Planning and design of a micro energy network for seawater desalination and regional energy interconnection

With the rapid developme nt of the economy, the continu ously in creasing populati on, and ongoing climate change, the shortage of freshwater resources has become an increasingly important global problem. Seawater desalination tech no logy can effectively alleviate the pressure on freshwater supplies and has bee n in vestigated in many countries. However, the majority of existing projects focus on the research and development of desalination equipment and the use of new tech no logies and pay less atte ntion to the operation optimizati on of the desalinati on process. The micro energy n etwork (MEN) designed in this study is an efficient distributed energy supply system that can be used to simultaneously supply electricity, cooling, heating, and freshwater as photovoltaic power, wind power, combined heat and power (CHP), electric cooling and heating, and a seawater desalinati on device are in teg rated into the MEN. In this study, a model for operati on optimization of a MEN for seawater desalination was developed and the influences of the electric cooling and heating ratios and the operation optimization of the seawater desalination device were studied with the aim of minimizing the life cycle cost. Based on the results of this study, MENs can reduce the operation cost of desalination devices and improve the efficiency of renewable energy sources.

Simulation of Multi-stage Flash(MSF)Desalination Process

MSF seawater desalination has become an important technology to solve the scarce of fresh water resources in the world. But the high energy cost is the bottle-neck of extendibility and application. In this paper, the principle of MSF is analyzed and the single flash stage is divided into several elementary unit operations. The Aspen Plus is adopted to simulate MSF desalination process. The effect factor of MSF system, such as the feed seawater temperature, the top brine temperature(TBT) and the stage number, is investigated and the optimum operation condition is obtained.

炼化企业中低温多效蒸馏海水淡化技术的应用

低温多效蒸馏海水淡化技术是一种利用水平管降膜蒸发器或竖直管蒸发器串联并划分为若干效组,以一定量的输入蒸汽作为热源,经多次蒸发、冷凝,利用二次蒸汽潜热,得到多倍加热蒸汽量的蒸馏海水的海水淡化技术。该技术具有传热效率高、产品水质好、负荷调节范围大、工艺温度低等特点,可用于发电厂、化工厂、低温核反应堆等领域,是国际主流海水淡化技术之一。文章结合某炼化企业节能降耗中低温多效蒸馏海水淡化技术创新应用,分析了该技术应用经济效益,并对技术应用前景进行展望,以期促进该技术推广应用和创新发展。

含海洋能发电的海岛微网源荷储容量优化配置研究

为了提高风能、太阳能和海洋能等可再生能源的利用率,并保证远洋海岛淡水供给,合理地配置微网的源荷储容量是海岛微网建设的关键。结合海岛特有的源荷特点,针对海岛微网源荷储容量配置所面临的问题,文中提出了一种含海洋能发电的远洋海岛微网源荷储容量优化配置方法。分析典型海岛微网结构,并建立波浪能、潮汐能及海水淡化等海岛特有的源荷模型;根据远洋海岛源荷运行特性,将外层容量配置优化和内层运行成本优化相结合,提出海岛微网源荷储容量配置的双层优化模型;考虑供电可靠性和居民用水需求,基于构建的海岛微网协调运行控制策略,利用粒子群算法对双层优化模型进行求解。算例分析表明,文中提出的优化配置方法可以更加合理地实现海岛源荷储容量配置,为未来远洋海岛微网建设提供理论依据和技术支撑。

劣质原油的电脱盐工艺优化

以纳波-奥瑞特-拉帕混合原油为对象,考察了破乳剂类型、破乳剂用量、混合强度、电脱温度、电场强度和电脱级数对电脱盐脱水效率的影响,确定了静态试验评价阶段最佳工艺条件:40μg/g的破乳剂用量、1200 r/min的混合强度、120℃的电脱温度、1200 V/cm的电场强度以及二级电脱级数。在小试确定工艺参数基础上,通过中试阶段现场设备的调试,使得脱后原油含盐(NaCl)的质量分数为2.87 mg/L,油中含水质量分数为0.15%,降至工业标准范围内。

后处理工艺在海水淡化厂的应用

由于海水淡化装置逆渗透系统产出的淡化水离子浓度含量低,属于典型的低硬度,低碱度水,因此,通过逆渗透系统的水需要经过矿化才可以符合饮用水质标准。文章对将军澳海水淡化厂后处理技术进行了分析,包括矿化、pH值调节、杀菌消毒等工艺,介绍了矿化技术在海水淡化中的应用,并结合试运行的数据,提出了具体的运行设计措施。

