TVC在低温多效海水淡化装置的应用分析
海水淡化低温蒸馏工艺调试浅谈
海水淡化低温蒸憎工艺调试浅谈张印志瞿雯蒋卓初夏惠忠（上海电力建设启动调整试验所有限公司，上海市，200031）【摘要】随着淡水的日趋紧张，寻找新的水源势在必行,对于生活在海边的国家、地区，如何利用好海水淡化技术，越显重要。
本文主要介绍低温多效蒸馆海水淡化技术原理及以国产15000t/d低温多效蒸馆海水淡化系统为例，介绍其调试过程。
【关键词】低温多效蒸傳、海水淡化、国产、调试0引言海水淡化是将海水中的盐分和水分进行分离，生产生活或工业用水的过程。
其主要方法有蒸馆法、膜法等。
本文主要介绍蒸馆法中的低温多效系统调试。
低温蒸憎海水淡化系统每效蒸发器内是由换热管组成，换热管内是蒸汽，管外是与之换热的物料水。
第1效蒸发器内的蒸汽为外部来蒸汽加上末效抽汽，水蒸发形成新的蒸汽进入第2效蒸发器进行换热，此过程逐级进行，直至最后，所有蒸汽在凝汽器内凝结。
除第1效蒸汽冷凝下来的纯水通过凝结水系统进入纯水系统外，后面几效冷凝水从2效逐级自流至末效，通过成品水泵输送至纯水系统。
每效蒸馅后留下的浓盐水，从1效逐级自流至末效浓盐水侧，通过盐水排放泵外排。
1.国产15000t/d低温蒸憎海水淡化系统调试1.1设备系统概况本期海水淡化工程设置2套单机制水容量15000t/d的热法低温多效蒸憾海水淡化装置，系统总出力为30000t/d。
1.1.1主设备系统参数与第1效内海水进行换热，蒸汽冷凝成凝结水，而海表1主设备技术参数项目单位技术数据工艺方式TVC-MED 额定设计产水量m3/d15,000设计最大产水量m3/d16,500设计造水比（GOR）kg/kg>10设备设计出力调节范围%50-110蒸发器效数7效，全再循环效7效进水条件（TSS）mg/L200（建议V50）额定加热蒸汽压力MPa.a0.55额定加热蒸汽温度°C250额定设计蒸汽耗量t/h 55.7项目单位技术数据最大设计蒸汽耗量t/h65.8（110%额定产水量）产品水质量（TDS）mg/L<5产品水温度°C<40额定成品水产量t/h582.7最大成品水产量t/h647（110%额定负荷工况）额定凝结水量t/h98最大凝结水量t/h106.4凝结水温度°C<40凝结水质量（TDS）mg/L<2.5进料方式一级平流高低压两级进料，物料水一级蒸汽回热+凝结水回热加热额定设计海水进水温度°C25最高设计海水进水温度°C31（该工况不保证110%负荷出力）最低设计海水进水温度°C12额定工况海水设计用量t/h2060最大海水用量t/h3334海水含盐量g/kg32排放盐水设计浓缩比 1.47设计排放盐水盐度g/kg47.04排放盐水设计最高盐度g/kg49.3产品水温度/压力°C/MPa<40/0.2凝结水的温度/压力°C/MPa<40/0.4盐水设计排放温度°C<46真空系统方式二级射汽抽气器，二级蒸汽冷凝器制水电耗kWh/m3<1.01.1.2性能保证值>10<5表2设备主要性能保证值_______________________________________________________________________________________________________________造水比(GOR)___________________产品水质量 (TDS)1.2调试目的1.2.1通过调试考核设备和系统的性能是否安全可靠。
低温多效海水淡化
反渗透法
预处理+RO反渗透膜
低温多效蒸馏
预处理+蒸发器
多级闪蒸
前处理+多级闪蒸装置
低温多效海水淡化法
多效蒸馏（MED）
所谓低温多效海水淡化技术是指盐水的最高 蒸发温度约70℃的海水淡化技术，其特征是 将一系列的水平管降膜蒸发器串联起来并被 分成若干效组，用一定量的蒸汽输入通过多 次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热蒸汽 量的蒸馏水的海水淡化技术。
•最高蒸发温度一般不高于70℃——解决了换热设备的腐蚀和结垢问题； •预处理较简单，化学药剂消耗较低； •系统的操作安全可靠； •节能高效
工艺流程
低温多效海水淡化法
热力增压机
蒸发器
凝结水泵
海水增压泵
浓盐水泵
淡水泵
低温多效海水淡化法
一套低温多效海水淡化装置的工艺主 要由蒸汽器的效数、蒸汽器的进料方 式、蒸发器结构设计及日常维护这些 设计环节密切相关
主要设置装备
蒸发器 海水系统 蒸汽系统 产水系统 化学加药系统
低温多效海水淡化法
加药单元
加药目的
消泡剂加药单元 阻垢剂加药单元
降低海水的表面张力， 防止和减少泡沫的产生
防止换热管表面积垢影 响热效率
偏亚硫酸氢钠加药单元 去除海水中残留的余氯
加药位置
物料水入口处 物料水入口处 自反洗过滤器进口处
加药量
低温多效海水淡化法
主要设置装备
