MED-TVC海水淡化技术在电厂中的应用.doc

1、1MED-TVC 海水淡化技术在电厂中的应用江苏双良空调设备股份有限公司 张亚锋摘 要 本 文 介 绍 了 海 水 淡 化 技 术 的 主 要 工 艺 方 法 ， 分 析 了 MED-TVC淡 化 工 艺 的 技 术 特 点 ， 及 该 工 艺 在 常 规 火 力 发 电 厂 实 现 水 电 联产 的 技 术 优 势 。关 键 词 MED TVC 海 水 淡 化 水 电 联 产一 概 述全 球 水 资 源 匮 乏 ， 且 时 空 分 布 不 均 ， 水荒已成为影 响 居 民 生 活 、 困扰工业企业生产和发展的一个重要问题。解决水资源可持续利用的战略原则是坚持“开源与节流并重，节流优先、治污为

2、本、科学开源、综合利用” ，海水淡化是解决沿海地区淡水紧缺的有效途径。据 统 计 ， 海 水 淡 化 系 统 与 生 产 量 以 每年 10 以 上 的 速 度 在 增 加 。 随 着 技 术 的 日 新 月 异 ， 海 水 淡 化 已 崭 露 出 一 个 市场 开 发 与 社 会 应 用 前 景 极 为 广 阔 的 新 兴 产 业 。海 水 淡 化 即 利 用 海 水 脱 盐 生 产 淡 水 。 是 实 现 水 资 源 利 用 的 开 源 增 量 技 术 ，可 以 增 加 淡 水 总 量 ， 且 不 受 时 空 和 气 候 影 响 ， 水 质 好 、 价 格 渐 趋 合 理 ， 可 以保 障

3、 沿 海 居 民 饮 用 水 和 工 业 锅 炉 补 水 等 稳 定 供 水 。 目 前 大 型 海 水 淡 化 的 主 流技 术 有 利 用 热 能 的 蒸 馏 法 海 水 淡 化 ， 包 括 低 温 多 效 (LT-MED)、 多 级 闪 蒸(MSF)； 有 利 用 电 能 的 反 渗 透 海 水 淡 化 (SWRO)。海 水 淡 化 需 要 解 决 两 个 关 键 问 题 ： 能 源 和 淡 化 装 置 的 选 择 。 而 大 规 模 海水 淡 化 最 经 济 可 靠 的 能 源 之 一 就 是 利 用 电 厂 发 电 机 组 抽 汽 ， 具 有 最 佳 海 水 淡化 能 力 和 发 展

4、 前 景 的 技 术 之 一 就 是 低 温 多 效 蒸 馏 。二 低 温 多 效 蒸 馏 技 术1、 低 温 多 效 蒸 馏 技 术 的 概 念是 指 盐 水 （ 蒸 发 浓 缩 后 的 海 水 ） 的 最 高 蒸 发 温 度 不 高 于 70 的 淡 化 技 术 ，其 特 征 是 将 一 系 列 的 水 平 管 喷 淋 降 膜 蒸 发 器 串 联 起 来 ， 用 一 定 量 的 蒸 汽 输 入通 过 多 次 的 蒸 发 和 冷 凝 ， 后 面 一 效 的 蒸 发 温 度 均 低 于 前 面 一 效 ， 从 而 得 到 多倍 于 蒸 汽 量 的 蒸 馏 水 的 淡 化 过 程 。22、 蒸

5、汽 压 缩 喷 射 器 （ TVC） 在 低 温 多 效 过 程 中 的 应 用TVC 是 以 高 压 蒸 汽 为 动 力 ， 将 低 压 蒸 汽 压 缩 至 较 高 的 压 力 ， 实 现 低 压 蒸汽 增 压 再 利 用 的 设 备 。对 于 常 规 火 力 发 电 机 组 ， 由 机 组 抽 汽 供 给 海 水 淡 化 装 置 的 生 蒸 汽 往 往 具有 较 高 的 压 力 和 温 度 ， 不 符 合 LT-MED 装 置 对 蒸 汽 参 数 的 要 求 ， 为 有 效 利 用具 有 较 高 温 度 、 压 力 的 汽 轮 机 抽 汽 的 有 效 能 量 ， 回 收 部 分 尾 部 低

