L阀 斜 段 堵 塞 时,采 用 调 整 促 动 风 为 60S/次,且连 续 不 能 超 过 三 次,并 用 斜 捅 渣 棒 捅 渣 等 方 式 来处 理 。
3 结 论通 过 现 场 施 工 中 发 现,L阀 耐 磨 浇 注 料 在 烘炉 过 程 中 很 难 达 到 要 求 的 温 度,因 此 应 该 在 浇 注施 工 之 后,整 体 安 装 之 前 在 地 面 上 预 先 烘 干 。
根 据 热 态 调 整 试 验,单 只 L阀 运 行 时,床 压下 降 速 率 约 为 4KPa /h,排 渣 量 约 为 18～ 25 t/h,流化 风 调 节 阀 前 风 压 应 保 证 在 0,35～ 0,4MPa。 排渣 粒 度 对 L阀 的 流 化 风 量 影 响 很 大,设 计 平 均 排渣 粒 度 约 为 1mm,设 计 流 化 风 量 为 134Nm3 /h,而实 际 平 均 排 渣 粒 度 约 为 3mm,实 际 流 化 风 量 至 少是 设 计 值 的 3倍 。 L阀 不 具 有 连 续 调 节 特 性,只能 间 断 排 渣 。
海 水 淡 化 方 法 ( 1 )
现 代 意 义 上 的 海 水 淡 化 则 是 在 第 二 次 世 界 大 战 以 后 才 发 展 起 来 的 。 战 后 由 于 国 际 资 本大 力 开 发 中 东 地 区 石 油,使 这 一 地 区 经 济 迅 速 发 展,人 口 快 速 增 加,这 个 原 本 干 旱 的 地 区 对淡 水 资 源 的 需 求 与 日 俱 增 。 而 中 东 地 区 独 特 的 地 理 位 置 和 气 候 条 件,加 之 其 丰 富 的 能 源 资源,又 使 得 海 水 淡 化 成 为 该 地 区 解 决 淡 水 资 源 短 缺 问 题 的 现 实 选 择,并 对 海 水 淡 化 装 置 提 出了 大 型 化 的 要 求 。
在 这 样 的 背 景 下,20世 纪 60年 代 初,多 级 闪 蒸 海 水 淡 化 技 术 应 运 而 生 。
现 代 海 水 淡 化 产 业 也 由 此 步 入 了 快 速 发 展 的 时 代 。
海 水 淡 化 技 术 的 大 规 模 应 用 始 于 干 旱 的 中 东 地 区,但 并 不 局 限 于 该 地 区 。 由 于 世 界 上
70%以 上 的 人 口 都 居 住 在 离 海 洋 120公 里 以 内 的 区 域,因 而 海 水 淡 化 技 术 近 20多 年 迅 速 在中 东 以 外 的 许 多 国 家 和 地 区 得 到 应 用 。 最 新 资 料 表 明,到 2003年 止,世 界 上 已 建 成 和 已 签约 建 设 的 海 水 和 苦 咸 水 淡 化 厂,其 生 产 能 力 达 到 日 产 淡 水 3 600万 吨 。 目 前 海 水 淡 化 已 遍 及全 世 界 125个 国 家 和 地 区,淡 化 水 大 约 养 活 世 界 5%的 人 口 。 海 水 淡 化,事 实 上 已 经 成 为 世界 许 多 国 家 解 决 缺 水 问 题,普 遍 采 用 的 一 种 战 略 选 择,其 有 效 性 和 可 靠 性 已 经 得 到 越 来 越 广泛 的 认 同 。
蒸 馏 法蒸 馏 法 虽 然 是 一 种 古 老 的 方 法,但 由 于 技 术 不 断 地 改 进 与 发 展,该 法 至 今 仍 占 统 治 地位 。 蒸 馏 淡 化 过 程 的 实 质 就 是 水 蒸 气 的 形 成 过 程,其 原 旦 如 同 海 水 受 热 蒸 发 形 成 云,云 在 一定 条 件 下 遇 冷 形 成 雨,而 雨 是 不 带 的 咸 味 的 。 根 据 设 备 蒸 馏 法,蒸 汽 压 缩 蒸 馏 法,多 级 闪 急蒸 馏 法 等 。
冷 冻 法冷 冻 法,即 冷 冻 海 水 使 之 结 冰,在 液 态 淡 水 变 成 固 态 冰 的 同 时 盐 被 分 离 出 去 。 冷 冻 法 与蒸 馏 法 都 有 难 以 克 服 的 弊 端,其 中 蒸 馏 法 会 消 耗 大 量 的 能 源 并 在 仪 器 里 产 生 大 量 的 锅 垢,而所 得 到 的 淡 水 却 并 不 多 ;而 冷 冻 法 同 样 要 消 耗 许 多 能 源,但 得 到 的 淡 水 味 道 却 不 佳,难 以 使用 。
