水电联产海水淡化系统的生产调度

发布时间：2020-04-10 10:26

【摘要】：水电联产海水淡化系统可以利用电厂的蒸汽余热和电力为海水淡化提供能量，在实现能量充分利用的同时，进一步降低海水淡化的产水成本。由于水电需求负荷随着时间呈周期性变化，在水电生产独立运行的情况下，各生产单元的运行负荷将出现较大波动，尤其是电厂。因此，开展水电联产海水淡化系统的生产调度研究对于提高能量利用效率、降低生产成本和实现生产系统的稳定操作都具有重要的理论意义和应用价值。 本文首先对两种热膜耦合海水淡化技术进行了模拟分析，，建立其系统模型和经济模型，以总造水费用最小为目标函数，用GAMS软件进行求解，分析了造水费用、产水浓度与多级闪蒸、反渗透产水比值之间的关系。结果表明：在以多级闪蒸排放冷却海水作为反渗透进水的热膜耦合海水淡化系统中，适当降低多级闪蒸的产水量有利于降低系统的造水费用，而适当增加多级闪蒸的产水量有利于降低系统的产水浓度，提高产水质量；对以反渗透的排放浓盐水作为多级闪蒸进水的热膜耦合海水淡化系统，适当提高多级闪蒸的产水量对提高产水质量和降低造水费用都是有利的。 对水电联产海水淡化系统进行了模拟优化，建立了该系统的优化模型，以造水费用最低为目标函数，用GAMS软件进行求解。结果表明：在产水量为8000t/h且发电量没有要求的情况下，水电联产海水淡化系统的最优操作方案为发电厂、多级闪蒸和反渗透三者的集成操作，发电厂的全部蒸汽都用作多级闪蒸系统的加热蒸汽，反渗透的进水取自多级闪蒸的排放冷却海水，多级闪蒸与反渗透产水量的最优比值为0.45；随着产水量的逐渐增加，水电联产海水淡化系统的造水成本和多级闪蒸与反渗透的产水量比值都逐渐降低。 开展了典型日水电联产海水淡化系统的生产调度研究，在分析典型日水电需求负荷变化情况的基础上，建立了水电联产海水淡化系统生产调度的数学模型，同时考虑了分时电价的影响，将调度问题描述为一个非线性规划问题，以总收益最大为目标函数，用GAMS软件进行求解。结果表明：多级闪蒸产水量随时间的变化较小，反渗透的产水量随时间变化较大；在用电低谷时，总产水量增加，剩余水量储存在储罐中；在用电高峰时，总产水量降低，不足部分由储罐中的水进行补充，总的产水量能够满足水需求；通过对不同时段水、电需求的调度，可以提高总收益，同时使水电在不同的时段相互弥补，提高能源的利用效率；电厂的生产负荷波动明显降低。 针对不同季节水电需求负荷的变化情况，建立了水电联产海水淡化系统的调度模型，考虑了煤价变化对水电联产海水淡化系统的影响，以总收益最大为目标，将该调度问题表述为一个非线性规划问题，用GAMS软件进行求解。结果表明：多级闪蒸产水量随季节的变化较小，反渗透的产水量随季节的变化较大；春、秋、冬三季产水量均高于需水量，储罐储存水，发电量高于需电量，剩余电量用于反渗透产水；在夏季产电全部外供，反渗透产水量降为零，总产水量低于需水量，此时用储罐中储存的水弥补不足；未考虑煤价变化时水电联产海水淡化系统的总收益高于考虑煤价变化时系统的总收益。
【图文】：

图 1-1 水电联产示意图Fig.1-1 The schart of cogeneration system.2 水电联产海水淡化技术的研究现状水电联产海水淡化技术是解决淡水资源短缺，实现能量充分利用和可持有效途径[66]，因此如何实现海水淡化与火电厂的集成，以进一步降低海本和实现能量的有效利用成为世界各国学者研究的热点。M Cohen[67]认为可以使用电厂的排放冷却海水作为热源，以实现水电联法由于蒸汽和电力消耗极低，因此其产品水具有较大的竞争力。Gunenberg[68-69]提出了四种利用柴油发电机的废热余热进行水电联产的方案能源的匹配。L.Awerbuch[70]对四种多级闪蒸水电联产方式进行了研究，量匹配效果最好时的电水比。Ali M.El-Nashar[71]在其基础上提出了另外方式。Ali M.El-Nashar 对五种方案进行了结构和经济优化，最终设计出小的多级闪蒸水电联产海水淡化系统。但是由于其优化设计中不是对水

即将多级闪蒸、反渗透和电厂结合起来进行水电联产、联供，该集成系统的结构流程如图3-1 所示。高压过热蒸汽从发电厂锅炉出来后首先进入第一和第二透平机进行发电，从第二透平机出来的蒸汽，一部分进入第三个透平机进行发电，另一部分作为多级闪蒸的加热蒸汽进入海水淡化系统。从海水淡化系统和第三透平机出来的冷凝后的加热蒸汽再次进入锅炉被加热成过热蒸汽，然后进入透平机发电，依次循环使用。发电厂的低品位热能供给多级闪蒸海水淡化技术进行产水，剩余电力供给反渗透海水淡化系统进行产水。图 3-1 水电联产系统流程示意图Fig.3-1 Schart of integration of MSF/RO and power plant海水淡化系统采用的是热膜耦合海水淡化技术，即反渗透的进水取自多级闪
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P747;TM73

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;技术前沿:太阳能海水淡化系统专用救灾现场[J];硅谷;2011年08期

