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膜法海水淡化系统在华能营口电厂的应用 摘要：利用海水淡化来解决淡水资源匮乏的问题，前景十分广阔。本文介绍和比较了几种常用的海水淡化技术，着重说明了膜法海水淡化系统在华能营口电厂的应用。 关键词：海水淡化；海水反渗透；华能营口电厂 1前言 1.1海水淡化的现状 海水淡化是通过设备或装置去除海水中的盐获得淡水的工艺过程，海水淡化的方法分为热法和膜法。 经过数十年的发展，海水淡化工艺技术得到了长足发展，建设规模和市场格局也在逐渐发生改变。已经能够比较经济地通过对海水、苦咸水和再生水的脱盐大规模生产饮用淡水。 近十几年来，我国已建成或待建的海水淡化项目已达20多项，其形式多样。我国开展海水淡化的研究、建设和运行已经多年，积累了一些经验。 1. 2海水淡化的意义 随着地区经济的迅猛发展，淡水需求量持续增长，而淡水资源总量是有限度的，一味地索取势必会造成当地淡水资源更加短缺，为此，开发第二水源的意义就变得十分重大。 大自然给予了丰富的海水资源，利用海水淡化来解决淡水资源匮乏的问题，前景十分广阔。如果利用海水淡化来解决电厂用水问题，开辟第二水源，不仅符合我国关于沿海地区积极利用海水淡化的产业政策，而且可为当地储备淡水资源，保证当地居民和工业用户的淡水需求，支持当地经济的可持续发展，具有良好的社会效益。 2海水淡化的方法原理及技术性能海水淡化技术的种类很多，但适于产业化的主要有海水反渗透法（SSF）、低温多效（LT-MED）和压汽蒸馏（TVC和MVC）等技术。 2.1海水反渗透（SSF）蒸馏法 MSF是蒸馏法海水淡化最常用的一种方法，在20世纪80年代以前，较大型的海水淡化装置多数采用MSF技术。大港电厂二期工程引进了美国的多级闪蒸（MSF）海水淡化装置，是我国第一套大型的海水淡化装置。 MSF装置的优点是设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、热效率高。但由于装置浓缩海水的最高操作温度在110左右，对传热管和设备本体的腐蚀性较大，必须采用价格昂贵的铜镍合金、特制不锈钢及钛材，因此设备造价高。另外，为了减轻结垢和腐蚀，对进入装置的海水加酸和进行脱气（脱除CO2和O2），因而也增加了造水成本。 2.3低温多效（MED）蒸馏法 低温多效海水淡化技术是指盐水最高温度低于70、采用低温横管喷淋技术的淡化技术。低温多效蒸发器是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联布置，管内是加热蒸汽，喷射器把海水均匀喷淋在横管热交换器的管束上方，在横管表面形成薄膜流下，在此过程中海水得到除气并部分蒸发，热交换效率高。加热蒸汽被引入第一效，其冷凝热使几乎等量的海水蒸发，通过多次蒸发和冷凝，后面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，最后一效的蒸汽在海水冷凝器中冷凝。第一效冷凝液返回锅炉，而其他效及海水冷凝器的冷凝液收集后作为产品水。 低温多效海水淡化装置的运行温度小于70，远远低于MSF装置的110，所以其能耗和管壁腐蚀及结垢速率均较低。和MSF相比，其设备本体和传热管的材质要求也较低。 2.4压汽蒸馏 压汽蒸馏的淡化工艺同低温多效（MED）蒸馏法，不同的是压汽蒸馏应用热耗非常低的热泵，用压缩蒸汽作为蒸发器热管束的加热蒸汽，是一种高效的蒸馏淡化法。压缩可采用蒸汽喷射器，称为热压缩（TVC）；或采用机械蒸汽压缩机，即机械压缩（MVC），是仅仅依靠电能的淡化技术，只要有电，就可以生产淡水，由于受压缩机的限制，其单台装置的容量较其他蒸馏装置小。 