反 渗 透 法通 常 又 称 超 过 滤 法,是 1953年 才 开 始 采 用 的 一 种 膜 分 离 淡 化 法 。 该 法 是 利 用 只 允 许 溶剂 透 过,不 允 许 溶 质 透 过 的 半 透 膜,将 海 水 与 淡 水 分 隔 开 的 。 在 通 常 情 况 下,淡 水 通 过 半 透膜 扩 散 到 海 水 一 侧,从 而 使 海 水 一 侧 的 液 面 逐 升 高,直 至 一 定 的 高 度 才 停 止,这 个 过 程 为 渗透 。 此 时,海 水 一 侧 高 出 的 水 柱 静 压 称 为 渗 透 压 。 如 果 对 海 水 一 侧 施 加 一 大 于 海 水 渗 透 压的 外 压,那 么 海 水 中 的 纯 水 将 反 渗 透 到 淡 水 中 。 反 渗 透 法 的 最 大 优 点 是 节 能 。 它 的 能 耗 仅为 电 渗 析 法 的 1 /2,蒸 馏 法 的 1 /40。 因 此,从 1974年 起,美 日 等 发 达 国 家 先 后 把 发 展 重 转 向反 渗 透 法 。
反 渗 透 海 水 淡 化 技 术 发 展 很 快,工 程 造 价 和 运 行 成 本 持 续 降 低,主 要 发 展 趋 势 为 降 低 反渗 透 膜 的 操 作 压 力,提 高 反 渗 透 系 统 回 收 率,廉 价 高 效 预 处 理 技 术,增 强 系 统 抗 污 染 能 力 等 。
·72· 第 6期 梁 志 伟,等,循 环 流 化 床 锅 炉 L阀 调 试 与 运 行 分 析
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House,All rights reserved,http://www.cnki.net
erated $ L iquid Nozzles,International Journal of
Turbo and Jet - Engines,1989,6 ( 3 - 4 ),271 -
2794.
[ 3 ] Chen SK,Lefebvre AH,Influence of Ambient A ir
Pressure on Effervescent A tom ization,Jounal of Pro2
pulsion and Power,1993,9 (1) 5.
[ 4 ] Hewitt GF,L iquid - Gas System,Handbook ofMulti
- Phase System Part Ⅱ,Gad Hetsroni,1 sted,
1982.
[ 5 ] Roesler TC,Lefebvre AH,Studies on Aerated - L iq2
uid A tom ization,Iternational Journal of Turbo andJet
- Engines,1989,6 (3 - 4),221 - 229.
[ 6 ] W ang XF,Chin JS,Lefebvre AH,Influence of Gas
- Injector Geometry on A tom ization Perfomance of A2
erated - L iquid Nozzles,International Journal of Turbo
and Jet - Engines,1989,6 (3 - 4),271 - 2794.
[ 7 ] Chen SK,Lefebvre AH,Influence of Ambient A ir
Pressure on Effervescent A tom ization,Jounal of Pro2
pulsion and Power,1993,9 (1) 5.
[ 8 ] Hewitt GF,L iquid - Gas System,Handbook ofMulti
- Phase System Part Ⅱ,Gad Hetsroni 1 sted,1982.
