低温多效海水淡化关键能耗指标的选取及应用

1、低温多效海水淡化张璨红1,吴礼云：，李杨：，张波马露雾,，李蔚然1,吴立妗农Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.关键能耗指标的选取及应用摘曼：介绍低温篡效海水淡化的基本原理，探讨海水淡化上耍能耗指林的选収，并对国内外低温篡效海水淡化程的能耗指标分别进行比较分析。关健词：海水淡化：多效蒸馆：造水比：爪位电耗率 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联合国的报告预测:2 1世纪淡水将成为世界最 为紧张的“然淡源，水是2 1世纪的“右油”在沿 海缺水地X，向海洋耍水，采用海水淡化技术是解 决淡水资源如缺的必由之路和有效途径之一。而利 川企业门身的废热、余热进行热法海水淡化获取淡 水的方法，对缺乏淡水资源的沿海某些I业企业 有很好的借鉴意义。1MED海水淡化原理尺利用现状低温多效蒸饰（LT-MED）足最早

3、的海水淡化 方式之一，也足、牛今晟仃效的热法蒸懈工艺之一。 MED装咒利用蒸发冷凝管在毎一效略低的温度和 压力下，通过乘复的蒸发和冷凝，从给定尿的低等 级的输入蒸汽主产大虽:的蒸怖水.首先引入牛蒸汽 进入第一效蒸发器，被输入到第一效的蒸发管内的 生蒸汽在管内冷凝，管外海水产生与冷凝戢里本等 虽的二次蒸汽。然后将第一效蒸发湍煎发出來的二 次蒸汽引入卜一蒸发器作为加热広汽并在卜-蒸发 器中凝为蒸饰水。山第二效的操作压力耍低J第 一效，二次蒸汽在经过汽液分离器后进入卜-效传 热管。煎发、冷凝过程在并效巫父.毎效均产生基 木筈嵐的蒸饰水，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发牛

4、器其余效 的冷凝液进入产品水堆，各效产品水鑼相连。由于 各效压力不W可使产品水闪蒸，并将热最带回蒸发 器。这样，产品水呈阶梯状流动并被逐级闪蒸冷却， 回收的热盛町提高系统的总效率O被冷却的产品水 山产品水衆输送到产品水储罐。这样生产出來的产 品水是平均會盐虽小r 5mg/L的纯水。实际上低 温芬效蒸饷就是海水的最岛怎发温度不超过70*C的 一种海水淡化方式.海水中盐类的溶解度在70V左 右或温度的提高大大降低，X蒸发温度低T 7 0 r 时，蒸发表而盐类结晶的速率大大降低，从而町以 避免或减缓设备结垢的产生.根据町利用的低等级热的温度和成本，以及投 资与造水的最佳¥衡点，在淡化水厂的

5、热网收段町 能采用许多个蒸发冷凝器（效）。从技术方而讲，可 使用的效的数虽（效数）只受蒸汽和进入装直的海 水温度（装置的热端和冷端）仙的温基以及毎效所 允许的最小温差限制。在-列低温篡效蒸御装朮中何一蒸发益（效）的 低温筮使得在维持最高盐水温度709时可使用许多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 (或经济比几低 温MED装置由可得到的压力很低的蒸汽(0.03MPa) 或5 5 C以上的纵水作热源駅动。住段m较岛(2auill I.)的怖况【；可按热蒸儿压缩装科(TVC) 的型式扌是供。低温多效雄溜海水淡化技术可利用电厂、化E 厂戒低镒核反应堆提供的低品位蒸汽.将海水乞次 蒸发和冷凝达到较爲的造水比.特别适合利用低位 余热的大中型海水淡化厂中使用。该技术在国外Q 冇20零年

