, n n n園經(jīng)改進(jìn)/u的性能評價捋標(biāo)體系更匕科7-合 艸.但是市干卷數(shù)選取不方便.岡此在生產(chǎn)建設(shè)實2009.No.6ki.nei踐中，出丁簡便町行的II的，通常還是選取常規(guī)熱 力性能評價指標(biāo)。3案例分析3. 1國外典型的MED海水淡化L程能耗比較（衣1）象比接送至* I：序用水點.>1提升泉22比較頂目IDE公呵SIDEM公可収套生產(chǎn)能力（m>/d）1000010000效數(shù)74淡化水TDS (mg/L)55GOR& 8& 33TVCT作姦汽fit ( t/h)47. 547. 7抽真空耗汽星（t/h）ft 72 3總耗汽雖（t/h

12、）4& 25Q 0工作離汽版力（MPt）a 55ft 55設(shè)計入料海水溫度（£）2525入料海水駅（mVh）9701376海水消耗量（nf/h）12501671第1效最高鹽水溫度（C）7065濃鹽水II放呈（m>/h）5531 3959 3濃鹽水井放濃度a 80%5. 16%It放濃鹽水溫度<r）495319 1 首鋼京唐擱僅公司海水處理與利用圖示河北國華滄東發(fā)電有限公司（黃眸電廠）規(guī)劃 電廠1期工程（2 X 6 00MW）海水淡化站的建設(shè)規(guī) 模為1 0力t/d, 2期T.程建成肩，海水淡化站的規(guī) 模町達(dá)20力° t/d。1期匸程首先建設(shè)2X IJj t

13、/d海 水淡化，選用法國S I DEM公創(chuàng)具有國際先進(jìn)水¥ 的低溫女效海水淡化裝W °人致的能耗等扌斤標(biāo)對比 如表3oJ一E NENG YU HUAN so3. 2國內(nèi)MED海水淡化匸程能耗比較首鋼京唐鋼鐵公司為實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排 的II標(biāo)，充分利用臨?？亢５膬?yōu)勢，開源節(jié)流.積 極實施了 5力5/1海水淡化項II，分陰步建設(shè)，備 為2X 1. 25力m'/cL首鋼京唐鋼狹公司海水進(jìn)水 水質(zhì)條件見喪2。項目水SI CC)鹽度（。HCOf (mg/L)pH值標(biāo)-2-313L 11478-9通過對海水進(jìn)行澄沽等預(yù)處理，并經(jīng)MED淡 化后，設(shè)計出水的電導(dǎo)率VI Ou s

14、 / cm,要流程為：渤海灣海水通過內(nèi)港池進(jìn)入海水 取水泵站前池，由提升水泵送至海水淡化預(yù)處理 區(qū)，經(jīng)混凝沉淀分離肩，底流汚泥通過泥漿乗送往 刪式斥濾機進(jìn)行脫水外運：出水進(jìn)入MED裝宙淡 化出水進(jìn)入成品水罐進(jìn)行貯存調(diào)W，濃鹽水及冷卻 水則II入內(nèi)港池，成品水一部分送至粘除鹽設(shè)施進(jìn) 行粘處理，粘處理出水經(jīng)貯存調(diào)卩后送門備電站、 CCPP發(fā)電、CDQ發(fā)電使用，另部分成品水則宙建設(shè)方件制京廟公可黃驊電廠系統(tǒng)配置MED+ TVCMED- TVC單套裝置生產(chǎn)能力 <n?/d）1250010000效數(shù)74適水比 （GOR.產(chǎn)乩水:蒲汽）a 8孩汽壓力 a 35a ta時& 33無汽用力0.

15、55MP8 時）桑臺汽耗（t/h）5350單位電耗（kWh/mOL IL 2轉(zhuǎn)化率 滬品水比入*；1海水）33%30%成品水純度電導(dǎo)率V 10 |i s/cm電導(dǎo)率V 10 M s/cm戕鹽水產(chǎn)水呈1208t/h 單套)濃鹽水含鹽呈融65%TDS(對應(yīng) ritft3. 25%TDS的海水)516%TDS （対應(yīng)十 鹽度3. 6%TDS的海水）第1效最高鹽水溫度0C）6365濃盤水排出沒度cc>42從衣3町知.前者的和等指標(biāo)都優(yōu)后者。更為亜耍的是，首鋼京唐公司海水淡化項LI可采用E模式（MED模式）、T模式（TVC模式）和E + T模式運行其中乏汽運行技術(shù)（純MED模式在國內(nèi)尚無應(yīng)用?？梢?/p>

16、首鋼京唐公司低溫多效海水淡化裝世是經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、介理的。2009.NO.6© Ivy-zuiv v nina Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.缺.保障沿海經(jīng)濟(jì)町持續(xù)發(fā)展具有十分匝要的現(xiàn)實與長遠(yuǎn)意義。4結(jié)論與建議低溫多效蒸飾V.藝可利用鋼鐵廠產(chǎn)生的余熱、 廢煎汽，0. 0 3MPa以上的蒸氣皆川利用，并IL效率 較高。節(jié)能，環(huán)保，可達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的II的。對J ：海水淡化生產(chǎn)建設(shè)實跋的熱力學(xué)性能評 價，綜合羽慮GOR和肛位電耗率eec r比較介理。隨著海水淡化技術(shù)的口匕成熟和完善、成木的 降

17、低，海水淡化必然成為沿海地區(qū)解決淡水淡源短 缺的冇效方案。在地衣水資源價格不斷率升的請況 下，充分利用海水加源冇利于降低工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn) 成木，提高綜合競爭力。從優(yōu)化能源和資源配代的 戰(zhàn)略高度來看，利用沿海V.業(yè)企業(yè)余熱或孩能等其 他能源推廣蒸懈法海水淡化技術(shù)，特別是低溫多效 海水淡化技術(shù)，對解決我國沿海地區(qū)淡水資源短金融業(yè)掀起可持續(xù)發(fā)展浪潮23J-E NENG YUHUAMBAO5H 19 口，忤屆“金融、環(huán)境與發(fā)展論壇”掀 起了金融業(yè)對可持續(xù)發(fā)展討論的浪潮,來I'I中外各 國的政府官員、專家學(xué)者、金融監(jiān)管部門、銀行業(yè) 以及企業(yè)代表共聚北京，共同討論中國銀行和金融 業(yè)如何為可持續(xù)發(fā)展貢

18、獻(xiàn)力雖.這次論壇著眼中國銀行和金融業(yè)面臨的綠色 信貸、環(huán)境風(fēng)險評佔，支持成長中的綠色企業(yè)，以 及中IM的町持續(xù)海外投資等魚點問題，為中國和國 你上的俶行與金融機構(gòu)、政府監(jiān)管者、公司、研究 機構(gòu)和IE政W組織搭建一個學(xué)習(xí)和交流經(jīng)驗的T 臺。低碳匸業(yè)與能源技術(shù)的發(fā)展詢?nèi)?，則是論壇的 另一個討論重點。WWF（|ft界然基金會）認(rèn)為，金型危機帶給 中國乃至全世界一個寶貴的機會，貢新右慮和定位 發(fā)展模式，同步解決金融與生態(tài)的雙朿危機.中國 有潛力成為世界幣要的低碳經(jīng)濟(jì)大I尺，不論是產(chǎn)品 的生產(chǎn)還是技術(shù)的輸出。成功實現(xiàn)了這個轉(zhuǎn)變，受 益者將不止是中國，而是全球的發(fā)展.VWF 業(yè)人區(qū)項 II 總監(jiān) I sabel le LouisQj、：令 融業(yè)不（I!是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推