2 ;国内首个核电站海水淡化系统投入使用[J];中国建设信息(水工业市场);2010年07期

3 蔡邦肖;太阳能反渗透法海水淡化系统[J];海洋通报;1989年02期

4 王金元;;唐山海港经济开发区海水淡化技术应用[J];水科学与工程技术;2011年04期

5 冯建永;杨伟星;石丽;李洪;;热泵循环海水淡化系统的计算分析[J];盐业与化工;2009年02期

6 胡三高;宋之平;;蒸馏法海水淡化系统的评价[J];水处理技术;1987年02期

7 张秀芝,王树勋,王静,张雨山;膜技术在海水资源利用中的应用[J];海洋技术;2005年03期

8 ;蓝星东丽助力青岛Befesa项目实现国内最大规模海水淡化[J];给水排水动态;2011年02期

9 曲源;田晓亮;;热泵循环海水淡化系统[J];能源技术;2007年02期

10 张福录;李雪民;;反渗透法海水淡化系统的设计[J];一重技术;2005年05期

相关会议论文 前10条

1 刘秀艳;谢正苗;项硕;叶敏;;海水淡化反渗透系统研究进展[A];第一届海水淡化与水再利用西湖论坛论文集[C];2006年

2 王许云;张林;陈欢林;高从X&;;太阳能海水淡化系统开发进展[A];第一届海水淡化与水再利用西湖论坛论文集[C];2006年

3 庞胜林;刘金生;;海水淡化系统研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集（下册）[C];2006年

4 付秉恒;孙文哲;翟少斌;张立华;;空调与海水淡化联合运行方案研究[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年

5 黄美斌;林文胜;顾安忠;黄建民;;LNG冷能用于冷媒直接接触法海水淡化[A];第五届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2008年

6 田晓亮;曲源;孙晖;;热泵节能技术在海水淡化中的应用[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年

7 林治国;何文斌;许振东;王倩;;海水淡化的经济技术分析[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集（下册）[C];2006年

8 高国强;郭伟宁;;自安装采油平台锅炉给水处理系统简介[A];2008年度海洋工程学术会议论文集[C];2008年

9 姬文状;贾海军;;适于核能海水淡化的低温多效蒸馏技术研究[A];第四届北京核学会核应用技术学术交流会论文集[C];2006年

10 殷占民;胡松涛;;空调与海水淡化系统联合运行方式探讨[A];2005年山东省制冷空调学术年会论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 王荣琦;国内首个核电站海水淡化系统启用[N];辽宁日报;2010年

2 首席记者 邱丽娜;我省海水淡化系统项目成功投运[N];黑龙江经济报;2010年

3 记者　贾继恒;新材料制成海水淡化装置[N];中国环境报;2006年

4 通讯员 钟光伟 张荣;玉环电厂日供淡化海水3000吨[N];中国电力报;2006年

5 刘婧婷　记者 张桂英 张斯文;我省海水淡化系统印尼投运[N];黑龙江日报;2010年

6 王颖聪 郭宝慧;国华沧电引来海水酿甘露[N];中国电力报;2006年

7 通讯员 袁平素 记者 钟光伟;华能玉环电厂海水淡化工程扫尾[N];台州日报;2006年

8 本报记者 吴德强;太阳和风可淡化海水[N];北京科技报;2004年

9 高凤春 徐合顺 杜庆君;用清洁电力点亮美好生活[N];唐山劳动日报;2007年

10 本报记者 龙全忠;大唐电厂：投入一分“绿” 产出十分“光”[N];河北经济日报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 杨洛鹏;水电联产低温多效蒸发海水淡化系统的热力性能研究[D];大连理工大学;2007年

2 罗尘丁;中低温太阳热能与化石能源互补系统集成及水电联产系统研究[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2011年

3 卢彦越;反渗透膜法海水淡化过程最优化设计的研究[D];中国海洋大学;2007年

4 邓润亚;海水淡化系统能量综合利用与经济性研究[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2009年

5 伍联营;基于遗传算法的海水淡化及其集成系统优化设计研究[D];中国海洋大学;2012年

6 吴现力;公用工程和工艺过程综合优化的研究[D];中国海洋大学;2013年

7 陈志莉;热法太阳能海水淡化技术及系统研究[D];重庆大学;2009年

8 王越;反渗透海水淡化系统阀控余压能量回收装置的研究[D];天津大学;2004年

9 周少祥;热电联产多级闪蒸海水淡化技术的理论与实践[D];华北电力大学;2001年

10 朱丽;实现太阳能烟囱经济综合利用海水的系统性研究[D];天津大学;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 肖胜楠;水电联产海水淡化系统的生产调度[D];中国海洋大学;2013年

2 原雪迪;水电联产低温多效蒸发海水淡化系统模拟[D];大连理工大学;2013年

3 杨纯洁;基于降膜蒸发的水电联产海水淡化系统研究[D];华北电力大学;2013年

4 王进;不同供汽方式下低温多效海水淡化系统的研究[D];华北电力大学;2013年

5 王鹏;燃煤机组水电联产海水淡化系统热经济性分析[D];华北电力大学;2012年

6 王红菊;低温多效海水淡化系统模拟分析[D];天津大学;2012年

7 赵广斌;太阳能海水淡化系统经济性对比研究[D];大连理工大学;2013年

8 王晓;超声波辅助蒸发太阳能海水淡化系统研究[D];青岛理工大学;2010年

9 刘鹏;单效蒸发机械压汽海水淡化系统热力性能研究[D];集美大学;2012年

10 韩旭;小型船舶余热海水淡化系统性能研究[D];大连理工大学;2013年

本文编号：2622114