蒸发器 海水系统 蒸汽系统 产水系统 化学加药系统
名称
蒸发器 凝汽器 热力压缩机 海水增压泵 盐水泵 淡泵水 凝结水泵
数量
1台 1台 1台 1台 1台 1台 1台
大型低温多效蒸发海水淡化装置的设计分析
ＨＰ ＆ ＨＴ ｈ ａ ｅｏ ｒｅ ｕ ｌｏ ｒｄ ｃ ｈ ｔａ ｆ ｗ ｆｈ ａ ｅ ｏ ｒｅ Ｓ ｓ ｔ ａｓ ｅｔｒ ｓ ｕ ｃ ，ｂ ｔａｓ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓｅ ｍ ｌ ｏ ｏ ｅ ｔｒｓ ｕ ｃ Ｏ ａ ｏ ｒｉｅ ＧＯＲ． Ｔｈ ｒａ ｏ ｅ ｔ ｅ ａｅ ｆｈ ａ
ｅ ｈａ ｘｃ ｎｇｅ ａ ｄ Ｇ ＯＲ ｎ ｄｆｅ ｅ ｃ ｍ ｅ ｈ ｌ ｅ ｃ ｍ ｐ ｒ ｄ ｗ ｉｈ ｂａ ｅ ｎ ｔ ａ ｅｑｕ ｔｔ ｆｗ ａ ｅ ａ ｎ Ｏ ａ ｏ ｎ ｉ ｉｆ ｒ ｎｔｓ ｈｅ ｓ ｓ ａ ｌｂ ｏ ａ ｅ ｔ ｓ ｄ ｏ ｈｅｓ ｍ ａｎ ｉｙ ｏ ｔ ｒｍ ｋｉｇ Ｓ ｓ ｔ ｏｂｔ ｉ ｎ ｏｐ ｉ ｕｍ ｓｇ ｓ ｈｅ ｅ ａｎ ａ ｔｍ ｄｅ ｉｎ ｃ ｍ ．
ＴＶＣ Ｍ Ｅ Ｒｅ ｕｔ ｎ ｉａｅ ｔ ａ ｈ ｕｔ ｅｆｃ ｖ ｐ ｒ ｔ ｎ ｉ ｉｗ ｆｔ ｅ ｄ ｓｇ ｒ ｉｇ ｃ ｎ ｉｏ ｆ１ ０ ０／ Ｄ ｓ ｌｓｉｄｃ ｔ ｈ ｔｔ ｅ ｍ ｌｉ ｆｅ ｔｅ ａ ｏ ａｉ ｎ ｖｅ ｏ ｈ ｅｉｎ ｗｏ ｋ ｎ ｏ ｄｔ ｎ ｏ ０ ０ ｔ ｄ — ｏ ｉ
降低 蒸 汽 参 数 ， 仅 可 以 充 分利 用 高 温 高 压 热 源 的 能 量 ， 且 可 以 减 少 热 源 的 蒸 汽 流 量 ， 可 提 高造 水 比 。 对 于 同 不 而 也
一
造 水 量 ， 对 比不 同方 案 的换 热 面积 与 造 水 比 ， 需 以取 得 最优 化 的设 计 方 案 。
Ｍ Ｅ ４效 ＴＶＣ Ｍ ＥＤ、 Ｄ、 — ５效 ＬＴ Ｅ ５效 ＴＶＣ— ＥＤ、 １效 ＴＶＣ— ＥＤ 五 种 设 计 方 案 ， 根 据 不 同 工 艺 流 程 下 Ｍ Ｄ、 Ｍ ４＋ Ｍ 并
低温多效蒸馏海水淡化成本分析
低温多效蒸馏海水淡化成本分析目前，我国是联合国公认的世界13个最贫水国家之一。
世界性的淡水危机，为海水淡化技术发展提供了广阔的市场，海水淡化技术的应用成为解决淡水资源危机的有效方法。
低温多效蒸馏(LT-MED)是海水淡化技术目前的主流技术之一，其原料海水的最高蒸发温度一般低于70℃，其特征是将一系列的水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器串联起来并被分成若干效组，用一定量的蒸汽输入，通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水的海水淡化技术。
淡化后的水含盐量小于 5 mg/L。
因其具有产品水水质好、预处理简单、腐蚀和结垢风险小、单机制水能力大以及技术经济性好等特点，得到了越来越多的应用，市场占有率逐步提高；但LT-MED技术的推广受成本限制极大,因此，降低制水成本是LT-MED技术研究的热点，也是进一步推广应用LT-MED技术的必要条件。
1工程概况某发电厂一期安装2-600 MW国产亚临界燃煤发电机组，二期安装2-660 MW国产超临界燃煤发电机组，循环水系统采用海水直流供水系统。
电厂利用4台机组抽汽，采用海水淡化工艺制取淡水，实施水电联产。
日产25000 m3淡水的海水淡化装置所需蒸汽由电厂一、二期工程汽轮机中压缸末级抽汽提供，原料海水由循环水供水管取水。
采用配置蒸汽热压缩器(TVC)的横管降膜低温多效蒸馏(LT-TVC-MED)海水淡化工艺,装置可以在40%～100%工况下运行。
主设备由串列式水平布置的10效蒸发器组成，在第7效的末端抽汽。
蒸发器采用多支座卧式直列布置在钢架上。
装置主要参数见表1。
2低温多效蒸馏技术成本分析低温多效蒸馏海水淡化的成本是一个比较复杂的问题，受多种因素的影响，如项目地理位置、气候条件、海水水质、海水随季节的温度分布及可利用的能源等诸多因素均影响着海水淡化的制水成本。
本文针对特定项目的具体方案进行成本分析。
海水淡化工程单位水量成本费用可分解为固定成本和可变成本。
TVC在MED海水淡化装置中的作用和性能分析
结垢 问题 ， 在多级 闪蒸 海水 淡化技术 发展成 熟后 ，
该方 法在海 水淡 化 领域 逐 渐 消 失 。 随着 低 温 多效 蒸发技 术 的 出现 ， 垢 问题 得 以解决 ， Ｄ海 水 结 ＭＥ
（大连 理 工 大 学 海 洋 能 源 利 用 与节 能 教 育 部 重 点 实验 室 ，辽 宁 大连 １ ６ ２ １ ０ ４）
