離網(wǎng)型風電海水淡化系統(tǒng)優(yōu)化設計

水電聯(lián)產(chǎn)不僅能緩解淡水資源不足的問題,而且可有效降低能耗和淡化成本。建立了水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)學模型,將優(yōu)化設計描述為一個混合整數(shù)非線性規(guī)劃(minlp)問題,并采用混合編碼的遺傳算法進行求解,結(jié)果表明,以水定電模式下水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)最優(yōu)操作模式為發(fā)電、多級閃蒸(msf)和反滲透(ro)三者的集成,且msf和ro的產(chǎn)水比存在最優(yōu)值,發(fā)電采用背壓式蒸汽輪機。隨著淡水需求量的增加,聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的淡水成本逐漸降低,msf與ro的產(chǎn)水比呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢。

我國是一個淡水資源緊缺的國家,特別是在一些沿海地區(qū)的偏遠島嶼。基于以上問題,本文設計了一套基于微電網(wǎng)技術的風電海水淡化系統(tǒng)。此系統(tǒng)以風力發(fā)電機組為主電源;柴油發(fā)電機組為備用電源;由雙向變流器和電池組構(gòu)成的儲能裝置對微電網(wǎng)電能的波動進行平抑,為負載提供穩(wěn)定的交流電;集裝箱式海水淡化裝置生產(chǎn)淡水。系統(tǒng)在微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的調(diào)度下運行,無需外部電源,只需風能便可生產(chǎn)淡水。

我國海岸線綿長，這種地理狀況使得我國擁有豐富的海洋資源。在這樣的背景下，為了進一步促進我國水資源的高效利用，滿足社會生產(chǎn)、生活的用水需求，相關部門要加強對微電網(wǎng)技術的運用，繼而以此為基礎構(gòu)建風電海水淡化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是借助風能生產(chǎn)淡水的，所以，它的應用能進一步促進相關經(jīng)濟效益和社會效益的提高。

在對帶有冷凝水閃蒸和海水預熱的低溫多效蒸發(fā)海水淡化系統(tǒng)進行物料和熱量衡算的基礎上,建立了相應海水淡化系統(tǒng)并叉流流程下水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化的數(shù)學模型.該模型以單位產(chǎn)量淡水成本最小為優(yōu)化目標,利用matlab工具箱編制了求解程序,對水電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)學優(yōu)化模型進行了求解,分析了效數(shù)、加熱蒸汽流量和系統(tǒng)規(guī)模對單位產(chǎn)量淡水成本的影響,并將水電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)化設計、水電聯(lián)產(chǎn)等溫差設計和無水電聯(lián)產(chǎn)等溫差設計3種方案下的單位產(chǎn)量淡水成本進行了比較.計算結(jié)果表明:參數(shù)相同情況下,水電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)化設計和無水電聯(lián)產(chǎn)等溫差設計相比,最大可節(jié)約淡水成本87.54%.水電聯(lián)產(chǎn)低溫多效蒸發(fā)是降低海水淡化成本的有效途徑.

隨著熱控儀表管安裝結(jié)束,并順利通過標準驗收,標志著由中國能建東電一公司承擔的國內(nèi)首個核電站海水淡化系統(tǒng)——紅沿河核電站海水淡化系統(tǒng)擴建工程順利完成。工程建設中,東電一公司紅沿河核電項目部秉承\(zhòng)"精益創(chuàng)新價值,精品引領未來\"的企業(yè)宗旨,堅持\"一次把事情做好\"的原則,統(tǒng)籌規(guī)劃、精心組織、精細施工,嚴格按照核電站施工規(guī)范進行安裝作業(yè),高質(zhì)量地完成了施工任務。

對現(xiàn)有的熱法海水淡化方法進行了節(jié)能評述,并提出一種綜合了低溫多效蒸餾與壓汽蒸餾兩種海水淡化方法技術優(yōu)勢的新系統(tǒng),通過對此系統(tǒng)的設計計算,得出結(jié)論:本文提出的利用熱泵循環(huán)的節(jié)能海水淡化系統(tǒng)能耗低,在熱法海水淡化系統(tǒng)中最為節(jié)能。

本文主要分析目前國內(nèi)外反滲透海水淡化系統(tǒng)中所使用的高壓離心泵的型式、結(jié)構(gòu)、特點以及應用場合。

國內(nèi)海水淡化預處理過濾工藝應用比較普遍的是砂濾,但也有部分項目開始使用濾速更高的纖維束濾料。砂濾穩(wěn)定可靠、應用廣泛,但纖維束濾料濾速高、占地面積小。文章通過某核電廠v型濾池由纖維束濾料改造為砂濾的方案,闡述了砂濾與纖維束濾料各自的特點,對比了兩種過濾方式的運行維護成本及改造費用。

