水電聯產在海水淡化中的應用

摘要：水電聯產可以利用電廠的蒸汽和電力，為海水淡化裝置提供動力，從而實現能源高效利用，降低海水淡化成本。

關鍵詞：海水淡化；水電聯產

中圖分類號：TK21

文獻標識碼：A

文章編號：1006-3315(2010)5-165-001

21世紀，水資源問題已經成為困擾世界各國經濟和社會發展的一個制約因素。目前全世界有80多個國家和地區嚴重缺水，占地球陸地面積的60％。目前常用的局部地區缺水解決方案有遠程調水、地下取水、建造水庫等，但是長期使用造成了水資源枯竭、浪費土地、地面下沉和破壞生態等眾多弊端，且均屬于淡水存量調整，不能從根本上解決淡水危機，電力行業是一個高耗能行業，尤其是水資源，電廠用水量非常大。

海水淡化技術，從上世紀60年代開始，經過近十年的發展，已經相對比較成熟，其中蒸餾法和膜法已經成為主流技術。(1)海水淡化的發展及應用。

1.海水淡化的原理及工藝

1.1 多級閃蒸

多級閃蒸(multl-stage flash，MSF)是蒸餾法海水淡化最常用的一種方法，在20世紀80年代以前，較大型的海水淡化裝置多采用MSF技術。大港電廠二期工程引入了美國的MSF海水淡化裝置，這是我國的第一套大型的海水淡化裝置。(2)沿海地區電廠海水淡化的優選方案分析

MSF主要原理是：將海水加熱到一定溫度后，引入到一個壓力低于海水所對應飽和蒸汽壓的容器內，部分海水迅速汽化，冷凝后便可得到淡水；另一部分海水溫度降低，流入另一個壓力較低的閃燕室，又進行重復蒸發和降溫的過程。將多個閃蒸室串聯起來。室內壓力會逐級降低，海水逐級降溫，因而可連續產出淡化水。(3)海水淡化及其在電廠中的應用

多級閃蒸不需要高壓蒸汽作為熱源，特別適用于與熱電廠相結合的大型淡化廠。若將建在海濱的核電站的發電，與這種海水淡化和海水的其他方面的利用結合起來，將是一種很經濟的綜合聯產方案。(4)海水淡化和電廠水電熱聯產

1.2 低溫多效蒸餾法

低溫多效蒸餾(multi-effect distillation，MED)技術是指鹽最高溫度低于70℃的淡化技術，是20世紀80年代成熟的高效淡化技術。(2)沿海地區電廠海水淡化的優選方案分析

MED的主要原理是：將一系列的水平管噴淋降膜蒸發器串聯起來，蒸汽進入第一效蒸發器，與進料海水熱交換后冷凝成淡化水；海水蒸發，蒸汽進入第二效蒸發器，并使幾乎同量的海水以比第一效更低的溫度蒸發，自身又被冷凝。這一過程一直重復到最后一效，連續產出淡水。(3)海水淡化及其在電廠中的應用。

位于河北黃驊的國華滄東發電廠使用的就是這種淡化技術。(5)低溫多效海水淡化裝置技術在電廠的應用

1.3 膜法淡化技術

自20世紀60年代反滲透商品化以來，在脫鹽市場上應用反滲透便迅速增長。第一支復合膜于70年代中期開發成功，而第一個海水淡化系統則是在70年代末建立起來的。(6)海水淡化在鍋爐補給水和工藝用水系統中的應用隨著反滲透膜材料的不斷改進，海水反滲透SWRO(sea water reverse osmosis)系統越來越引起人們的關注，現已成為蒸餾法海水淡化系統的主要競爭對手。

SWRO的主要原理是：進料海水經過預處理，然后經高壓泵升壓后進入膜脫鹽設備，使海水通過反滲透膜。SWBO的主要能耗是電能。為提高系統的效率，增設了能量回收裝置，可節能35％～60％。(7)

華能玉環電廠4XIOOOMW機組，采用的海水淡化系統是雙膜法，即超濾+反滲透工藝，設計產水能力1440m3/h，合3500t/d。

2.水電聯產是目前的發展趨勢

水電聯產主要是指海水淡化水，和電力聯產、聯供。由于海水淡化成本在很大程度上取決于消耗電力和蒸汽的成本。水電聯產可以利用電廠的蒸汽和電力，為海水淡化裝置提供動力，從而實現能源高效利用和降低海水淡化成本。國內外很多海水淡化廠都是和發電廠建在一起的，這是當前大型海水淡化工程的主要建設模式。

在淡水資源嚴重匱乏的今天，海水淡化趨勢勢必為人們所重視。海水淡化處理技術必將出現一個飛速發展的局面。作為資源的最有效整合方式，水電聯產，將走在海水淡化技術發展的最前線。