摘要 ： 建立 了蒸汽热力压 缩器 （ ｅ ａ ｖｐｒ ｏ ｐｅｓｒＴ Ｃ 和 多效蒸发 （ ｌ— ｆ ｔ ｉｉａｏ ， Ｄ ｔ ｒ ｌ ａｏ ｍ ｒ ｏ， Ｖ ） ｈｍ ｃ ｓ ｍｕ ｉｆ ｃ ｄ ｔｌ ｉ ＭＥ ） ｔｅ ｅ ｓｌ ｔｎ
随着 全球 人 口数 目的急剧增 加和 工业 化及 城 市化 的迅 速发展 ， 水 资源 的 短缺 已不 仅 仅是 一 淡
个经 济问题 ， 而且 还 是关 系 到人 类 生 存 和发 展 的
社会 问题［ 海水 淡 化技 术是 缓解 全 球淡 水 紧缺 ¨。 的有效 方法 之一 ， 能耗高 、 成本 高成为 制 约海水 淡 化 技 术 发 展 的 主 要 瓶 颈 ， 低 温 多 效 蒸 发
收 稿 日期 ：２０ －２１ ； 修 回 日期 ： ０ ００ —５ ０ ９０－６ ２ １—１０ ． 基 金项 目 ：国家 自然 科 学基 金 资 助项 目 （ ０ ７ ０ ７ ． ５５６０） 作 者 简 介 ：沈胜 强 （９ １） 男 ， 士 ， 授 ， 士 生 导 师 ， １ ６一 ， 博 教 博 主要 研 究 方 向 为热 力 系 统节 能 与 海 水 淡 化 ． － ｉ：ｚｓ ｅ￣ ｄｕ．ｄ ． ｎ Ｅｍａｌｚｂｈ ｎ ｌｔｅｕ ｃ
低温多效蒸馏海水淡化工艺的应用研究
低温多效蒸馏海水淡化工艺的应用研究摘要：海水淡化工艺应用过程中，低温多效蒸馏技术的应用，为海水淡化开辟了新途径，需要对相关技术应用形式进行深入研究。
本文主要分析低温多效蒸馏海水淡化工艺主要特点，结合目前技术应用水平，重点探究多效蒸馏法在海水淡化处理中的应用，并且对实际应用中产生的问题和调整措施进行说明。
关键词：低温多效蒸馏；海水淡化；工艺技术低温多效蒸馏技术属于清洁生产的技术形式，对提升海水淡化处理效率作用明显，需要研究相关工艺的主要特点，为企业的余热回收提供技术保障，同时，实践应用环节，低温多效蒸馏技术提升了行业技术水平，有利于实现海水淡化处理中的污染零排放，践行节能减排的新时代发展理念，提升应用价值。
1低温多效蒸馏海水淡化工艺特点通过对低温多效蒸馏海水淡化技术的合理应用，企业可实现对燃气、蒸汽、供电和净水的有机融合，通过对TVC、MED和TV3工况的高效合理应用，可促使能源的科学应用，使得能源使用更加科学规范。
实践应用中，将低温多效蒸馏技术与发电装置的有机融合，可为相关技术应用提供动力保障，促使海水淡化处理成本的有效降低，实现技术应用的实践价值。
此外，在海水淡化处理中，对低温多效整理技术的应用，可实现对相关能源的优化组合，提升了海水淡化处理能力。
实践应用环节，热工装置中，浓盐水的排放处理温度在30℃以上，可将相关温度进行合理应用，促使其应用在海水淡化的预热工作中，提升能源利用效率[1]。
2低温多效蒸馏海水淡化工艺应用分析2.1主体蒸发工艺以某地区的低温多效蒸馏技术应用为例，项目中，使用的主体蒸发器装置属于六面体结构，产水规模日均5万吨，单套装置产水规模每天达到1.25万吨，产品水导电率小于10us/cm。
主体蒸发器结构包括7个相同的效和一个末效冷凝器。
实际处理过程中，对海水淡化的工况条件选择为双TVC模式，在国内海水淡化工作中属于先进的技术形式，显著提升了工作效率。
此外，通过相关技术应用，实现了蒸发装置系统内部的水、汽、电物质循环利用，有效降低了海水淡化处理中的能源损耗。
科技成果——余能低温多效海水淡化技术
科技成果——余能低温多效海水淡化技术成果简介近年来由于多效蒸馏（MED）海水淡化汽源适应性强、不宜结垢及腐蚀等优点得到迅速发展和应用，但行业内低温多效海水淡化装置绝大部分为“TVC”模式（利用热压缩器）运行，该模式多使用压力0.4-0.9MPa的高品质蒸汽作为淡化汽源；少部分在E模式（不利用热压缩器）下运行的装置也是使用减温减压器将正压蒸汽减温减压成负压蒸汽后使用。
目前凝汽式汽轮机的末端排汽，均为通过间接式换热，将末端排汽凝结成水回至锅炉，而排汽中大量的潜热被冷却水或冷却空气带走，进而释放至大气中，经测算散失的热量占整个发电机组投入热量的60%左右。
本技术得到国家科技支撑计划的项目（2006BAB04B01）资助，其核心是遵循能量梯级利用的原则，将企业内各主工艺产生的富余蒸汽以及各主工艺产生的煤气等可燃副产品通过锅炉燃烧产生的蒸汽首先用于汽轮发电机组发电，做完功的负压排蒸汽（乏汽）再直接进入低温多效海水淡化装置制取除盐水，做到发电与海水淡化的紧密结合，实现真正意义的“水电联产”。
该技术目前已获得国家发明专利（专利号：ZL200810103167.5），经过对关键技术和关键装备的不断攻关，目前已形成相关设计、加工、制造及运行方面的知识产权及专有技术，并具备了工程化推广应用的条件。
基于该技术建设的实际工程通过了行业专家的科技评估验收，并获得“首钢总公司科学技术一等奖”、“中国钢铁工业协会、中国金属学会科学技术二等奖”、“北京市科学技术二等奖”，该技术对于利用余能降低低温多效海水淡化的制水成本具有重要意义。