[ 9 ] Bush SG,Sojka PE,Effervescent atom ization of high
viscosity fluids [ J ],A tom ization and Sp rays,1993,
(3),157 - 170.
[ 10 ] Lund MT,Effervescent atom ization at low mass flow
rates,Part Ⅰ,The influentce of surface tension[ J ].
A tom ization and Sp rays,1993,(3),,77 - 89.
[ 11 ] 曾 卓 雄,姜 培 正,谢 蔚 明,喷 嘴 雾 化 粒 径 的 实 验 研究 [ J ],西 安 交 通 大 学 学 报,2000,34 (4),75 - 77.
[ 12 ] 刘 联 胜,吴 晋 湘,韩 振 兴,气 泡 雾 化 喷 嘴 混 合 室 内两 相 流 型 及 喷 嘴 喷 雾 稳 定 性 [ J ],燃 烧 科 学 与 技术,2002,8 (4),353 - 357.
[ 13 ] 安 恩 科,徐 唯 韧,朱 基 木 等,气 泡 雾 化 喷 嘴 的 试 验研 究 [ J ],发 电 设 备,2002 (6),11 - 14.
[ 14 ] 郭 志 辉,徐 行,梁 雪 萍 等,一 种 新 型 气 泡 雾 化 喷 嘴水 平 喷 射 特 性 的 研 究 [ J ],推 进 技 术,1997,18
(5),78 - 81.
海 水 淡 化 方 法 ( 2 )
低 温 多 效多 效 蒸 发 是 让 加 热 后 的 海 水 在 多 个 串 联 的 蒸 发 器 中 蒸 发,前 一 个 蒸 发 器 蒸 发 出 来 的 蒸汽 作 为 下 一 蒸 发 器 的 热 源,并 冷 凝 成 为 淡 水 。 其 中 低 温 多 效 蒸 馏 是 蒸 馏 法 中 最 节 能 的 方 法之 一 。 低 温 多 效 蒸 馏 技 术 由 于 节 能 的 因 素,近 年 发 展 迅 速,装 置 的 规 模 日 益 扩 大,成 本 日 益降 低,主 要 发 展 趋 势 为 提 高 装 置 单 机 造 水 能 力,采 用 廉 价 材 料 降 低 工 程 造 价,提 高 操 作 温 度,
提 高 传 热 效 率 等 。
多 级 闪 蒸所 谓 闪 蒸,是 指 一 定 温 度 的 海 水 在 压 力 突 然 降 低 的 条 件 下,部 分 海 水 急 骤 蒸 发 的 现 象 。
多 级 闪 蒸 海 水 淡 化 是 将 经 过 加 热 的 海 水,依 次 在 多 个 压 力 逐 渐 降 低 的 闪 蒸 室 中 进 行 蒸 发,将蒸 汽 冷 凝 而 得 到 淡 水 。 目 前 全 球 海 水 淡 化 装 置 仍 以 多 级 闪 蒸 方 法 产 量 最 大,技 术 最 成 熟,运行 安 全 性 高 弹 性 大,主 要 与 火 电 站 联 合 建 设,适 合 于 大 型 和 超 大 型 淡 化 装 置,主 要 在 海 湾 国家 采 用 。 多 级 闪 蒸 技 术 成 熟,运 行 可 靠,主 要 发 展 趋 势 为 提 高 装 置 单 机 造 水 能 力,降 低 单 位电 力 消 耗,提 高 传 热 效 率 等 。
电 渗 析 法 该 法 的 技 术 关 键 是 新 型 离 子 交 换 膜 的 研 制 。 离 子 交 换 膜 是 0,5 - 1,0 mm厚 度的 功 能 性 膜 片,按 其 选 择 透 过 性 区 分 为 正 离 子 交 换 膜 (阳 膜 )与 负 离 子 交 换 膜 (阴 膜 )。 电 渗析 法 是 将 具 有 选 择 透 过 性 的 阳 膜 与 阴 膜 交 替 排 列,组 成 多 个 相 互 独 立 的 隔 室 海 水 被 淡 化,而相 邻 隔 室 海 水 浓 缩,淡 水 与 浓 缩 水 得 以 分 离 。 电 渗 析 法 不 仅 可 以 淡 化 海 水,也 可 以 作 为 水 质处 理 的 手 段,为 污 水 再 利 用 作 出 贡 献 。 此 外,这 种 方 法 也 越 来 越 多 地 应 用 于 化 工,医 药,食 品等 行 业 的 浓 缩,分 离 与 提 纯 。