基于改进灰狼算法的海岛微电网优化调度

为提高海岛微电网运行的经济性,以海岛微电网运行总成本为目标函数,并考虑海水淡化带来的收益,建立海岛微电网优化调度模型。利用Tent混沌映射、非线性调整收敛因子和柯西变异等三种策略对灰狼优化算法进行改进,采用改进灰狼优化算法对海岛微电网优化模型进行求解。结果表明,在调度周期内考虑海水淡化负荷的海岛微电网的运行总成本为3 086.03元,相比后者不考虑海水淡化负荷的海岛微电网运行总成本降低538.32元,经济性提高14.85%,验证了所提模型的正确性和优越性。

海洋环境下预除氯海水拌制钢筋混凝土构件可行性

考虑岛礁建设中拌和混凝土的需要,本文提出采用工业污水除氯中常用的超高石灰铝法对模拟海水进行预除氯。探讨了除氯反应所需较优反应物料比例、较优反应时间及反应温度和二次除氯对除氯效果的影响;采用预除氯海水拌和混凝土试件,评估了混凝土的抗氯离子渗透性能、力学性能和预除氯混凝土中普通钢筋的抗腐蚀性能。结果表明:与模拟海水拌和的混凝土试件相比,预除氯海水在环境条件下的前期对混凝土的抗氯离子渗透性能有一定改善;降低水胶比可有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能;在模拟海洋干湿循环下、预除氯海水混凝土试件中,普通钢筋在干湿循环的前4个周期表现出较优的抗腐蚀性能。因此,在海洋环境中采用超高石灰铝法对海水进行预除氯并用于浇筑钢筋混凝土构件是可行的。

风光发电耦合海水淡化系统的容量优化设置

利用光伏、风电所生产的电力,为海水淡化装置供能,是为海岛等孤立社区提供用水保障的有效方式。系统中光伏、风电及储能容量的合理配置,可以保障制水量的相对稳定,并实现较低的制水成本。本文以光伏供能为例,设想了一种海水淡化系统运行逻辑,并依靠启发式算法寻优,找到能使吨水成本最低的光伏、储能配置方案。笔者将该方法应用于设想的供水需求情形,并对不同的海水淡化模块设置方案作了比较。结果表明,光伏发电能支持海水淡化模块相对稳定工作,但牺牲一定的能量利用率;如果将系统分解为若干个小模块,能量利用率和经济性均优于单个大模块。

海水淡化与电制热负荷联合消纳风电的多时间尺度调度策略

协调控制负荷侧灵活性资源消纳风电是构建新型电力系统的关键技术之一。考虑到风电预测精度随预测时间尺度缩短而提高,提出利用海水淡化、电制热等灵活性负荷消纳富余风电的多时间尺度优化调度策略。首先,分析多元协调消纳风电的电力电量平衡关系,建立海水淡化和电制热负荷的可调控支撑能力运行特性模型。其次,考虑负荷调度优势及运行边界,分析其在不同时间尺度下风电消纳调度需求的适应性,建立多时间尺度优化调度机制。在此基础上,建立日前、日内和实时优化调度模型,提出含电-水-热-储的多介质、多能源转换协调消纳风电的多时间尺度优化调度方法。最后,以中国北方某沿海城市冬季供暖期为例进行数值分析。结果表明,该方法在风电正调峰出力和反调峰出力时均表现出很强的跟随风电波动能力,能够有效提升风电利用率和运行经济性。

海水淡化能量回收装置能耗分析与设计比选

能量回收装置是反渗透海水淡化的核心节能装备,其性能指标决定海水淡化系统能耗和产水成本。本文通过对1656 m^(3)/d反渗透海水淡化系统开展无能量回收装置、PX能量回收装置、透平式能量回收装置三种工艺设计的能耗分析。结果表明,能量回收技术能够明显降低海水淡化系统能耗,在充分考虑背压和混合的情况下,使用PX能量回收装置和透平式能量回收装置的能耗分别为2.260 kW·h/m^(3)和2.572 kW·h/m^(3),但透平式能量回收装置工艺设备投资成本较PX能量回收装置低。研究结果为反渗透海水淡化工艺设计提供参考。

