海水淡化

国家电网有限公司确立了“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标，作为责任央企，连云港供电公司致力于为沿海岛屿提供安全、优质、经济、环保的能源。为满足海岛用电需求，公司组建联合攻关团队，攻克发展、建设、运检、调控、信通等多个专业难题，在开山岛上建设一套综合能源智能微电网系统；充分利用海岛丰富的风、光、波浪能等自然资源，建设30千瓦风机一台，采用屋顶平铺方式建设110千瓦光伏，660千瓦时储能，发电功率50千瓦柴油发电机和日产10吨淡水的海水淡化系统，通过多种能源协同互补利用，彻底解决岛上用电用水紧缺难题。建成投运开山岛智能微电网及海水淡化系统，让开山岛的夜晚灯火通明，为将开山岛建设成为全省乃至全国有影响力的党性教育基地、国防教育基地、爱国主义教育基地贡献苏电经验。 

在低温多效海水淡化工艺中，高压蒸汽通过蒸汽热压缩器(TVC) 引射回收蒸发器后效低压蒸汽，提高了系统的热经济性。尽管TVC的工程造价在整个系统中所占的比例不(5%~10%)，但是能够显著提高海水淡化造水比指标(1 倍以上)，其性能对海水淡化成本起着关键作用，因此高性能TVC的研究一直是海水淡化领域的重要课题。 TVC内部流场复杂，且存在不同流体的激波干涉、粘性干扰以及气体效应等复杂物理现象，传统设计方法对流场的物理过程过度简化，使得最终设计性能偏低。多年来国内研究人员对其进行了大量的试验研究，但最终没有形成有效的设计方法。受限于国内设计水平，海水淡化领域TVC市场一直被国外生产商垄断。以沧东电厂2. 5万吨/日海淡工程为例:国内自主设计TVC引射能力仅有0.6，国外提供的TVC引射能力可以达到0.84。配置国产TVC较配置进口TVC海水淡化装置制水蒸气成本高7%~ 8%，即每吨淡水增加成本0.2元左右，每年增加运行成本179万元。实现国内自主设计制造，对工程成本和建设工期的控制都有很大收益。 因此，开发高性能TVC,掌握自主知识产权，对提高海水淡化系统国产化率，以及降低系统成本、推动海水淡化产业发展有重要意义。另外，在真空制备、制冷、余热利用等领域也可推广使用。

通过将原料水和冷却水分开、提高浓盐水的浓缩比等优化措施，在保证MED-TVC不结垢的前提下，减少了海水预处理的规模，节约了占地，同时减少预处理系统的维护工作、施工安装工作量，并降低其运行费用。通过回收浓盐水和产品水的余热，避免原料海水过冷引起冬季MED-TVC产水量下降的现象，保证对外供水量稳定。回收余热，降低了用电量和蒸汽用量，提高换热效率，并在节能环保方面有重要意义。通过系统优化，还降低了预处理系统的投资和海水淡化的运行成本，提高了其盈利能力。本课题带来的有形价值在于节约成本，无形价值在于减少运行维护及安装工作量，节能减排，并为浙江海域建立大型的MED-TVC海水淡化厂提供技术经验。

目前国投北疆发电厂前四套海水淡化装置（MED-指盐水的最高蒸发温度约70摄氏度的海水淡化技术，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馅水。）均已达标投产，但由于当地市政管网施工等原因，外供水量有限，四套海水淡化保持一到两套运行，其余备用。投产三年多来，加之机组负荷受外界因素影响波动较大，致使海淡装置造水比维持10左右，远达不到设计值，装置效率较低，能耗较大，单位水量产能费用较高。因此提升海水淡化装置造水比工作意义重大，而且刻不容缓。经过攻关小组成员集中研究、讨论，在同等工况下，海水淡化装置造水比应能达到≥12的水平，高于目前值。因目前造水比与设计值相比有较大提升空间，所以通过一系列的优化及治理措施能够彻底解决海水淡化装置造水比低的问题。

天津国投津能发电有限公司(以下称北疆电厂)海.水淡化系统采用以色列IDE公司低温多效技术，通过电厂汽轮机组抽汽加热海水产生淡水。目前- .期20万吨/日海水淡化系统已全部投入运行，除少部分淡化水为4台机组发电自用外，大部分输送至城市供水管网，目前淡化水已供至天津市滨海新区的汉沽、开发区等区域。现日供水量达5.1万吨，相当于天津市滨海新区自来水.日供水量的12%。 北疆电厂海水淡化系统采用的是低温多效蒸馏工艺，加热海水蒸馏后产生淡水，产水水质较纯净，含盐量小.于5ppm,因此其水质pH值接近7，并随着季节及原海水水质变化而有较大波动，部分时段低于6.5 (设备制造商以色列IDE公司也明确提出正常运行时，此工艺产品水.pH值在5.5~ 6.5之间属正常现象，由于渤海湾水质原因，我公司产水pH值略高于此范围，在6.3~6.9之间波动。但如果按照杀菌除微生物的要求投入原海水制氯系统，受一系列化学反应影响，pH值会降低至5.5~6.5,无法满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749- 2006) 的规范必须在6.5~ 8.5的要求，严重影响供水水质安全。 由于供水量的不断增大，社会影响力不断增强，如何确保水质合格、供水安全可靠是摆在公司面前的重要问题。 本科技创新项目发明一套海水淡化产品水调质装置，是对于以色列低温多效海水淡化装置的优化及提升的科技创新项目。将调质装置接入闪燕罐，通过闪蒸罐的负压吸入或者利用加药泵调整药剂的加入量，稀释的氢氧化钠溶液依靠负压及加药泵进入产品水闪燕罐，保证了加药流量的稳定性，防止pH值大幅波动，同时碱液加入后经过多级闪蒸混合，有效提高碱液和产水的混合效果，另有送出水泵叶轮的搅拌作用，进--步增强了溶液的混合效果。配合pH计的反馈，最终控制淡化水的pH值在6.5~ 7.5，克服了管道混合器加药的混合不均等情况，同时大量利用系统自身结构，利用闪蒸罐的预留接口实.现药剂加入。相比于在产水终端进行水质调节，大量减少土建、设备及管道采购、施工、安装等费用。通过本调质装置的实施，克服了经多方论证无法在产品水供水母管有效实施调质装置的难题，从经济性、可靠性及安.全性等方面保证了低温多效海水淡化装置的运行及水质稳定。