·23· 锅 炉 制 造 总 第 212期
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House,All rights reserved,http://www.cnki.net
Cn Hm +O2 → CO2 + H2 O
在 燃 烧 器 上 部,通 过 OFA 喷 嘴 加 入 部 分 空气,使 进 入 炉 膛 空 气 量 达 到 理 论 燃 烧 空 气 量 的 水平,形 成 一 个 还 原 脱 NOx区,此 还 原 区 的 化 学 反应 过 程 如 下,
Cn Hm +O2 → CO2 + H2 + Cn Hm
Cn Hm +NO→ NH i +N2 + Cn Hm
在 OFA喷 口 上 方,是 AA风 喷 口,通 过 AA风喷 口 喷 入 炉 膛 的 风 量 为 总 风 量 的 15%,在 此 燃 烬区 内 的 化 学 反 应 过 程 如 下,
Cn Hm +O2→ CO2 + H2 O
CO +O2 + H2 → CO2 + H2O
NH i +O2 → NO +N2
根 据 三 菱 公 司 机 组 运 行 经 验,采 用 MACT燃烧 技 术,烟 气 排 放 NOx含 量 实 际 测 量 值 为 270～
290 mg/Nm3,大 大 低 于 当 前 环 保 排 放 标 准 。
4 结 束 语近 年 来 随 着 国 内 GDP的 高 速 增 长,供 电 需 求进 一 步 增 加 。 火 力 发 电 在 相 当 长 的 一 段 时 间 内 肩负 着 我 国 生 产 生 活 用 电 的 重 担 。 百 万 千 瓦 等 级 超超 临 界 锅 炉 代 表 着 当 今 世 界 最 为 先 进 的 超 超 临 界燃 煤 锅 炉 技 术,将 成 为 我 国 火 力 发 电 的 中 流 砥 柱,
为 新 世 纪 的 经 济 快 速 发 展 提 供 重 要 保 障 。
参 考 文 献
[ 1 ] 姚 强,等,洁 净 煤 技 术,化 学 工 业 出 版 社,2005.
[ 2 ] 王 文 达,史 宝 珍,大 型 超 超 临 界 火 电 机 组 现 状 和 发展 趋 势,
[ 3 ] 黄 雅 罗,超 超 临 界 火 力 发 电 技 术 及 其 应 用 前 景,
海 水 淡 化 方 法 ( 3 )
压 汽 蒸 馏压 汽 蒸 馏 海 水 淡 化 技 术,是 海 水 预 热 后,进 入 蒸 发 器 并 在 蒸 发 器 内 部 分 蒸 发 。 所 产 生 的二 次 蒸 汽 经 压 缩 机 压 缩 提 高 压 力 后 引 入 到 蒸 发 器 的 加 热 侧 。 蒸 汽 冷 凝 后 作 为 产 品 水 引 出,
如 此 实 现 热 能 的 循 环 利 用 。
流 通 电 容 吸 附 法露 点 蒸 发 法露 点 蒸 发 淡 化 技 术 是 一 种 新 的 苦 咸 水 和 海 水 淡 化 方 法 。 它 基 于 载 气 增 湿 和 去 湿 的 原理,同 时 回 收 冷 凝 去 湿 的 热 量,传 热 效 率 受 混 合 气 侧 的 传 热 控 制 。
水 电 联 产水 电 联 产 主 要 是 指 海 水 淡 化 水 和 电 力 联 产 联 供 。 由 于 海 水 淡 化 成 本 在 很 大 程 度 上 取 决于 消 耗 电 力 和 蒸 汽 的 成 本,水 电 联 产 可 以 利 用 电 厂 的 蒸 汽 和 电 力 为 海 水 淡 化 装 置 提 供 动 力,
从 而 实 现 能 源 高 效 利 用 和 降 低 海 水 淡 化 成 本 。 国 外 大 部 分 海 水 淡 化 厂 都 是 和 发 电 厂 建 在 一起 的,这 是 当 前 大 型 海 水 淡 化 工 程 的 主 要 建 设 模 式 。