典型余能低温多效海水淡化技术工艺流程图典型案例项目名称：首钢京唐2×12500m3/d低温多效海水淡化配套2×25MW汽轮发电机工程项目概况：通过一系列关键技术及关键装备的攻关，在位于河北省唐山市曹妃甸工业区的首钢京唐公司钢铁厂成功建成了2×12500m3/d低温多效海水淡化配套2×25MW汽轮发电机“水电联产”项目，该项目自2011年10月成功投产以来，运行稳定、可靠、高效，各项技术指标均达到或优于设计标准。
低温多效蒸馏海水淡化工艺的应用分析
低温多效蒸馏海水淡化工艺的应用分析摘要：为了提高海水淡化工艺的应用水平，让海水资源能够得到充分利用。
本文结合实际，在分析低温多效蒸馏海水淡化工艺特点的基础上，对海水淡化工艺的运行模式以及该技术的应用工艺过程进行深入研究，希望论述之后可以给相关领域的工作人员一些借鉴。
关键词：海水淡化；低温；多效蒸馏；工艺应用0引言就目前随着我国科学技术的不断发展，越来越多的新技术逐渐应用到海水淡化项目工程当中，低温多效蒸馏海水淡化工艺是常用的有效技术，该技术具备效率高、质量好、技术成熟等特点得到了广泛的应用，因此对该技术的应用方式进行研究，探寻出更为科学有效的工艺策略是本文的研究重点。
1工艺特点(1)综合分析钢铁厂的运行实际情况，保证在具体的运行工况中合理有效的运行，从而可以保证资源有效的利用，促进综合效果的提升。
(2)将低温多效蒸馏(MED)装置联合发电凝汽器的系统，形成完善的体系，通过抽汽给海水净化提供充足的蒸汽物质，能够有效的减轻海水淡化的成本，实现综合效益的提升。
(3)热法装置将其中的浓盐水的排放情况下控制在温度38℃左右，同时在冬季应用热法浓盐水对进口海水预热性处理，这种方式实现海水净化能源的处理，提高能源组合效果，满足当前的海水淡化的要求。
(4)主体蒸发器为多效蒸发，上一级蒸发产生的蒸汽作为下一级蒸发器的动力源，是最节能的方法之一，通过热交换的方式实现能源的再利用，促进综合效益与质量水平的提升。
(5)选择科学合理的预处理方式，提高空间利用，设备维护操作方便快捷。
(6)钢铁厂内部所使用的循环以及能量的方式，可以充分的保护各项资源，提高资源的利用率。
通过海水淡化浓盐水处理的方式，可以通过海水脱硫处理以及固体盐的制作方式，保证各项资源的循环利用，避免产生严重的污染问题，构建友好型社会，为可持续发展助力。
2低温多效蒸馏海水淡化工艺介绍2.1MED蒸发器原理海水经过喷嘴向管束喷淋，在换热管上形成降膜，并被管内蒸汽加热产生二次蒸汽，同时管内蒸汽被冷凝成淡水，盐水在管外所产生的二次蒸汽进入下一效级的换热管束，作为热源加热下一级海水，并被冷凝成为淡水，依此类推蒸发和冷凝重复进行。
TVC在低温多效海水淡化装置的应用分析
TVC在低温多效海水淡化装置的应用分析一、热力压缩机(TVC)概述热力压缩机(Thermal Vapor Comp ression,简称TVC)是喷射器的一种。
喷射器按照其工作流体的不同,可分为气体喷射器、气液喷射器、液气喷射器、液体喷射器(又称喷射泵)等,可实现流体混合、换热、增压等功能,是一种应用非常广泛的流体机械。
TVC 是一种蒸汽喷射器,它是以高压蒸汽为动力,将低压蒸气压缩至较高的压力,实现低压蒸汽增压再利用(在海水淡化中,主要是为了减少冷端损失)的设备。
图1为气体喷射器的轴向剖面示意图,图2为喷射器的工作原理及主要参数变化示意图。
在TVC的喷嘴中,蒸汽在绝热膨胀中压力快速降低,在喷嘴喉口处速度达到音速,蒸汽在喉口处一般处于湿蒸汽状态,部分蒸汽凝结为水滴;随着蒸汽的进一步膨胀,蒸汽湿度继续增加。
在吸入室内,工作蒸汽压力即喷嘴出口压力应低于二次蒸汽压力,将二次蒸汽吸入TVC内,蒸汽压力会出现较大的波动,蒸汽中重复着凝结、蒸发过程。
蒸汽进入混合室时, TVC中心的蒸汽处于超音速状态,而外部以二次流体为主的部分处于较低的流速,两者在混合室内在粘性作用下产生动量与能量交换,二次蒸汽被压缩,一次蒸汽流速降低,蒸汽中的凝结水滴逐渐汽化。
一般情况下,混合室内的压力会略有升高,若TVC排出压力很低,也可能出现压力的降低。
TVC的尾部扩管为扩压室,蒸汽在扩压室内速度降低,压力回升至高于二次汽的压力,完成蒸汽压缩功能。
二、由MED到MED - TVC的发展过程LT-MED海水淡化装置,起初其优势是,为了防止海水接触的换热面结垢,利用低温低压(70℃左右,负压)的蒸汽作为其热源,如图3 所示,加热蒸汽直接进入第一效的进汽侧,以加热管外测的物料水,在负压条件下,海水汽化产生二次蒸汽进入下一效作为热源,同时自身被冷凝。
最后一效产生的二次蒸汽进入凝汽器内完全冷却下来。
在这种模式下,造水比小于总效数。
如果只通过增加效数获得较大的造水比,这样也使得装置的体积庞大,投资增加,制水成本提高。
低温蒸馏工艺在海水淡化中的应用和优点
２０机械蒸汽压培Ｍｖｃ装置