從風光互補海水淡化系統(tǒng)運行特性出發(fā),提出一種基于d-s證據(jù)推理和層次分析法的系統(tǒng)安全性評估方法,對系統(tǒng)歷史、當前以及未來預測狀態(tài)的眾多安全性指標進行融合評估。方法首先建立三階volterra級數(shù)預測模型；其次,提出基于變異系數(shù)的指標融合權重動態(tài)求取方法；隨后,建立基于d-s證據(jù)推理的兩級融合框架,對單一時刻安全性指標和三種時刻評估結(jié)果進行融合；最后,基于層次分析法融合子系統(tǒng)評估結(jié)果,并引入期望效用得到綜合安全性評估結(jié)果。選取相關系統(tǒng)的主要安全性指標,利用系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實驗,得出方法可有效評估系統(tǒng)安全性。

5月19日，江蘇省政府新聞辦在大豐市舉行新聞發(fā)布會宣布，大豐非并網(wǎng)風電淡化海水示范項目首臺生產(chǎn)線調(diào)試出水。至此，在風電的驅(qū)動下，又成又澀的海水變成了可直接飲用的純凈水。

介紹了沙特延布水泥廠海水淡水系統(tǒng)的設計方法及工藝流程,設計出2級多介質(zhì)過濾器加2級反滲透的海水淡化工藝系統(tǒng),敘述了海水預處理系統(tǒng)、一級反滲透系統(tǒng)、二級反滲透系統(tǒng)、產(chǎn)水輸送系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等6大子系統(tǒng)的相關設備和重要參數(shù)。調(diào)試運行結(jié)果表明,該系統(tǒng)產(chǎn)水水量達到125m3/h,水質(zhì)符合世界衛(wèi)生組織控制要求,產(chǎn)水合格,解決了水泥廠用水短缺問題。

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能源與淡水危機是中國乃至全世界在21世紀面臨的一個嚴重問題。因地制宜地利用風能條件,在我國沿海地區(qū)推行海水淡化,并進行海水制氫產(chǎn)業(yè)延伸是我國解決能源與淡水問題的突破口。論文在對我國大規(guī)模非并網(wǎng)風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與應用前景分析的基礎上,探討了我國發(fā)展大規(guī)模非并網(wǎng)風電的產(chǎn)業(yè)基礎與技術可行性,以及利用風能進行海水淡化制氫的經(jīng)濟可行性和技術可行性,提出\"非并網(wǎng)風電-海水淡化制氫\"產(chǎn)業(yè)鏈合模式;提出我國非并網(wǎng)風電-海水淡化制氫產(chǎn)業(yè)基地建設目標及相應的節(jié)能減排目標,即到2020年海水淡化制氫總規(guī)模達到600×104t/天,可節(jié)約原煤464×104t/天,減少排放二氧化碳876×104t/天。進而形成國四大海水淡化制氫產(chǎn)業(yè)基地的建設格局,即東北地區(qū)以大連為核心的非并網(wǎng)風電-海水淡化制氫產(chǎn)業(yè)基地,華北地區(qū)以天津濱海新區(qū)與曹妃甸工業(yè)區(qū)為核心的非并網(wǎng)風電-海水淡化制氫產(chǎn)業(yè)基地,華東地區(qū)以長三角沿海為核心的非并網(wǎng)風電-海水淡化制氫產(chǎn)業(yè)基地,華南地區(qū)以湛江與深圳市為核心的非并網(wǎng)風電-海水淡化制氫產(chǎn)業(yè)基地。

通過對海水淡化技術的理解,重點介紹低溫多效蒸餾海水淡化設備的運行原理、安裝過程、試運效果,為推廣海水淡化技術提供一點借鑒意義。

將水環(huán)式真空泵應用于太陽能海水淡化系統(tǒng),提出一種結(jié)構(gòu)簡單的新型負壓太陽能海水淡化裝置,介紹了該裝置的流程和特點。分析了水環(huán)式真空泵工作特性對海水淡化系統(tǒng)的影響,并對其進行了試驗研究,得到真空泵的抽速與系統(tǒng)真空度之間的變化關系,從而為海水負壓蒸發(fā)與真空泵之間的系統(tǒng)匹配奠定了理論基礎,有助于確定最優(yōu)化的海水蒸發(fā)溫度和系統(tǒng)真空度。

論述了熱泵空調(diào)與海水淡化系統(tǒng)聯(lián)合運行的方式。夏季,熱泵從空調(diào)用戶中提取熱量為海水淡化供應熱量;冬季,熱泵從海水中提取熱量為海水淡化和空調(diào)用戶供熱,可實現(xiàn)減少熱量與電能消耗和溫室氣體排放,還可為工業(yè)或生活用戶提供淡水。