热 膜 联 产热 膜 联 产 主 要 是 采 用 热 法 和 膜 法 海 水 淡 化 相 联 合 的 方 式 (即 MED - RO或 MSF - RO方式 ),满 足 不 同 用 水 需 求,降 低 海 水 淡 化 成 本 。 目 前,世 界 上 最 大 的 热 膜 联 产 海 水 淡 化 厂 是 阿联 酋 富 查 伊 拉 海 水 淡 化 厂,日 产 海 水 淡 化 水 量 为 45,4万 立 方 米,其 中,MSF日 产 水 28,4万立 方 米,RO日 产 水 17万 立 方 米 。 其 优 点 是,投 资 成 本 低,可 共 用 海 水 取 水 口 。 RO和 MED /
MSF装 置 淡 化 产 品 水 可 以 按 一 定 比 例 混 合 满 足 各 种 各 样 的 需 求 。
·93· 第 6期 刘 涛,等,适 应 能 源 和 环 保 双 重 标 准 的 超 超 临 界 高 参 数 燃 烧 技 术
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House,All rights reserved,http://www.cnki.net
2,5 设 计 上 的 问 题冷 渣 器 底 部 粗 渣 口 直 接 与 刮 板 输 渣 机 相 接,
要 求 出 渣 温 度 低 于 250℃ 。 实 际 上,粗 渣 排 放 时,
难 免 会 超 过 该 温 度,这 样 势 必 限 制 了 大 颗 粒 的 排放,而 且 运 行 中 很 容 易 造 成 输 渣 机 的 故 障 。
同 时,冷 渣 器 内 应 该 布 置 足 够 床 温,床 压 测点,保 证 运 行 中 正 确 判 断 冷 渣 器 渣 温 和 床 压 。
3 结 论 和 建 议
1)引 起 冷 渣 器 内 结 焦 的 主 要 因 素 是 流 化 质量 恶 化
2)冷 渣 器 结 焦 现 象,与 运 行 方 式 有 关,应 该对 冷 渣 器 进 行 流 化 特 性 试 验,确 定 实 际 床 料 下 各个 室 的 临 界 风 量 。 冷 渣 器 属 于 鼓 泡 床 。 由 于 隔 墙的 高 度 只 有 1 m,如 果 保 持 床 料 为 500 mm,那 么,
只 要 保 持 膨 胀 比 在 2左 右,床 料 就 可 以 顺 利 地 溢流 到 下 一 室 。 为 了 防 止 水 冷 管 束 磨 损,可 以 适 当提 高 料 层 厚 度,降 低 膨 胀 比 R。 同 样 可 以 正 常 排渣 。
3)运 行 中 应 该 及 时 放 底 部 大 颗 粒 渣 。 由 于大 颗 粒 渣,流 化 质 量 差,与 其 它 颗 粒 没 有 发 生 剧 烈地 搅 动,扩 散 。 自 然 下 落 在 下 部,其 温 度 较 低 。 这部 分 冷 渣 必 须 及 时 排 出,冷 渣 器 才 能 保 持 正 常 运行 。 考 虑 到 输 渣 机 要 求 渣 温 小 于 250 ℃,可 以 将粗 渣 直 接 从 粗 渣 口 排 在 小 推 车 上 。
4)建 议 在 冷 渣 器 内 加 装 温 度 和 压 力 测 点 。
尤 其 是 Ⅰ 室 。 应 该 使 运 行 人 员 能 从 表 计 读 数 中 了解 床 上,床 下 温 度 情 况,以 判 断 粗 渣 口 渣 板 门 开 关时 间 。 从 床 压 读 数 中 判 断 床 料 的 高 度,控 制 锅 炉的 排 渣 速 度,提 高 冷 却 效 果,不 使 出 渣 温 度 过 高 。
5)适 当 控 制 入 炉 煤 颗 粒 直 径,调 节 2级 碎 煤机 出 口 的 粒 度 小 于 5 mm,不 让 过 大 的 颗 粒 进 入 炉膛 。
参 考 文 献
[ 1 ] 岑 可 法,倪 明 江 等,循 环 流 化 床 锅 炉 理 论 设 计 与 运行 [M ],北 京,中 国 电 力 出 版 社,1997.