与ＭＥＤ工艺采用蒸汽作为动力源不同，Ｍｖｃ工艺是基于热泵应用的原理．在系统内的蒸发冷凝过 程中连续循环和保持潜热交换。在Ｍｖｃ装置中，传热管一侧的工艺入料海水蒸发所需的热量Ｂｌ在传热恃 另一 侧的蒸汽冷凝所释放的潜热提供，如图２。
圈２ Ｍｖｃ毒水蓑化工艺靠羞
作为热泵的压缩机提供克服蒸发和冷凝间由于沸点升高、动力压降损失和传热过程所需的驱动力而产
平衡点蒸汽压，因而使得部分盐水蒸发产生二次蒸汽，在通过除雾器去除夹带的盐水滴后，二次蒸汽被
压缩并排＾传热管内，蒸汽在此冷凝并提供蒸发工艺所需的潜热－
第九届海洋科技与经济发展国际论坛 ２００８亚走海拳淡化与水再利爨套议
ＭｖＣ装置装备齐全，经车间预组装、预连接、预测试后供货，在现场所需的装配工作非常少。产水
低温多效蒸馏ⅫＥＤ装置可利用柴油发电机、发电厂、拉反应堆、炼油厂、化工厂、钢铁厂、焦化厂
等的低品位废热，也可以利用从工业冷却水和废气、从固体废物焚化炉、太阳能池和地热温泉所获得的 废热． 低温多效ＭＢＤ装置的产品水水质在５ｐｐｍ阱下，单台装置生产能力可达到４０∞０Ｉｌｌ’日，大的水厂可 安装多台装置．
■悃ｌｈ■■＊ ！！■！ｄ虬…—————————．—ｊ！！！！｝一
田１ Ｔｖｃ—ＭＥＤ海永藏化Ｉ艺斑程
任何数量的蒸发器—冷凝器（教）可以安捧在低温多效蒸馏ＭＥＤ装置的热回收段中．这取决于温度 和可利用的低品位热源的成本，以及在装置的投资成本与造水比之间最经济的结台点。儿技术方面讲，装 置可采甭的效数只受蒸汽和进入装置的海水温度（装置的热端和冷端）之间的温差阻投每教所允许的最小 温差限制。 低温多效蒸馏ＭＢＤ装置由可得到的压力很低的蒸汽（００３ＭＰａ）或５５０ｃ以上的热水作热褫驱动。在 蒸汽压力较高（０ １ＭＰａ以上）的情况Ｆ，可按热蒸汽压缩装茸ＴＶｃ的型式据供。 进入低温多效ＭＥＤ装置的海水首先在排热冷凝器中被脱气和硬热后分成两腔水流。一部分作为冷却 水排放回太海，另一部分作为淡化工艺的入料海水。＿八料海水经阻垢荆处理并引入最低温的效组。为了 降低温度较低的海水与热效高温盐水的幂可逆混合从而维持装置的热力学效率，入籽海水被引入到最低
低温多效海水淡化工程应用探讨
温 多效的操作温度略低一些为 ７ ℃ 。比较而言 ，由于低温多效蒸 入后效时 ，会因过热而 自动蒸发 （ ０ 闪蒸 ） ，因而可 以多产生一部分 发器 的盐水操作温度最高不能超过 ７ ｏ 。 ０（ 当使用可靠 的阻垢剂 时， 二次蒸汽。但是，在并流进料过程 中，由于后效溶液 的浓度比前 ＝ 由于热蒸汽管蔟上的浓盐水在重力的作用下 向下流动 ，多效蒸发 效高 ，且温度又 低 ，所 以沿溶液流动 方向的浓度逐渐增高 ，致使 器 的水垢沉积率非常低。另外 ，在低温多效的操作温度下 ，只需 传热 系数逐 渐下降。这就大大制约 了并流进料的应用范围。逆流 使用标准不锈钢或敷有适 当涂层 的碳钢就可 以完全地控制住低温 加料 法蒸发流 程的主要优 点是溶液 的浓度沿着流 动方 向不 断提 多效设备腐蚀。从整套装置而言 ，低温 多效蒸发器 装置所用 的工 高 ，同时温度也逐渐上升 ，因此各效溶液的粘度较 为接近 ，使各 艺泵，包括盐水泵、产品水泵和冷凝水泵等 ，大多是简单的卧式 效 的传热系数也大致相 同。其缺点是效问的溶液 需用泵输送 ，能 离心泵 ，这使得地面基础工作 更加简单。 因此 ，在 设备 中没有高 量消耗较大 ，且 因各效 的进料温度均低于沸点 ，与并流相 比，产 压 回路和高压泵 ，能够降低投资成 本。从设备维护角度来看 ，低 生的二次蒸汽量也减 少。一般情况下 ，逆流加料法适宜处理粘度 温 多效淡化 装置全部控 制操作只用很 少的仪表和 开关就可 以完 随温度和浓度变化较大 的溶液 ，而 不适宜处理热敏性 的溶液。平 成 ，而且装置的高适应性可以完全满足低负荷时的运行要求 ，从 流主要适宜用于处理蒸发过程中伴 有结 晶析 出的溶液 ，或不便在 而 降低操作维护设备作用。基于以上几个 因素 ，热法海水淡化工 效问输送的处理 液。基于这三种进 料方式的特点 ，有研究人员利 程 中的低温多效技术 同多级闪蒸技术相 比，多级闪蒸技术 比低温 用海水分别进行了研究 ，结果表明 ：对于效数较 少的多效海水淡 宜选择平流进料 ， 其造水 比高且无需中间进料泵； 当效数 多效技术 的投资和成本偏高。另外 ，由于低温多效 海水淡化 以其 化装置 ， 如 ０效 以上）时 ，可考虑采用逆流进 料或逆流与平流相结 易实现大型化 的特点 ， 已经成为海水淡化工程的主要应用技术 。 很多 （ １ 现
浅析低温多效蒸馏海水淡化工艺的应用
浅析低温多效蒸馏海水淡化工艺的应用海水淡化又称海水脱盐，是从海水中获取淡水的一种技术和过程，由于其自身的优势性，使得其在世界范围内受到广泛的关注和好评。
本文介绍了低温多效蒸馏海水淡化技术在具体企业及发电厂中的应用情况，从而分析了该海水淡化技术的具体特点及相关的优势，进一步论述了海水淡化系统的运行及控制方式。
