热水电联产系统的性能分析与优化研究

发布时间：2020-09-03 09:20

　　海水淡化技术已成为解决世界淡水紧缺的一条有效的战略途径。带有低温多效蒸发海水淡化装置的水电联产系统能够有效降低制水成本。但如何进一步降低海水淡化装置的制水成本是国际海水淡化界有待解决的问题。为了进一步降低淡水成本,本文提出了热水电联产系统,并对其进行了性能分析与优化研究。本文首先针对5种不同海水淡化流程,建立了热水电联产系统数学模型,其中包括多效蒸发海水淡化系统数学模型、溴化锂吸收式热泵系统数学模型和蒸汽喷射器数学模型,并编制了计算程序进行求解;以整个系统的单位产量淡水成本最小为优化目标,建立了热水电联产系统的优化数学模型,并利用MATLAB及其优化工具箱,编制了计算程序,对优化数学模型进行了求解。利用有TVC热水电联产系统求解结果,根据5种不同的TVC位置,对6效二次蒸汽预热串联有TVC流程的热水电联产系统进行热力性能与成本比较分析,结果表明:在相同的参数情况下时,相比其他4种流程,流程(2+4)的热力性能最优,成本最低,经济性最好。利用热水电联产系统优化结果,对串联预热流程无TVC热水电联产系统进行了优化与非优化比较分析;对并联预热流程无TVC热水电联产系统进行了优化与非优化比较分析;同时针对不同流程,对无TVC热水电联产系统进行了优化比较分析。结果表明:在本文的计算范围内,对于串联预热流程,最佳效数为6效,优化后的淡水成本为5.418￥/t。对于并联预热流程,最佳效数为7效,优化后的淡水成本为4.884￥/t。当海水淡化系统都为6效,与串联预热流程相比,并联流预热程成本减少9.08%;并联预热流程最优。最后针对并联预热流程,对不同系统进行了成本比较分析,结果表明:无联产系统非优化设计时的成本最高,其次为水电联产系统优化设计时的成本,而热水电三联产优化设计时的成本最低。对于7效并联海水淡化系统,淡水量都为10000t/d时,与水电联产系统优化设计时的成本相比,热水电联产系统优化设计时的成本节省11.47%;与无联产系统非优化设计时的成本相比,热水电联产系统的优化设计时的成本节省77.36%。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：P747
【部分图文】：

淡化装置,海水淡化技术,陆地,全球

的最新统计报告[3J，2004年，单机容量在 100m3/d以上的海水淡化总装机容量为3.75xlo7m3/d，与1960年总装机容量5.sxlo4m，/d相比，增长646倍，年增长率为17%。从图1.1中了解到，反渗透法的淡水产量最大，达到1.8xl护m3/d，约占总装机容量的47%，其它依次为多级闪蒸占35%，压汽蒸馏占5%，多效蒸发占3%。 }}}}}}}}}}}}}}}}}}}{{{ .................目峨..甲.旧，阳.币.幻〔月‘卜心碑户‘已咋

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淡水27.3只104m，，是世界上最大的苦咸水反渗透淡化厂。随着海水淡化技术的突破，利用热电联产海水淡化技术，使得提高电厂效率的同行海水淡化这一目的得以实现。如海湾地区的Yanbu一Median期工程采用的就是热产、RO与MSF海水淡化的联合方案，其中，发电150MW，RO与MSF装置容量20000xlo4m，厄。在20世纪最后几年，阿联酋迪拜的JebelAli电站(o座)发电45oMw，sF与Ro联合系统造水Zss000xlo‘m，/d，阿布扎t匕(AbuDh曲i)的水电部门建设装机732MW的发电机组、6x58000m，/d多级闪蒸海水淡化厂。由于各种新的工艺和多种新技术的出现，也使得海水淡化的成本大大降低。最有性的例子是赛浦路斯进行的国际招标中，淡化水的最低报价从1995年的1.22美元下降到1998年的0.782美元/吨[6J。根据目前各种海水淡化装置的报价，不同方法，同工艺的海水淡化装置通常的综合成本可达到5一8元/m，淡水，接近甚至低于部分的自来水价格，从而使海水淡化技术大规模应用的前途越发光明。3主要海水淡化技术

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(l)蒸馏法多级闪蒸(MSF)多级闪蒸就是海水由加热器加热到一定温度后进入闪蒸室，室内压力受控制低于海水温度所对应的饱和蒸汽压，从而使海水迅速蒸发形成蒸汽，盐水自身的温度降低，蒸汽冷凝后即为淡水。热海水流过若干个压力逐级降低的闪蒸室，逐级蒸发降温，得淡化，同时盐水也逐级浓缩，直到温度接近天然海水温度。MsF通常与火力发电站联合建设与运行，以汽轮机低压抽汽作为热源，MSF在湾国家采用较多。由于MSF加热过程与蒸发过程分开进行，所以海水结垢倾向小。MS技术最为成熟，整体性好，运行安全性高，适合于大型和超大型淡化装置，就淡化水而言，目前MSF，在全球仍属第一。MSF的研究目前正朝着进一步扩大单机容量，统操作最佳化，开发对环境影响小、用量小的新型阻垢剂，研究新型传热材料的方向展。

【引证文献】