海 水 淡 化 方 法 ( 4 )
此 外,以 上 方 法 的 其 他 组 合 也 日 益 受 到 重 视 。 在 实 际 选 用 中,究 竟 哪 种 方 法 最 好,也 不是 绝 对 的,要 根 据 规 模 大 小,能 源 费 用,海 水 水 质,气 候 条 件 以 及 技 术 与 安 全 性 等 实 际 条 件 而定 。
实 际 上,一 个 大 型 的 海 水 淡 化 项 目 往 往 是 一 个 非 常 复 杂 的 系 统 工 程 。 就 主 要 工 艺 过 程来 说,包 括 海 水 预 处 理,淡 化 (脱 盐 ),淡 化 水 后 处 理 等 。 其 中 预 处 理 是 指 在 海 水 进 入 起 淡 化功 能 的 装 置 之 前 对 其 所 作 的 必 要 处 理,如 杀 除 海 生 物,降 低 浊 度,除 掉 悬 浮 物 (对 反 渗 透 法 ),
或 脱 气 (对 蒸 馏 法 ),添 加 必 要 的 药 剂 等 ;脱 盐 则 是 通 过 上 列 的 某 一 种 方 法 除 掉 海 水 中 的 盐分,是 整 个 淡 化 系 统 的 核 心 部 分,这 一 过 程 除 要 求 高 效 脱 盐 外,往 往 需 要 解 决 设 备 的 防 腐 与防 垢 问 题,有 些 工 艺 中 还 要 求 有 相 应 的 能 量 回 收 措 施 ;后 处 理 则 是 对 不 同 淡 化 方 法 的 产 品 水针 对 不 同 的 用 户 要 求 所 进 行 的 水 质 调 控 和 贮 运 等 处 理 。 海 水 淡 化 过 程 无 论 采 用 哪 种 淡 化 方法,都 存 在 着 能 量 的 优 化 利 用 与 回 收,设 备 防 垢 和 防 腐,以 及 浓 盐 水 的 正 确 排 放 等 问 题 。
海 水 淡 化 技 术 的 发 展 与 工 业 应 用,已 有 半 个 世 纪 的 历 史,在 此 期 间 形 成 了 以 多 级 闪 蒸,
反 渗 透 和 多 效 蒸 发 为 主 要 代 表 的 工 业 技 术 。 专 家 普 遍 认 为,今 后 三,四 十 年 在 工 业 应 用 上,
仍 将 是 这 三 项 技 术,唱 主 角,,但 反 渗 透 的 比 重 将 越 来 越 大 。 从 地 区 上 来 讲,中 东 海 湾 国 家 仍将 以 多 级 闪 蒸 为 首 选,因 为 它 具 有 大 型 化 和 超 大 型 化 (单 台 设 备 产 水 量 目 前 已 高 达 日 产 淡 水
4～ 5万 吨 ),适 应 于 污 染 重 的 海 湾 水 以 及 预 处 理 费 用 低 的 优 势 ;然 而 在 中 东 以 外 地 区 将 以 反渗 透 或 膜 法 为 首 选,因 为 膜 法 的 能 耗 和 成 本 都 具 有 优 势,以 北 美 地 区 为 例,近 期 的 发 展 已 经表 明,在 淡 化 和 水 处 理 方 面 都 将 以 膜 法 为 主 。
·54· 第 6期 崔 凯,等,循 环 流 化 床 锅 炉 冷 渣 器 结 渣 分 析
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House,All rights reserved,http://www.cnki.net
3 结 论通 过 现 场 施 工 中 发 现,L阀 耐 磨 浇 注 料 在 烘炉 过 程 中 很 难 达 到 要 求 的 温 度,因 此 应 该 在 浇 注施 工 之 后,整 体 安 装 之 前 在 地 面 上 预 先 烘 干 。
根 据 热 态 调 整 试 验,单 只 L阀 运 行 时,床 压下 降 速 率 约 为 4KPa /h,排 渣 量 约 为 18～ 25 t/h,流化 风 调 节 阀 前 风 压 应 保 证 在 0,35～ 0,4MPa。 排渣 粒 度 对 L阀 的 流 化 风 量 影 响 很 大,设 计 平 均 排渣 粒 度 约 为 1mm,设 计 流 化 风 量 为 134Nm3 /h,而实 际 平 均 排 渣 粒 度 约 为 3mm,实 际 流 化 风 量 至 少是 设 计 值 的 3倍 。 L阀 不 具 有 连 续 调 节 特 性,只能 间 断 排 渣 。