在低温多效（LT-MED）海水淡化装置系统中，如提供的加热蒸汽压力较高，为提高产水比，一般常采用LT-MED和热压缩（TVC）结合的淡化装置，即低温多效加蒸汽喷射器的淡化装置（MED+EC）。 2.5 主要海水淡化技术性能对比 根据国际淡化界的观点，主要海水淡化技术性能对比汇总见下表。比 较 项 目 海水反渗透法 SSFMED和TVCMVC产水纯度 300500ppm< 10ppm< 10ppm< 10ppm操作温度 常温 110< 70< 70原料水预处理 要求高 不需要 要求低 要求低 淡化消耗能量 电能 热能、电能 热能、电能 电能 电耗 3.04.5 kED 、MVC）相比，在产品水纯度上是有区别的，根据不同用水水质要求，可选择适宜的海水淡化方案。 2）海水反渗透（SED主要消耗热能。从综合利用能源角度看MED可利用电厂余热热能。 3）海水反渗透（SED 、MVC）小，设备投资省，能量消耗低（采用能量回收装置后），建设周期短。 4）无论海水淡化规模大型、中型、小型，海水反渗透（SSF）、低温多效（MED）等适合较大型的海水淡化系统。 5）投资：10000 m3/d蒸馏法海水淡化装置投资约8000万元，同样规模的全膜法反渗透海水淡化装置投资约4000万元（就淡化装置而言）。反渗透海水淡化装置的投资仅为蒸馏法海水淡化装置投资的一半。 6）经济性：对于2台日产25000吨海水淡化装置，采用蒸馏法海水淡化工艺其造水成本为5.35.9元/吨淡水（就装置本身而言），采用反渗透法海水淡化工艺其造水成本约为4.0元/吨淡水。反渗透法海水淡化方法具有明显的经济效益。如考虑到应用热法可能对发电机组发电效率的影响，则从经济上反渗透优势更为明显。 3华能营口电厂海水淡化系统3.1工程概况 华能营口电厂，一期工程已建成2台原苏联进口320Mn11.44mg O2/L重碳酸根 164.7mg/LPH值 7.76碳酸根 0mg/L电导率 63000s/cm硝酸根 150mg/LNa 11000mg/L硫酸根 2317mg/LCl 18000mg/L全固形物 43124mg/L全硬度 1/2(Ca+Mg)115.56mmol/L溶解固形物 -mg/LCa2(CaO）计 479.36mg/L全硅(SiO2)4.39mg/LMg2(MgO)计 1968.8mg/L溶硅(SiO2)1.01mg/L全碱度 2.70mmol/L铁（Fe2O3计） 0.19mg/L酚酞碱度 0mmol/L铜（CuO计） 0.03mg/L备注 水样温度：173.3 工艺系统的描述 综合多方面因素考虑，华能营口电厂海水淡化系统我院采用了海水反渗透（SPa4.75.0可以看出，通过一年多的运行实践，各项产水指标基本上达到了设计要求。 4.2海水淡化系统的特点 本期工程海水淡化系统的特点可以分为设备材料选择、工艺系统及布置、节能减排的措施等三个方面。 4.2.1设备材料选择 4.2.1.1 关键设备选用 海水反渗透膜组件均采用DO RO3/7及RPH 100-180）。 能量回收装置采用美国ERI公司的PX系列产品。 4.2.1.2 材质选择 由于该海水淡化系统输送介质的特殊性海水的强腐蚀性，设备及管道材料的选择均加强了对防腐性能的要求。 所有管道、阀门及附件均根据接触介质的性质选择材料，并考虑相应的压力和温度的影响。 4.2.2选择合理工艺系统及布置 系统设备的布置在满足安全运行，方便检修的前提下，尽可做到合理、紧凑，以减少各种介质的能量损失。 4.2.3节能减排的措施 海水淡化系统在节能上的措施主要有三个