标签：海水淡化技术；低温多效蒸馏；性能参数一、当前的应用状况海水淡化技术采用低温多效蒸馏工艺，解决了钢铁企业的煤气、蒸汽动态平衡及零排放，形成钢铁企业内特有的水-汽-水循环，为钢铁企业余能余热的高效回收利用开拓了一条有效途径，也起到节能环保的双重作用。
如今，由于该技术的自身优势，在世界范围内得到了能源企业广范围的应用，得到了很大程度的欢迎。
二、与反渗透对比的技术经济应用优势相对于反渗透来说，低温多效蒸馏技术具有能耗高、预处理要求低和设备维护量小等工艺特点。
进料海水的悬浮物含量是该技术主要考虑的指标。
根据中国海洋行业标准《蒸馏法海水淡化工程设计规范》（HY/T 115-2008）规定，进入热法海水淡化装置的海水悬浮物含量要求小于50mg/L。
在海水淡化方面，目前我国已掌握反渗透和低温多效海水淡化技术，相关技术达到或接近国际先进水平。
低温多效蒸馏技术产水成本为5～8元/吨，在为人们提供了淡水的同时大大的节约了成本，这使得海水利用产业进一步得到推进，促进了我国经济的发展。
根据调查，全国海水淡化工程产水的终端用户主要分为两类：一类是工业用水，一类是生活用水。
在海水化学资源利用方面，除海水制盐外，我国海水提钾、提镁、提溴等也发展较快，产品主要包括溴素、氯化钾、氯化镁、硫酸镁。
其中，在浓海水综合利用及产品高值化产业化技术研究方面取得较大进展，完成了浓海水制盐滩田设施自动化、浓海水提溴自动化控制产业化技术改造，助推企业的转型升级，药用无机盐系列实现规模化生产并投入市场。
三、多效蒸馏具体的运行参数与控制要求就具体设备装置来说，海水淡化装置在水源上使用两种。
TVC-MED 海水淡化技术在电厂中的应用
Ｔ Ｃ Ｖ
海 水 淡 化 技 术 在 电 厂 中的 应 用
＿姜磊 华北电力大学经济与管理学院 刘银 洁 赵莉 华北电力 大学 题 的 日趋 严
级 海 水 ， 被 冷 凝 成 为 淡 水 ， 此 类 并 依 推 蒸发 和冷凝 重 复进行 。
电厂用水 的主要水 处理 技 术。
淡 化 末 效 蒸 汽 ， 部 分 蒸 汽 回 流 到 海 这
给 ，随 机 组 负 荷 变 化 抽 汽 压 力 在
０３ ．７～０５ Ｍ Ｐ 内 变 化 ， 高 不 超 过 ．５ ａ 最 ０８ Ｐ 额 定 蒸 汽 温 度 ３ ０Ｃ， 高 ． Ｍ ａ， ２ ￣ 最
不 超 过 ３ ０Ｃ。 ８ｏ
水 的 最 高 蒸 发 温 度 低 于７ ０℃ 的 淡 化 技 术 ， 水 经 过 蒸发 器 上部 的喷 淋 喷 海 嘴 向管 束 喷 淋 ， 每 一 根管 子上 形 成 在 降膜 ， 被 管 内蒸 汽 加 热 产 生二 次 蒸 并 汽 ， 时 馆 内 蒸 汽 被 冷凝 咸 淡 水 。盐 同
经 过 喷 嘴 后 ， 喉 部 吸 入 室 吸 入 海 水 在
度 约 １ ｍ ， 保 持 进 料 海 水 水 质 的 相 ３ 为 对稳 定 ， 水点设 于海平 面下 ６ 取 ｍ处 。 海 水 淡 化 系 统 所 需 汽 源 由 黄
骅 电 厂６００Ｍ Ｗ 汽 轮 机 ４段 抽 汽 供
式 。 北 国 华 黄 骅 发 电 厂 地 处 于 沿 海 河 地 区 ， 挥 自身 优 势 ， 用 此 技 术 做 为 发 选
结 热 损 失 ， 成 了 ＴＶＣ— Ｅ 构 Ｍ Ｄ海 水 淡 化装置。
配 套 建 设 国 产 １ ２ ０ ／ 低 温 多 效 １ ５ ０ ｔｄ Ｘ
用于低温多效海水淡化装置的TVC泵设计与试验研究
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟用于低温多效海水淡化装置的TVC 泵设计与试验研究近些年来，各国新建的日产淡水万吨级以上的非膜法海水淡化装置，大多采取带有TVC 泵的低温多效蒸发模式。
TVC 泵在真空行业又称作水蒸汽喷射泵，本文结合日产淡水万吨级的国产化大型低温多效海水淡化装置的工程案例与实践，介绍了TVC 泵的工作原理，对TVC 泵的参数设计进行了探讨。
为了满足该TVC 泵具有调节工作蒸汽流量的功能的要求，本工程案例采用具有自有知识产权的可调式TVC 泵的设计方案，并在大型实验平台对TVC 泵进行实物模拟试验，对试验数据进行了初步研究，为今后设计适用于大型低温多效蒸发海水淡化工程的TVC 泵，提供了可借鉴的、宝贵的设计案例与工程实践。
全球商业运营的日产万吨级以上的大型的海水淡化方法只有多级闪蒸(MSF) 、低温多效蒸发(LTMED)和反渗透(RO) 三种。
多级闪蒸的工作顶温通常在120℃以上，低温多效蒸发的工作顶温通常不超过70℃，与多级闪蒸相比较，低温多效蒸发的工作顶温低，可以很大程度地减缓设备的结垢与腐蚀；反渗透膜法的海水预处理要求高、操作压力高、淡水的残留盐含量高，而低温多效蒸发的海水预处理简单、操作压力低、淡水的残留盐含量低；因此低温多效蒸发在全球商业运营的大型海水淡化装置中，正拥有越来越多的用户。