海 水 淡 化 方 法 ( 1 )
现 代 意 义 上 的 海 水 淡 化 则 是 在 第 二 次 世 界 大 战 以 后 才 发 展 起 来 的 。 战 后 由 于 国 际 资 本大 力 开 发 中 东 地 区 石 油,使 这 一 地 区 经 济 迅 速 发 展,人 口 快 速 增 加,这 个 原 本 干 旱 的 地 区 对淡 水 资 源 的 需 求 与 日 俱 增 。 而 中 东 地 区 独 特 的 地 理 位 置 和 气 候 条 件,加 之 其 丰 富 的 能 源 资源,又 使 得 海 水 淡 化 成 为 该 地 区 解 决 淡 水 资 源 短 缺 问 题 的 现 实 选 择,并 对 海 水 淡 化 装 置 提 出了 大 型 化 的 要 求 。
在 这 样 的 背 景 下,20世 纪 60年 代 初,多 级 闪 蒸 海 水 淡 化 技 术 应 运 而 生 。
现 代 海 水 淡 化 产 业 也 由 此 步 入 了 快 速 发 展 的 时 代 。
海 水 淡 化 技 术 的 大 规 模 应 用 始 于 干 旱 的 中 东 地 区,但 并 不 局 限 于 该 地 区 。 由 于 世 界 上
70%以 上 的 人 口 都 居 住 在 离 海 洋 120公 里 以 内 的 区 域,因 而 海 水 淡 化 技 术 近 20多 年 迅 速 在中 东 以 外 的 许 多 国 家 和 地 区 得 到 应 用 。 最 新 资 料 表 明,到 2003年 止,世 界 上 已 建 成 和 已 签约 建 设 的 海 水 和 苦 咸 水 淡 化 厂,其 生 产 能 力 达 到 日 产 淡 水 3 600万 吨 。 目 前 海 水 淡 化 已 遍 及全 世 界 125个 国 家 和 地 区,淡 化 水 大 约 养 活 世 界 5%的 人 口 。 海 水 淡 化,事 实 上 已 经 成 为 世界 许 多 国 家 解 决 缺 水 问 题,普 遍 采 用 的 一 种 战 略 选 择,其 有 效 性 和 可 靠 性 已 经 得 到 越 来 越 广泛 的 认 同 。
蒸 馏 法蒸 馏 法 虽 然 是 一 种 古 老 的 方 法,但 由 于 技 术 不 断 地 改 进 与 发 展,该 法 至 今 仍 占 统 治 地位 。 蒸 馏 淡 化 过 程 的 实 质 就 是 水 蒸 气 的 形 成 过 程,其 原 旦 如 同 海 水 受 热 蒸 发 形 成 云,云 在 一定 条 件 下 遇 冷 形 成 雨,而 雨 是 不 带 的 咸 味 的 。 根 据 设 备 蒸 馏 法,蒸 汽 压 缩 蒸 馏 法,多 级 闪 急蒸 馏 法 等 。
冷 冻 法冷 冻 法,即 冷 冻 海 水 使 之 结 冰,在 液 态 淡 水 变 成 固 态 冰 的 同 时 盐 被 分 离 出 去 。 冷 冻 法 与蒸 馏 法 都 有 难 以 克 服 的 弊 端,其 中 蒸 馏 法 会 消 耗 大 量 的 能 源 并 在 仪 器 里 产 生 大 量 的 锅 垢,而所 得 到 的 淡 水 却 并 不 多 ;而 冷 冻 法 同 样 要 消 耗 许 多 能 源,但 得 到 的 淡 水 味 道 却 不 佳,难 以 使用 。