6、 温 低 压 二 次蒸 汽 作 为 MED 的 热 源 ， 降 低 淡 化 装 置 热 损 失 和 泵 耗 ， 将 TVC 引 入 MED 装置 ， 大 幅 提 高 了 MED 的 性 能 ， 提 高 了 装 置 造 水 比 ， 可 取 得 较 好 的 造 水 经 济性 。对 于 利 用 低 温 低 压 蒸 汽 （ 一 般 压 力 在 0.2MPa 以 下 ） 作 为 MED 海 水 淡化 装 置 热 源 的 场 合 ， TVC 将 不 再 适 用 。3、 MED-TVC 流 程MED-TVC（ 平 流 布 液 ） 工 艺 流 程 图进 料 海 水 在 冷 凝 器 中 被 预 热 和 脱 气

7、， 之 后 被 分 成 两 股 ， 一 股 作 为 冷 却 液排 回 大 海 ， 另 外 一 股 作 为 蒸 馏 过 程 的 料 液 。 喷 淋 系 统 把 料 液 喷 淋 分 布 到 各 蒸3发 器 中 的 顶 排 管 上 ， 在 沿 顶 排 管 向 下 以 薄 膜 形 式 自 由 流 动 的 过 程 中 ， 一 部 分海 水 由 于 吸 收 了 传 热 管 内 蒸 汽 冷 凝 的 潜 热 而 汽 化 。生 蒸 汽 通 过 TVC 引 射 尾 部 低 温 低 压 蒸 汽 ， 混 合 后 作 为 第 一 效 加 热 蒸 汽 ，在 管 内 冷 凝 ， 同 时 加 热 管 外 海 水 ， 产 生

8、了 与 冷 凝 量 基 本 相 同 的 蒸 发 ， 产 生 的二 次 蒸 汽 在 穿 过 汽 液 分 离 器 （ 保 证 蒸 馏 水 纯 度 ） 后 ， 进 入 下 一 效 传 热 管 内 加热 下 一 效 喷 淋 海 水 ； 同 时 ， 蒸 汽 被 冷 凝 ， 蒸 馏 水 靠 压 差 逐 级 流 入 蒸 发 器 的 下效 蒸 馏 水 系 统 中 ， 闪 蒸 冷 却 以 回 收 其 热 量 ， 提 高 了 系 统 的 总 效 率 。 这 种 蒸 发和 冷 凝 过 程 沿 着 一 串 蒸 发 器 的 各 效 一 直 重 复 ， 每 效 都 产 生 了 相 当 数 量 的 蒸 馏水 ， 最 后 一

9、 效 蒸 汽 在 冷 凝 器 中 被 海 水 冷 凝 ， 同 蒸 发 器 收 集 蒸 馏 水 作 为 产 品 水被 引 出 ， 由 产 品 水 泵 抽 出 并 输 送 到 储 液 罐 中 。需 提 出 ， 来 自 汽 机 系 统 的 蒸 汽 含 有 联 氨 等 有 毒 物 质 ， 若 产 品 水 用 作 饮 用水 ， 则 第 一 效 蒸 馏 水 需 单 独 引 出 。同 样 ， 每 一 效 蒸 发 器 中 被 轻 微 浓 缩 的 剩 余 料 液 靠 压 差 逐 级 流 入 下 一 效 浓盐 水 系 统 中 ， 闪 蒸 冷 却 以 回 收 其 热 量 ， 最 终 经 过 冷 却 之 后 ， 经

10、浓 盐 水 泵 打 入大 海 。不 凝 性 气 体 从 每 一 根 冷 凝 管 中 抽 出 ， 并 从 一 效 流 到 另 一 效 。 这 些 不 凝 性气 体 最 后 在 排 热 冷 凝 器 的 最 冷 端 富 集 ， 并 用 蒸 汽 喷 射 器 或 机 械 式 真 空 泵 抽 出 。4、 MED-TVC 技 术 特 点 （1）盐 水 蒸 发 温 度 不高于 70，避 免 或 减 缓 了 设 备 的 腐 蚀 和 结 垢 。（ 2） 热 效 率 高 ， 动 力 消 耗 小 （ 吨 水 电 耗 在 1.2kWh/m3左 右 ） ， 是 蒸 馏 法 中最 节 能 的 淡 化 工 艺 。（ 3） 操

