( 1) 在现有 MSF 系统的基础上 ,结合 L TΟ ED M 系统将二次蒸汽的潜热利用在下一效的特点 , 将各 级闪蒸室中闪蒸出的二次蒸汽的一部分引到下一级 闪蒸室中用来加热循环盐水 , 同时二次蒸汽冷凝为 产品淡水 . ( 2) 以电厂凝汽器的循环海水代替原海水作为 多级闪蒸海水淡化系统的补充水 , 来提升补充水 的温度 ,充分的利用电厂废热 .

  ( 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室 , 710049 , 西安)

  符 号 表 α t 循环盐水温度 , ℃ 引出份额 θ T 闪蒸盐水温度 , ℃ 盐水加热器端温差 , ℃ ) r 汽化潜热 , kJ/ ( kg ・℃ 下标 U 循环倍率 b 排放浓盐水

  衡量其性能的最重要的参数 , 它是指蒸发装置淡水 总产量与盐水加热器所消耗的蒸汽量之比 , 其定义 为

  海水淡化是解决淡水资源短缺问题的一条有效 的战略途径 ,它不仅是某一国家和地区在某一时期 的暂时性的局部问题 , 而且是全球范围内涉及人类 生存和社会持续健康发展的长远而重大的问题[ 1 ,2 ] . 近年来 , 将不同的海水淡化方法组合应用 , 以及将海水淡化 装置与火力发电厂结合进行电水联产 , 以提高淡水 产量和降低淡水成本 , 慢慢的变成为世界各国的研究热 点 . 在目前各种海水淡化技术中 , 多级闪蒸 ( MSF ) 占有主导地位 , 其造水规模约占世界上总造水规模 的 60 % ,技术很成熟 , 而且很适合热电厂进行 电水联产 [ 3Ο6 ] . 深入研究 MSF 系统的性能 , 对促进 MSF 系统的合理设计 、 经济运行和提高火电厂经济 性均具备极其重大意义 . 现有 MSF 系统的闪蒸蒸汽全部在本级的冷凝 管外凝结成产品淡水 , 释放的潜热用于加热本级冷 凝管内的循环盐水[ 7 ,8 ] . 低温多效蒸馏海水淡化系 统 (L TΟ ED) 是将前一个蒸发器蒸发出来的二次蒸 M 汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽 , 并在下一蒸发器 中冷凝为产品淡水 ,热能得以重复利用 ,造水比几乎 按效数成倍增加 ,其最高盐水温度只有 70 ℃. 虽然 操作温度低可避开或减缓设备的腐蚀和结垢 , 但 也正是由于操作温度不高于汽轮机抽汽压力所对应的 饱和温度 ,由此产生能位贬值 ,削弱了电水联产的实 际热经济效益 . 因此 ,本文针对供热机组进行电水联 产的参数特点 ,综合 MSF 和 L TΟ ED 两种系统的 M

  图 3 所示为 MSFΟE 系统第 j 级闪蒸室单元的 热工过程模块 . 每一级闪蒸室的热工过程均包括盐 水闪蒸 、 淡水闪蒸 、 海水预热 、 循环盐水流动过程等 环节 ,假设 MSFΟE 系统的各级闪蒸室服从等温降 分配 ,并且各级闪蒸蒸汽的汽化潜热相等 ,从而能够 建立 MSFΟE 系统的单元模块方程 . α 式中 : 为引出份额 , 即引到下一级的蒸汽占本级闪 蒸蒸汽的份额 . 系统总的淡水产量为

  优点 ,通过对现有 MSF 系统来进行改进 , 提出一种多 级闪蒸海水淡化的改进系统 ( MSFΟE) ,旨在提高现 有 MSF 系统的造水比 , 降低其腐蚀和结垢 , 同时还 建立了性能计算数学模型 , 以分析参数变化对系统 性能的影响规律 .

  图 1 所示为现有的 MSF 系统 ,它将闪蒸室分割 成热回收段闪蒸室和热排放段闪蒸室两部分 . 原海 水首先进入热排放段闪蒸室的冷凝管用来冷凝闪蒸 室里产生的蒸汽 ,同时海水被加热 ,从排放段出来的 海水大部分返回大海 , 剩余部分进入到热排放段的 末级闪蒸室内 ,并与闪蒸室内的循环盐水混合 ,再经 盐水循环泵送入热回收段的末级闪蒸室的冷凝管 , 沿着与闪蒸盐水流动方向相反的方向依次冷凝各闪 蒸室里闪蒸出的蒸汽 ,同时自身也被逐渐加热 . 循环 盐水从第 1 级闪蒸室的冷凝管出来后 , 进入盐水加 热器被进一步加热 ,然后进入第 1 级闪蒸室下部 ,由 于此时其温度大于第 1 级闪蒸室真空所对应的饱和 温度 ,循环盐水开始闪蒸 ,闪蒸出的蒸汽向上经丝网 除沫器除去盐水滴和泡沫后进入冷凝区进行冷凝 , 凝结后的水滴落入冷凝器下部的淡水槽成为产品淡 水. 下. 图 2 所示为改进的 MSFΟ 系统 ,其改进方法如 E

  摘要 : 针对供热机组进行电水联产的参数特点 ,综合多级闪蒸海水淡化技术 ( MSF) 和低温多效蒸馏海水淡 化技术 (L TΟ ED) 的优点 ,提出了一种多级闪蒸海水淡化的改进系统 ( MSFΟE) , 其改进方法是利用供热汽 M 轮机 01 12～01 25 M Pa 的供热蒸汽作为热源 ,将各级闪蒸室中闪蒸出的二次蒸汽的一部分引到下一级闪蒸 室中用来加热循环盐水 ,同时以供热机组凝汽器的循环海水代替原海水作为多级闪蒸系统的补充水 ,并建立 了 MSFΟE 系统性能计算数学模型 ,分析了参数变化对 MSFΟ 系统性能的影响规律 . 研究与计算根据结果得出 , E 与现有 MSF 装置作对比 ,在引出份额达到理论最大值 01 743 时 , 造水比可提高 421 6 % , 各级闪蒸室中盐 水的质量分数平均下降 221 1 % ,可以更好地发挥供热机组进行电水联产的优越性 ,为 MSFΟE 系统的实际应 用奠定了理论基础 . 关键词 : 电水联产 ; 多级闪蒸 ; 海水淡化 ; 造水比 中图分类号 : T K2 文献标识码 : A 文章编号 : 0253Ο 987X ( 2005) 11Ο 1165Ο 04

  循环倍率 U 是衡量其装置性能的重要参数 , 定义为 循环盐水流量与淡水总产量之比

  水具有腐蚀性 , 材料容易腐蚀和结垢 , 因此在一定条 件下 , 应该尽可能地降低盐水的质量分数 . 盐水加热 器中盐水的质量分数 X r 是最重要的浓度参数 , 因 为在这里的温度最高 , 发生结垢的可能性也最大 , 因 此应该尽可能地降低 X r . 盐水加热器中 X r 的表达式为