水電聯(lián)產(chǎn)多相流蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)的熱力學(xué)性能分析與評(píng)價(jià).pdf

1、目前，淡水資源短缺已成為制約我們社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的瓶頸，海水淡化技術(shù)是解決這一問(wèn)題的有效途徑。熱法海水淡化因其自身優(yōu)點(diǎn)成為海水淡化主流技術(shù)之一，水電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的出現(xiàn)，以汽輪機(jī)的低壓缸抽汽作為熱法海水淡化的加熱蒸汽，大幅降低了海水淡化的成本。但結(jié)垢問(wèn)題是困擾熱法海水淡化技術(shù)的主要問(wèn)題。多相流蒸發(fā)技術(shù)將固體顆粒加入到蒸發(fā)器中，不僅可以起到強(qiáng)化傳熱和防除垢的作用，同時(shí)能提高造水比。本文將多相流蒸發(fā)器應(yīng)用到水電聯(lián)產(chǎn)中，可以解決沿海電廠的自身用水問(wèn)題

2、，得到的高濃度海水也可以作為產(chǎn)鹽原料，在濃海水處理提供一種有效途徑。
　　本文基于300MW凝器機(jī)組與多相流蒸發(fā)海水淡化裝置組成水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，建立了抽汽的等效焓降模型，汽輪機(jī)變工況、多相流蒸發(fā)器、閃蒸罐、冷凝器和蒸汽噴射器在內(nèi)的水電聯(lián)產(chǎn)多相流蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。模型中考慮了熱力損失、壓力損失、鹽水濃度變化引起的溫差損失。此外，以系統(tǒng)的單位產(chǎn)量淡水成本最小為目標(biāo)函數(shù)建立了針對(duì)該系統(tǒng)的優(yōu)化模型。以上數(shù)學(xué)模型及優(yōu)化模型的求解均在

3、MATLAB程序下完成。
　　針對(duì)基于四效順流多相流蒸發(fā)器的水電聯(lián)產(chǎn)海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)性能分析，用汽輪機(jī)組熱力系統(tǒng)的變工況理論，利用等效焓降法對(duì)凝器機(jī)組熱力系統(tǒng)進(jìn)行制水能量成本進(jìn)行分析，并在汽輪機(jī)組的不同工況下針對(duì) TVC抽汽位置、固體顆粒體積分率、加熱管入口處液體速度、濃縮比等不同方面，對(duì)系統(tǒng)的熱力學(xué)性能進(jìn)和經(jīng)濟(jì)性行了分析。計(jì)算結(jié)果表明，在同一抽汽口的同一工況下，制水電耗量隨著 TVC抽汽位置的后移逐漸升高，造水比隨著TVC

4、抽汽位置的后移逐漸減小。傳熱面積隨著TVC抽汽位置的后移而增大，淡水成本也逐漸增大。固體顆粒體積分率的增大、加熱管入口處液體速度的增加、濃縮比的提高均能提高造水比，降低制水電耗量和蒸發(fā)面積，降低淡水成本。
　　利用“黑箱”模型對(duì)多相流蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)的各部分進(jìn)行了平衡計(jì)算，考察了在不同固體顆粒體積分率、不同加熱管入口處液體速度、不同濃縮比下蒸發(fā)系統(tǒng)各部分的損失，結(jié)果表明，固體顆粒體積分率、加熱管入口處液體速度、濃縮比的增加均能降低