11、 作 弹 性 大 ， 负 荷 可 从 40 到 110 变 化 ， 造 水 比 不 会 下 降 。（4）产 品 水 水 质 较 好 ， 可 用 于 电 厂 锅 炉 补 给 水 或 大 规 模 市 政 用 水 。（5）系 统 操 作 安 全 可 靠 ， 即 便 发 生 传 热 管 泄 漏 ， 不 会 影 响 水 质 。（ 6） 系 统 运 动 部 件 少 ， 维 护 简 单 ， 可 实 现 24 小 时 无 人 操 作 。（7）前 处 理 较 简 单 ， 对于变化的海水 水 质 有 很 强 的 适 应 性 ， 化 学 药 剂 消 耗较 低 。（ 8） 初 投 资 低 于 MSF， 但 一 般 高

12、 于 SWRO， 在 热 源 廉 价 或 海 水 预 处 理 达不 到 SWRO 要 求 时 ， 优 势 明 显 。44、 MED-TVC 制 水 成 本 构 成 图 ：5、 MED-TVC 经 济 分 析 趋 势 图图 1：6%7%1%10%1%26%33%16%药 剂电 力工 资维 修管 理蒸 汽折 旧利 息造 水 比 （ 效 数 ）分 期 还 款操 作 维 护 费 用总 费 用5图 2：5、 主 流 海 水 淡 化 技 术 对 比 表比较项目 LT-MED MSF SWRO产 品 水 水 质 mg/L 5-10 5-10 300-500操 作 温 度 70 110 5-45消 耗 能 量

13、 形 式 热能电能 热能电能 电能装 置 总 能 耗 kWh/m3 5.0 8.0 3-5.5原 水 预 处 理 要求低 要求低 要求高原 水 利 用 率 % 15-40 12-25 40运 行 操 作 弹 性 40110 80110 80110运 行 操 作 简 便 性 简单 简单 较复杂腐 蚀 结 垢 倾 向 较小 较大，要加酸和脱气建 造 材 质 要 求 低 高原 材 料投 资化 学 品 消 耗可 靠 性设 备 寿 命66、 主 流 海 水 淡 化 技 术 发 展 趋 势MSF 技术最成熟、应用最广泛、规模最大， 多 集 中 在 海 湾 国 家 ， 但 诸 多不 经 济 性 导 致 其

14、近 年 发 展 缓 慢 。MED 技术在国际上是一项成熟的技术，有 300 多套商用装置投入使用，取得 30 多年使用经验。随着技术不断进步，多效蒸发技术的结垢问题已得到较好的解决，再加上强化了传热，表现了更突出的优势，近年来，多效蒸馏保持了相当快的增长速度， LT-MED 装置是当前蒸馏法中最有竞争力的淡化设备。SWRO 技术在近十年来发展趋势较快，淡化水成本也降得最快，而且出现了日产万吨级的大型海水淡化装置。从脱盐的直接能耗来说，SWRO 明显优于单目的的 MED，但不明显优于双目的( 热电造水)的 MED。一般认为海水淡化装置容量超过日产 6000t 淡水时，双目的 MED 比 SWRO 更经济。三 结 论海水淡化水具有洁净、高纯度和供给稳定的特点，是安全可靠的高品位水源，可直接作为饮用水或经处理后作为锅炉补充水。.利用电厂低参数的蒸汽进行海水淡化，实现水电联产，不仅为电厂建设和顺利运行节约大量的淡水资源，而且淡化水海可以缓解当地淡水资源紧缺的局面。海水淡化技术正是开发利用和保护水资源的重要手段和有效方法，大力发展海水淡化产业，对缓解当代水资源短缺、供需矛盾日趋突出和环境污染日益严重等一系列重大问题具有深远的战略意义。