海水淡化是人类从水危机和水污染的困境中寻找新水源的希望,是世界各国竞相发展的新兴产业。
《电水联产海水淡化技术创新与工程实践》主要内容包括海水淡化与电水联产技术,低温多效蒸馏海水淡化技术,低温多效蒸馏海水淡化基础实验研究,MED设备结垢与腐蚀机理研究,利用火力发电厂烟气废热驱动的MED技术研究,低温多效蒸馏海水淡化蒸发器设计,低温多效蒸馏海水淡化工程设计,MED设备安装、调试及运行维护,海水淡化工程应用实例。
《电水联产海水淡化技术创新与工程实践》可供相关科研工作者、工程技术人员、管理人员和其他人员参考。
海水淡化是人类从水危机和水污染的困境中寻找新水源的希望,是世界各国竞相发展的新兴产业。我国人均淡水资源占有量不到全球平均水平的1/3,水资源短缺成为影响我国社会经济未来可持续发展的重要因素之一。
自2005年我国首部《海水利用专项规划》颁布实施以来,人们对海水淡化的重视不断加强,2012年颁布的《国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见》指出:“发展海水淡化产业对保障水资源持续利用具有重要意义,有利于培育新的经济增长点,推动发展方式转变”。海水淡化不仅是国家水资源的重要补充,更是战略储备和新的经济增长点。以2006年开展万吨级低温多效蒸馏海水淡化技术国产化研发为起点,国华电力公司紧抓海水淡化产业发展契机,坚持走自主研发、技术创新之路,十余年来结出累累硕果。通过与自身电厂结合,发展“电水联产”,不仅有效降低海水淡化的制水成本,可以完全解决火力发电厂自身的淡水需求,同时也将火力发电厂由传统的“耗水大户”转变为“新型淡水资源中心”,有力推动火力发电厂与周边社会的协调发展,为电力产业在沿海地区的发展开辟新空间。
2006年,万吨级低温多效蒸馏海水淡化(MED)自主技术在我国还是空白。国华电力公司以自主化创新为己任,从水平管降膜蒸发的机理和低温多效蒸发器的基本设计原理入手,先后开展了水平管降膜蒸发传热研究、布液与液膜流动研究、蒸汽热压缩器(TVC)设计优化研究、低温多效蒸馏海水淡化系统热力性能计算与蒸发器关键结构设计计算等核心技术研究,开发了低温多效蒸馏海水淡化系统和蒸汽热压缩器设计计算软件,还开展了装置结构、工艺系统和控制系统设计优化、装置调试和运行优化等工程应用技术研究,形成了拥有自主知识产权的万吨级低温多效蒸馏海水淡化成套应用技术。2008年底,国华电力公司自主研发的1.25万t/天MED装置在沧东电厂成功投产,标志着我国首次全面掌握了万吨级低温多效蒸馏海水淡化的核心技术,填补了国内万吨级海水淡化自主技术装备的空白。
在万吨级低温多效蒸馏海水淡化装置国产化成功的基础上,国华电力公司进一步开展低温多效蒸馏海水淡化的系列化和大型化研究,在国内率先完成2.5万t/天单机容量的大型低温多效海水淡化装置设计,开创了分区布管、多级回热等MED新技术在国内的首次应用,并开展了相关中试实验研究,充分验证了2.5万t/天大型装置方案的先进性和可行性。2013年底,应用国华电力公司自主核心技术建设的我国首台2.5万t/天MED装置在国华沧东电厂成功投产,创造了国产MED装置单机容量最大、造水比最高纪录。
2015年,国华电力公司在舟山成功建设1.2万t/天MED装置,并首次应用自主技术高性能蒸汽热压缩器,实现MED技术的全面国产化。2018年,国华电力公司2×4000t/天自主技术MED装置出口印尼,跨出国门,进军国际海水淡化市场。
国华电力公司始终坚持创新驱动,全力推动技术和装备国产化,振兴民族工业,敢为人先,先行先试。本书对国华电力公司十余年来低温多效蒸馏海水淡化技术研究和创新进行了总结,可供相关科研工作者、工程技术人员、管理人员和其他人员参考,希望本书的出版能为推动我国海水淡化事业进步尽一份力。
由于时间仓促,不妥之处在所难免,恳请各位读者提出宝贵意见。
序言
前言
第一章 海水淡化与电水联产技术
第一节 水资源概况
第二节 海水淡化技术概况
第三节 海水淡化技术在电力行业的应用需求
第四节 电水联产技术特点
第二章 低温多效蒸馏海水淡化技术
第一节 多效蒸馏技术原理
第二节 低温多效蒸馏海水淡化工艺计算
第三节 低温多效蒸馏海水淡化关键技术
第四节 低温多效蒸馏海水淡化技术发展趋势
第三章 低温多效蒸馏海水淡化基础实验研究
第一节 水平管降膜流动与相变传热特性
第二节 喷淋布液规律实验研究
第三节 蒸汽热压缩喷射器性能实验研究
第四章 MED设备结垢与腐蚀机理研究
第一节 结垢特性实验研究
第二节 腐蚀特性基础实验研究
第三节 结垢及腐蚀特性动态实验研究
第五章 利用火力发电厂烟气废热驱动的MED技术研究
第一节 火力发电厂余热用于海水淡化技术分析
第二节 热管余热利用技术与关键设备
第三节 低温烟气中露点腐蚀与防护
第六章 低温多效蒸馏海水淡化蒸发器设计
第一节 蒸发器结构设计
第二节 蒸发器强度的应力分析设计
第三节 蒸发器选材设计与分析
第四节 蒸发器的制造与验收
第七章 低温多效蒸馏海水淡化工程设计
第一节 工程设计
第二节 MED设备的防腐设计
第八章 MED设备安装、调试及运行维护
第一节 施工安装
第二节 系统调试
第三节 运行与维护技术
第九章 海水淡化工程应用实例
第一节 国华沧东电厂1.25万t/天MED项目
第二节 国华沧东电厂2.5万t/天MED项目
第三节 国华舟山电厂1.2万t/天MED项目
第四节 国产TVC设计及应用
参考文献