低温多效海水淡化加药系统优化研究

北疆电厂低温多效海水淡化加药系统采用入料口单点加药设计,导致长期运行过程中蒸发器不同效体内部结垢控制不均衡,药剂利用率低、效果差等问题,文章开展低温多效海水淡化加药系统优化研究。首先,评价海水淡化系统不同效组水质结垢倾向,并在此基础上进行对不同效组最优加药量试验研究。然后,制定了向海水淡化不同效组多点同时差异化加药的系统优化方案并进行现场改造。最后,采取现场试验对优化后加药系统的稳定性和低温多效海水淡化系统的运行效果进行验证。结果表明:加药系统优化后,能够显著降低蒸发器不同效组的结垢倾向,各效组钙离子损失率均低于2%,且药剂总投加量平均降低约14.46%,可直接降低淡化水制水成本0.05元/t。该研究能够进一步提高低温多效海水淡化系统的结垢控制效果,显著提升低温多效海水淡化系统控制运行水平,同时提高了药剂利用效率,有效降低制水成本,对实现海水淡化系统经济高效稳定运行意义重大。

海水淡化超滤及反渗透膜运行寿命优化研究

通过优化不同季节水温变化膜系统余氯监控、差压监控、阻垢剂关键药剂的控制等运行方式,研究优化常规化学清洗、深度化学清洗,药剂浓度调整、清洗步骤及时间等关键技术的应用,形成了科学有效的海水淡化膜系统运行寿命管理。该项目的优化研究和应用,确保了海水淡化产水合格,延长了海水淡化膜寿命,提高设备可靠性,具有良好的经济效益和社会效益。

反渗透海水淡化技术的现状与发展

海水淡化作为一种水资源增量技术,已成为全球缓解水资源危机的重要途径。其中,反渗透海水淡化技术因其操作简单、易于规模化等优点,已成为海水淡化的主要手段。本文围绕如何降低海水淡化的造水成本,系统综述了反渗透膜材料、海水淡化工艺、新能源利用等方面的研究进展及发展趋势,以期为我国反渗透海水淡化技术的发展提供借鉴。

反渗透技术在水处理中的应用研究

随着反渗透技术的不断完善,该技术被广泛应用于海水淡化、重金属废水处理、锅炉用水等领域。为了提高反渗透技术的实际应用水平,就技术实际应用及产生的问题展开了研究,并针对性地提出改进方案。

某工程膜法海水淡化系统调试运行与模拟分析

文章所研究的膜法海水淡化工程采用混凝—微孔过滤器—超滤—反渗透组合工艺。为进一步优化工艺并对该工艺进行放大,基于该工艺设计了一套生活饮用水生产能力为10万m^(3)/d的膜法海水淡化系统,通过对系统进行为期3个月的连续调试运行,结合对试验测得的数据分析,结果表明,该系统运行稳定高效,产水符合生活饮用水标准,一级反渗透脱盐率达99.5%以上,二级反渗透脱盐率高达99.98%以上。同时,采用海德能反渗透设计软件模拟了系统调试运行过程,模拟计算结果与调试运行数据基本相符,对于指导进一步制定操作方法和满足生活饮用水供水需要具有十分重要的意义。

浅析小型海水淡化装置及发展

海水淡化工艺是小型海水淡化装置的关键技术,介绍了三种海水淡化工艺——低温多效蒸馏法、反渗透法和机械蒸气再压缩法,提出用于柴油发电机废热回收的有机朗肯循环与机械蒸气再压缩法的小型海水淡化装置方案,等效于柴油机发电效率提高7%,不仅满足60吨/天的海水淡化装置,还有额外电量供其他动力设备使用。

智能控制技术在海水淡化处理中的应用与研究进展

清洁淡水的不足加剧了我国水资源短缺,特别是在经济活跃、人口密集的南方沿海地区。海水是我国重要的水源补充,海水淡化已发展成为具有战略性和影响力的产业。基于此,分析了工业化海水淡化技术的现状及海水淡化产业遇到的挑战,提出作为智能控制技术中的模型预测控制、传感器技术、数据分析技术,以及智能化运维系统对海水淡化处理的影响和应用,分析了智能化控制技术目前存在的机遇及挑战,并提出了智能控制技术运用于海水淡化产业的展望。

正渗透-水纯化和脱盐的新途径

正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术,国际上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索。本文综述了正渗透的原理、当前的发展水平及其现存问题,旨在引起我国相关领域科研人员对它的重视。

胶州湾海水纳滤软化的研究

采用超滤-纳滤膜集成膜技术,进行了胶州湾海水纳滤软化现场试验,筛选了纳滤膜,考察了料液流量、操作压力对纳滤膜元件运行效果的影响,评价了纳滤作为海水淡化预处理对海水中主要离子的截留效果,并进行了短期试验。结果表明超滤-纳滤膜集成技术可为淡化系统提供优质的软化水,为胶州湾地区膜法海水淡化奠定了基础。