目前，各国新建的日产淡水万吨级以上的非膜法海水淡化装置大多是带有TVC 泵的LT-MED 模式，而且运行方式基本上是与热电厂结合，可以充分地利用热电厂的余热进行淡水与电力的联产，有效地降低淡水的造水成本。
为了进一步降低造水的能耗，真空技术网(chvacuum/)认为将LT-MED 装置与TVC 泵技术藕合已成为当今LT-MED 海水淡化装置的发展趋势。
1、低温多效海水淡化简介及国产化大型装置工程案例。
z-s-MED-TVC海水淡化技术
张--双良---MED-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。
2、蒸汽压缩喷射器（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，回收部分尾部低温低压二次发器中的顶排管上，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。
带热压缩串联低温多效海水淡化系统热力性能
1227 收稿日期： 2010Email： xiaoman831130@ 163． com。 作者简介： 张小曼（ 1983 —） ， 女， 硕士， 主要从事热力系统优化研究， 电话： 15197350940 ，
张小曼等
带热压缩串联低温多效海水淡化系统热力性能
· 41·
蒸汽的能量。目前对于带热压缩的多效海水淡化系 TVC ） 的模拟研究， 统（ MED大多研究得出的结论是 蒸汽喷射器能有效地降低多效海水淡化系统消耗的 ［27 ］ 。但并未考虑到蒸汽喷射器 （ TVC ） 位置的 能量 因此本文考虑了 5 种不同 选择对系统性能的影响， TVC 位置的流程， 建立了考虑各种热力损失的带热 分析了蒸汽喷 压缩的低温多效蒸发系统数学模型， 射器（ TVC ） 位置的选择对系统性能的影响， 同时分 析了加热蒸汽温度的变化对系统热力性能影响 。 1 系统介绍 如图 1 所示 ， 该系统为串联预热流程 ， 并在中 它是利用 间某一位 置 增 加 了 蒸 汽 喷 射 器 （ TVC ） ，
热电厂汽轮 机 某 级 较 低 参 数 的 蒸 汽 ， 经蒸汽喷射 器与海水淡化系统的某效二次蒸汽混合后共同作 为低温多效蒸发海水淡化系统第 1 效蒸发器内的 加热蒸汽 。 海 水 淡 化 装 置 工 艺 流 程 为 ： 首 先 原 料 然后被分成 2 股流 ， 一股直接排 海水进入冷凝器 ， ， 。 回大海 另 一 股 作 为 蒸 馏 过 程 的 进 料 进 料 海 水 首先进入到温度最高的第 1 经预热器逐级预热后 ， 效蒸发器内 ， 蒸发器产生的二次蒸汽大部分进入 下一效作为 加 热 蒸 汽 ， 另一部分被抽往预热器用 于预热海水 ； 浓缩海水经泵流入下一效继续蒸发 ； 各效蒸汽的 凝 结 水 流 入 相 应 闪 蒸 罐 ， 产生的蒸汽 浓海水最 也被引至 下 一 效 。 如 此 进 行 直 到 末 效 ， 终由末效排出 。
TVC-MED海水淡化装置工艺系统设计分析
� 4 加热蒸汽温度 动力蒸气 5 6 加热蒸汽压力 产品水水质 （ TD S ） M pa . a m g / L
盐水输送需要泵的驱动 � 热力学和换热器原理分析，逆流进料流程具有 较好的热利用效果，顺流进料和平行进料两种进料 方式在热利用效率相近 �但是， 平行进料方式结构简 单， 控制简便， 可以节省多台中间盐水泵 � 在工程设 计中可以根据海水水温 , 含盐量, 冷却海水用量等综 合比较后确定进料方式 � 3. 2 效间连通管设计原则 在低温多效海水淡化设备相邻两效之间，蒸发 温度不同， 级间压差不同� 在压差的作用下， 各效产 生的淡水和浓盐水以自流的方式流动到下一效 � 因 此 U 型连通管内的顺畅流动成为系统装置连续稳定 运行的一个重要环节�由于各效效间压差的存在， 效 间 U 型连通管内的处于饱和状态的淡水和浓盐水产 生不完全闪蒸， 管道中会出现局部的两相流 �而两相 流动会显著影响系统流动阻力， 引起流动不稳定， 进 而导致系统装置的振动和装置生产的不连续� 为了维持蒸发器效间的压差， 效间盐水 , 淡水连 通管的设计应遵循的原则是：按照计算的蒸发器管 间压力， 连通管的出口高度应等于上一效的蒸发器设 计液面加上两效蒸发器压差所对应的液柱高度�连通 管的直径应保证盐水流动通畅， 不产生明显压差 �在
3 TV C -M E D 海水淡化装置主要工艺设计原则
3. 1 进料方式选择 M E D 海 水淡化装置进海 水流程主要有 平行进 料, 顺流进料和逆流进料等流程 �
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
TVC在低温多效海水淡化装置的应用分析