7、的发展切史.目前单台装卅眾人产晟人 40000t/d ,已有数白台1000t/d以上的装豐在世界 各地运行.MED的程住ffl：界上已有400 台，中 国已有运行实例.河北试骅电厂和天津泰达公mJ的 设备已投人运行,夭濛北僵电厂的4 x 25000m»/d 的MED海水淡化工程也正住述设中。2 MED关键能耗指标的选取2.1盘部法海水淡化的常规婕力忤能评价折标 2.1.1豪于第一戈律的性能指标热耗率q Q/Mt，造水比GOR或/< = A7.,/二者之间的关系：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号06?本质卜.是菲价的。2. 1 .2星于氯力学弟二支障的指标单位淡水产磺的电悴率eecr- (1) qT式中，T" - 环境温度.K ,"Th加热施汽的热力学平均温度.K。书实上，山于输入能51与产晶淡水之间的垦 別，海水淡化过程不能简单的用热耗率或造水L匕描 述。J：是.冇学并通过考案恳汽潜热叭复藝次利用 和梯级利用的情况.“强行-计算海水淡化过程的枕 效率.2.2改进的燕筒法海水淡化能耗指标2.2.1热效阜2.2.1 . 1 册用皿伍鼻磁反血九海水沒化系玻旳热效2400帆 ,81.92400帆=人仆“尸LeecgPr % 久式中：匕诙炉或低温核反应堆的热效屮；

9、n. 海水淡化加热為环节的热敢率。2.2.1 .2 班他JM 产海水就化豪以,旳热效卓240() 100()购81.929307.6比 EEC% = Q 二屉式中：1入、以电就为麗唯的热电联产或女I的发电机组供电煤耗率，eec rhl热屯联产海水淡化的F IA电託屮.2 2.2潍水淡.亿过肚的省爻电枪*22.2.1 热咆解产海水淡化豪嬢的当 电杞卓热屯联产海水淡化的廿敏电耗欤EECRz = /入(/?九)n w></3600+ Ji；式中：%机组供热蒸汽lib力一抽汽熔«九排汽熔，叫机组机械效屮：H；海水淡化系统的泉功消経。热电联产海水淡化的艸仗电耗屮CCCgceecrh

10、c - EECR/2.2.2.2 1«場攻.低1*,核夂血填*水31化草以的1愛电栏平当虽电耗晟CSX 10 3 + 叫当耻电疑率EECRg式中：0 ” 屯网上丿丿机组的供电效屮.2.3海水淡化过程的统-化的件能评价指标体系2.3.1方童电检率热电联产脱盐:ccc/ EECR /M,镐炉.孩堆脱盐：eecru> EECR/M,2.3.2燃斜请耗準热电联产脱盐3久厂Bw/M*b“eecg祸炉、核堆脱盐：Mt-b eecr 2.3.3热效车热屯联产脱盐：/7dc * 2400A/d/(Z?hc(z1J81.9/ (久 eeerhc)锅炉、核堆脱盐：db 2400必/(爲S)一 XI

11、.9/ (breecrj = P, n n n园经改进/u的性能评价捋标体系更匕科7-合 艸.但是市干卷数选取不方便.冈此在生产建设实2009.No.6ki.nei践中，出丁简便町行的II的，通常还是选取常规热 力性能评价指标。3案例分析3. 1国外典型的MED海水淡化L程能耗比较（衣1）象比接送至* I：序用水点.>1提升泉22比较顶目IDE公呵SIDEM公可収套生产能力（m>/d）1000010000效数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总耗汽虽（t/h

12、）4& 25Q 0工作離汽版力（MPt）a 55ft 55设计入料海水温度（£）2525入料海水駅（mVh）9701376海水消耗量（nf/h）12501671第1效最高盐水温度（C）7065浓盐水II放呈（m>/h）5531 3959 3浓盐水井放浓度a 80%5. 16%It放浓盐水温度<r）495319 1 首钢京唐擱仅公司海水处理与利用图示河北国华沧东发电有限公司（黄眸电厂）规划 电厂1期工程（2 X 6 00MW）海水淡化站的建设规 模为1 0力t/d, 2期T.程建成肩，海水淡化站的规 模町达20力° t/d。1期匸程首先建设2X IJj t

13、/d海 水淡化，选用法国S I DEM公创具有国际先进水¥ 的低温女效海水淡化装W °人致的能耗等扌斤标对比 如表3oJ一E NENG YU HUAN so3. 2国内MED海水淡化匸程能耗比较首钢京唐钢铁公司为实现循环经济、节能减排 的II标，充分利用临海靠海的优势，开源节流.积 极实施了 5力5/1海水淡化项II，分阴步建设，备 为2X 1. 25力m'/cL首钢京唐钢狭公司海水进水 水质条件见丧2。项目水SI CC)盐度（。HCOf (mg/L)pH值标-2-313L 11478-9通过对海水进行澄沽等预处理，并经MED淡 化后，设计出水的电导率VI Ou s