精心整理 ·······65噸/天 反滲透海水淡化工程 設計方案 designingscheme · 目錄 1、設計基礎 2、工藝流程及說明 3、控制系統(tǒng)說明 4、設備技術規(guī)范 5、技術服務內(nèi)容 6、技術保證 7、供配電和原材料供應 8、環(huán)境處理 9、投資方式與運行管理 10、建設內(nèi)容與施工期 11、投資估算 精心整理 12、經(jīng)濟效益及社會效益評價 前言 據(jù)甲方公司提供的信息，我公司對籌建“65噸/日的反滲透海水淡化工程” 進行工程投資并參與建設，現(xiàn)就“65噸/日的反滲透海水淡化工程”進行方案 設計，提供以下設計方案，以供負責項目部門參考。 1.0設計基礎 1.1本方案涉及的流程及設備是能滿足制備生活飲用水，有如下要求； 1.1.1產(chǎn)水用途：生活飲用水。 1.1.2系統(tǒng)出力：65m3/d（25℃）。 1.1.3系統(tǒng)回收率：35%~40%。 1.2本方案主要依據(jù)

我國目前主要的清潔能源為太陽能、風能等，我國南海諸島太陽能、風能豐富，是海水淡化系統(tǒng)提供電源的好方法。海島淡水資源匱乏，嚴重制約了我國國防及能源開采工作，為了大力開發(fā)海洋資源亟需實現(xiàn)海島人員駐扎，所以只有解決了海島生活供水問題才能實現(xiàn)人員長期駐扎。豐富的太陽能、風能等資源為海水淡化的發(fā)展提供了便利的自然條件。反滲透海水淡化（swro）是目前我國海水淡化市場最主要的淡化海水技術之一。其中集裝箱式海水淡化系統(tǒng)具有設備簡單、投運快、投資低等優(yōu)點。

結(jié)合反滲透海水淡化高壓泵的能耗狀況,合理選擇了萬噸級反滲透海水淡化高壓泵的泵型,提出了一種軸向吸入節(jié)段式高壓多級泵的新型結(jié)構(gòu)型式.在已有高效水力模型的基礎上,對影響效率的幾個關鍵水力尺寸進行不同的優(yōu)化組合,設計了6種葉輪模型和2種導葉模型,組合成6組水力模型.應用cfd方法對6組水力模型進行了性能預測,挑選出2組效率高(預測)的水力模型制作成2臺單級模型泵進行試驗研究.2組水力模型試驗表明,泵的流量、揚程滿足高壓泵的要求,其中最優(yōu)模型的效率達到了79.72%.

海水淡化技術已成為解決淡水資源緊缺的有效途徑之一。將貫通型(otmsf)、帶有鹽水循環(huán)器(mmsf)和帶有排熱段(cmsf)的3種不同結(jié)構(gòu)的多級閃蒸(multi-stageflash,msf)海水淡化裝置分別與水電聯(lián)產(chǎn)進行集成,并建立集成系統(tǒng)的數(shù)學模型,以最大經(jīng)濟效益為優(yōu)化目標,探討各操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對集成系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明,產(chǎn)水量一定時,3種集成系統(tǒng)的經(jīng)濟效益均隨閃蒸級數(shù)的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢,而發(fā)電量則均出現(xiàn)下降的趨勢。產(chǎn)水量md增大時,cmsf和otmsf系統(tǒng)的總經(jīng)濟效益均增大,且otmsf的總經(jīng)濟效益高于cmsf;mmsf的經(jīng)濟效益明顯低于前兩種,其變化趨勢是先升高后下降。

1引言20世紀初,國際上就有"19世紀爭煤、20世紀爭石油、21世紀爭水"的說法,在經(jīng)歷了石油危機后更有人預言:20世紀人類已經(jīng)為爭奪石油資源發(fā)生戰(zhàn)爭,21世紀將有可能為爭奪水資源而再次發(fā)生戰(zhàn)

針對提升泵存在軸頭力過大的問題,采用調(diào)整口環(huán)直徑、前蓋板加裝輔助葉片、降低轉(zhuǎn)速等方法進行軸向力平衡,對于2500t/d反滲透海水淡化的提升泵,通過降低轉(zhuǎn)速增加葉輪尺寸的方法來平衡軸向力使結(jié)構(gòu)更趨合理.結(jié)合反滲透海水淡化的工藝流程,提出提升泵性能參數(shù)的確定方法.鑒于提升泵入口高壓的運行環(huán)境,選擇單級懸臂、雙蝸殼、三推力軸承組合結(jié)構(gòu)形式,采用較粗的軸徑和較小的懸臂比,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性.應用新型的上游泵送機械密封,通過100h的運轉(zhuǎn)試驗,在較高的壓力環(huán)境下運行,仍能保持良好的密封性能,且斷面無接觸,磨損量小,解決了高壓環(huán)境下軸封反復失效的問題.