一、热力压缩机(TVC)概述
热力压缩机(Thermal Vapor Comp ression,简称TVC)是喷射器的一种。
喷射器按照其工作流体的不同,可分为气体喷射器、气液喷射器、液气喷射器、液体喷射器(又称喷射泵)等,可实现流体混合、换热、增压等功能,是一种应用非常广泛的流体机械。
TVC 是一种蒸汽喷射器,它是以高压蒸汽为动力,将低压蒸气压缩至较高的压力,实现低压蒸汽增压再利用(在海水淡化中,主要是为了减少冷端损失)的设备。
图1为气体喷射器的轴向剖面示意图,图2为喷射器的工作原理及主要参数变化示意图。
在TVC的喷嘴中,蒸汽在绝热膨胀中压力快速降低,在喷嘴喉口处速度达到音速,蒸汽在喉口处一般处于湿蒸汽状态,部分蒸汽凝结为水滴;随着蒸汽的进一步膨胀,蒸汽湿度继续增加。
在吸入室内,工作蒸汽压力即喷嘴出口压力应低于二次蒸汽压力,将二次蒸汽吸入TVC内,蒸汽压力会出现较大的波动,蒸汽中重复着凝结、蒸发过程。
蒸汽进入混合室时, TVC中心的蒸汽处于超音速状态,而外部以二次流体为主的部分处于较低的流速,两者在混合室内在粘性作用下产生动量与能量交换,二次蒸汽被压缩,一次蒸汽流速降低,蒸汽中的凝结水滴逐渐汽化。
一般情况下,混合室内的压力会略有升高,若TVC排出
压力很低,也可能出现压力的降低。
TVC的尾部扩管为扩压室,蒸汽在扩压室内速度降低,压力回升至高于二次汽的压力,完成蒸汽压缩功能。
二、由MED到MED - TVC的发展过程
LT-MED海水淡化装置,起初其优势是,为了防止海水接触的换热面结垢,利用低温低压(70℃左右,负压)的蒸汽作为其热源,如图3 所示,加热蒸汽直接进入第一效的进汽侧,以加热管外测的物料水,在负压条件下,海水汽化产生二次蒸汽进入下一效作为热源,同时自身被冷凝。
最后一效产生的二次蒸汽进入凝汽器内完全冷却下来。
在这种模式下,造水比小于总效数。
如果只通过增加效数获得较大的造水比,这样也使得装置的体积庞大,投资增加,制水成本提高。
图3:MED的基本模式
但对于目前的火力发电机组,由机组供给海水淡化装置的抽气还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,若将高温高压蒸汽通过减温减压使之满足
LT-MED的要求,无疑造成蒸汽能量品质的巨大浪费,而且LT-MED 装置的末效蒸汽如同汽轮发低压缸排汽,需要通过冷凝器将其冷凝并损失大量热量。
为了有效利用具有较高温度压力的汽轮机抽汽的有效能量,降低MED装置末效蒸汽的凝结热损失,将TVC引入了MED装置中,构成了TVC-MED海水淡化装置,如图4所示。
TVC-MED 海水淡化装置成为水电联产MED装置的常用结构。
图4:MED - TVC的基本模式
在TVC-MED装置中, TVC将末效蒸发器成生的部分蒸汽压缩至第一效,即第一效蒸发器的加热蒸汽来自于汽轮机组的抽汽和部分末效蒸发器的蒸汽,从而减少了汽轮机组的抽汽量,同时减少了末效蒸发器后的冷凝器的负荷,降低了冷凝器热损失。
三、TVC对海水淡化装置运行的影响分析
1、由TVC的吸入特性曲线(如图5) ,可以看出喷射器的引射能力与吸入口压力基本成正比关系。
对于海水淡化系统,当冷凝器真空度太高,可以引起TVC的吸入口压力降低,从曲线上看出,此时引射能力下降,导致动力蒸汽用量增加,海水淡化装置造水比下降。
因此,在运行中根据TVC性能曲线,通过冷却水系统调整好通过冷凝器海水的流量和温度,合理控制凝汽器的真空。
黄骅电厂一期投运后,海水淡化在冬季运行过程中出现过造水比降低,主要是冷却海水的换热器堵塞,换热效果降低,一方面降低了物料水的温度,过冷增加;另一方面过低的海水通过冷凝器后,凝汽器的汽侧低于运行压力,即TVC吸入口压力降低, TVC的引射能力下降。
2、TVC的吸入口压力与引射能力及排出口最大压力的特性曲线,如图6所示,其类似与水泵的特性曲线。
当吸入口压力为一常数时,排出口压力小于最大允许压力时,引射能力基本不变,当喷射器出口压力大于最大允许压力点后,引射能力急剧下降。
对于二期海水淡化装置设计工况, TVC的吸入口和排出口的压力分别为137mbar和250mbar,对应的饱和温度为52℃和65℃。
在运行规程中规定第一效温度到70℃时(对应的饱和温度为311mbar) 报警, 75℃时(对应的饱和温度为385mbar)才关蒸汽快关阀,该进口温度,一方面第一效盐水超温增加结垢风险,另一方面该温度过高将导致喷射器的性能下降。
对于本期设备招标中的特性曲线,提供了喷射器出口的设计压力值为250mbar,也是蒸发器的工作压力,而TVC的供货商把250mbar当作喷射器出口的最大压力点,而实际正常运行时,运行点应该在250 - 385mbar附近波动,超过了该设备的最大排出口压力, TVC的性能会有降低。
所以,在以后的设备招标中需要注意适当加大最大的排出口压力值。