14、 / cm,要流程为：渤海湾海水通过内港池进入海水 取水泵站前池，由提升水泵送至海水淡化预处理 区，经混凝沉淀分离肩，底流汚泥通过泥浆乗送往 删式斥滤机进行脱水外运：出水进入MED装宙淡 化出水进入成品水罐进行贮存调W，浓盐水及冷却 水则II入内港池，成品水一部分送至粘除盐设施进 行粘处理，粘处理出水经贮存调卩后送门备电站、 CCPP发电、CDQ发电使用，另部分成品水则宙建设方件制京庙公可黄骅电厂系统配置MED+ TVCMED- TVC单套装置生产能力 <n?/d）1250010000效数74适水比 （GOR.产乩水:蒲汽）a 8孩汽压力 a 35a ta时& 33無汽用力0.

15、55MP8 时）桑台汽耗（t/h）5350单位电耗（kWh/mOL IL 2转化率 沪品水比入*；1海水）33%30%成品水纯度电导率V 10 |i s/cm电导率V 10 M s/cm戕盐水产水呈1208t/h 单套)浓盐水含盐呈融65%TDS(对应 ritft3. 25%TDS的海水)516%TDS （対应十 盐度3. 6%TDS的海水）第1效最高盐水温度0C）6365浓盘水排出沒度cc>42从衣3町知.前者的和等指标都优后者。更为亜耍的是，首钢京唐公司海水淡化项LI可采用E模式（MED模式）、T模式（TVC模式）和E + T模式运行其中乏汽运行技术（纯MED模式在国内尚无应用。可见

16、首钢京唐公司低温多效海水淡化装世是经济、科学、介理的。2009.NO.6© Ivy-zuiv v nina Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.缺.保障沿海经济町持续发展具有十分匝要的现实与长远意义。4结论与建议低温多效蒸饰V.艺可利用钢铁厂产生的余热、 废煎汽，0. 0 3MPa以上的蒸气皆川利用，并IL效率 较高。节能，环保，可达到循环经济的II的。对J ：海水淡化生产建设实跋的热力学性能评 价，综合羽虑GOR和肛位电耗率eec r比较介理。随着海水淡化技术的口匕成熟和完善、成木的 降

17、低，海水淡化必然成为沿海地区解决淡水淡源短 缺的冇效方案。在地衣水资源价格不断率升的请况 下，充分利用海水加源冇利于降低工业企业的生产 成木，提高综合竞争力。从优化能源和资源配代的 战略高度來看，利用沿海V.业企业余热或孩能等其 他能源推广蒸懈法海水淡化技术，特别是低温多效 海水淡化技术，对解决我国沿海地区淡水资源短金融业掀起可持续发展浪潮23J-E NENG YUHUAMBAO5H 19 口，忤届“金融、环境与发展论坛”掀 起了金融业对可持续发展讨论的浪潮,來I'I中外各 国的政府官员、专家学者、金融监管部门、银行业 以及企业代表共聚北京，共同讨论中国银行和金融 业如何为可持续发展贡

18、献力虽.这次论坛着眼中国银行和金融业面临的绿色 信贷、环境风险评佔，支持成长中的绿色企业，以 及中IM的町持续海外投资等魚点问题，为中国和国 你上的俶行与金融机构、政府监管者、公司、研究 机构和IE政W组织搭建一个学习和交流经验的T 台。低碳匸业与能源技术的发展询泉，则是论坛的 另一个讨论重点。WWF（|ft界然基金会）认为，金型危机带给 中国乃至全世界一个宝贵的机会，贡新右虑和定位 发展模式，同步解决金融与生态的双朿危机.中国 有潜力成为世界币要的低碳经济大I尺，不论是产品 的生产还是技术的输出。成功实现了这个转变，受 益者将不止是中国，而是全球的发展.VWF 业人区项 II 总监 I sabel le LouisQj、：令 融业不（I!是经济发展的推