海水淡化与水源热泵联合系统性能与成本研究

提出了低温多效海水淡化装置与水源热泵联合系统技术,建立了联合系统数学模型,并利用MATLAB编制程序进行了求解,分析了末效二次蒸汽温度对联合系统热力性能与成本的影响,并且与低温多效海水淡化系统进行了成本比较。计算结果表明:在文章的计算范围内,随着末效二次蒸汽温度的升高,加热蒸汽量减少,蒸发器总传热面积增大,驱动蒸汽量减少,供热水量减少,综合效果是淡水成本增加。其他参数相同的情况下,与低温多效海水淡化系统相比,联合系统的淡水成本节省11.68%。

水电联产低温多效蒸发海水淡化系统优化研究

在对带有冷凝水闪蒸和海水预热的低温多效蒸发海水淡化系统进行物料和热量衡算的基础上,建立了相应海水淡化系统并叉流流程下水电联产系统优化的数学模型.该模型以单位产量淡水成本最小为优化目标,利用Matlab工具箱编制了求解程序,对水电联产系统数学优化模型进行了求解,分析了效数、加热蒸汽流量和系统规模对单位产量淡水成本的影响,并将水电联产优化设计、水电联产等温差设计和无水电联产等温差设计3种方案下的单位产量淡水成本进行了比较.计算结果表明:参数相同情况下,水电联产优化设计和无水电联产等温差设计相比,最大可节约淡水成本87.54%.水电联产低温多效蒸发是降低海水淡化成本的有效途径.

并联低温多效海水淡化系统优化与分析

建立了并联流程下的低温多效蒸发海水淡化系统优化数学模型。该模型以整个系统的单位产量淡水成本最小为优化目标,以加热蒸汽温度及各效二次蒸汽温度为决策变量,并应用MATLAB及其优化工具箱对其进行了求解,同时与非优化设计情况进行了比较。结果表明：当淡水产量不变,随着效数的增加,淡水成本先减小后增大,最优效数为7效,优化淡水成本为5.51元/t;与非优化设计相比,在达到6效之前,优化设计的加热蒸汽量减小,蒸发器传热面积增大,优化设计的淡水成本小于非优化设计的淡水成本。在6效之后,二者相差不大。

吸收式与热压缩式海水淡化系统比较

提出了热压缩多效蒸发海水淡化和吸收式热泵多效蒸发海水淡化两种系统,建立了系统计算数学模型。分析了不同末效二次蒸汽温度对这两种系统的的影响,并且对这两种系统进行了性能与经济性比较。计算结果表明:随末效二次蒸汽温度的升高,两种系统的蒸发器总传热面积均增加,前者所需动力蒸汽量减少,后者所需动力蒸汽量变化不明显,综合效果是前者淡水成本变化不明显,后者淡水成本明显增加。在本文的计算范围内,其它参数相同的情况下,与前者相比,吸收式热泵多效蒸发海水淡化系统经济性较好,淡水成本可减少9.23%。

吸收式热泵海水淡化系统性能与经济研究

提出了单效溴化锂吸收式热泵低温多效蒸发海水淡化系统,建立了系统数学模型。分析了不同溴化锂浓溶液浓度对系统的影响,并与不带吸收式热泵的低温多效蒸发海水淡化系统进行了性能与经济比较。计算结果表明:在本文的计算范围内,随LiBr浓溶液浓度的增加,发生器产生的饱和蒸汽温度降低,所需动力蒸汽量减少,造水比升高,海水淡化装置蒸发器总面积增加,综合效果是淡水成本增加。在相同条件下,与不带吸收式热泵的海水淡化系统相比,吸收式热泵海水淡化系统的淡水成本可节省16.5%。

压缩空气储能驱动反渗透海水淡化系统

为解决传统反渗透海水淡化系统高能耗、高成本等问题,利用压缩空气储能系统对电力资源削峰填谷的作用并依据其能量输出特点,进行能量配比分析,提出了绝热压缩空气储能与反渗透海水淡化集成系统新构型。建立了系统各部件的数学模型,以20 s为时间步长,对系统的不同设计工况进行了动态模拟,并采用经典龙格库塔算法进行求解,分析了储罐充能释能结束压力和季节变化对系统性能的影响,最后对系统部件的投资成本进行估算,获得了系统在不同设计工况点的淡水生产成本。结果表明,在所有的模拟工况点中,储罐释能结束压力在3~7 MPa内变化时,无论储罐充能结束压力在8~12 MPa内取何值,释能结束压力均存在最优值5 MPa,使系统淡水生产比能耗最低;相比于冬季低温环境,夏季高温环境淡水的生产比能耗能减少约30%;在所有的模拟工况点中,当充能结束压力为12 MPa,释能结束压力为5 MPa时,系统淡水生产成本最低,为1.72$/m^(3)。与传统反渗透海水淡化系统相比,本储能驱动的淡水生产成本最大能够降低4.4%,具有更好的经济效益。本研究有助于推动绝热压缩空气储能系统在反渗透海水淡化领域的应用,并为工厂的投资建设提供理论依据。