反 渗 透 法通 常 又 称 超 过 滤 法,是 1953年 才 开 始 采 用 的 一 种 膜 分 离 淡 化 法 。 该 法 是 利 用 只 允 许 溶剂 透 过,不 允 许 溶 质 透 过 的 半 透 膜,将 海 水 与 淡 水 分 隔 开 的 。 在 通 常 情 况 下,淡 水 通 过 半 透膜 扩 散 到 海 水 一 侧,从 而 使 海 水 一 侧 的 液 面 逐 升 高,直 至 一 定 的 高 度 才 停 止,这 个 过 程 为 渗透 。 此 时,海 水 一 侧 高 出 的 水 柱 静 压 称 为 渗 透 压 。 如 果 对 海 水 一 侧 施 加 一 大 于 海 水 渗 透 压的 外 压,那 么 海 水 中 的 纯 水 将 反 渗 透 到 淡 水 中 。 反 渗 透 法 的 最 大 优 点 是 节 能 。 它 的 能 耗 仅为 电 渗 析 法 的 1 /2,蒸 馏 法 的 1 /40。 因 此,从 1974年 起,美 日 等 发 达 国 家 先 后 把 发 展 重 转 向反 渗 透 法 。
反 渗 透 海 水 淡 化 技 术 发 展 很 快,工 程 造 价 和 运 行 成 本 持 续 降 低,主 要 发 展 趋 势 为 降 低 反渗 透 膜 的 操 作 压 力,提 高 反 渗 透 系 统 回 收 率,廉 价 高 效 预 处 理 技 术,增 强 系 统 抗 污 染 能 力 等 。
·72· 第 6期 梁 志 伟,等,循 环 流 化 床 锅 炉 L阀 调 试 与 运 行 分 析
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House,All rights reserved,http://www.cnki.net
erated $ L iquid Nozzles,International Journal of
Turbo and Jet - Engines,1989,6 ( 3 - 4 ),271 -
2794.
[ 3 ] Chen SK,Lefebvre AH,Influence of Ambient A ir
Pressure on Effervescent A tom ization,Jounal of Pro2
pulsion and Power,1993,9 (1) 5.
[ 4 ] Hewitt GF,L iquid - Gas System,Handbook ofMulti
- Phase System Part Ⅱ,Gad Hetsroni,1 sted,
1982.
[ 5 ] Roesler TC,Lefebvre AH,Studies on Aerated - L iq2
uid A tom ization,Iternational Journal of Turbo andJet
- Engines,1989,6 (3 - 4),221 - 229.
[ 6 ] W ang XF,Chin JS,Lefebvre AH,Influence of Gas
- Injector Geometry on A tom ization Perfomance of A2
erated - L iquid Nozzles,International Journal of Turbo
and Jet - Engines,1989,6 (3 - 4),271 - 2794.
[ 7 ] Chen SK,Lefebvre AH,Influence of Ambient A ir
Pressure on Effervescent A tom ization,Jounal of Pro2
pulsion and Power,1993,9 (1) 5.
[ 8 ] Hewitt GF,L iquid - Gas System,Handbook ofMulti
- Phase System Part Ⅱ,Gad Hetsroni 1 sted,1982.
[ 9 ] Bush SG,Sojka PE,Effervescent atom ization of high
viscosity fluids [ J ],A tom ization and Sp rays,1993,
(3),157 - 170.
[ 10 ] Lund MT,Effervescent atom ization at low mass flow
rates,Part Ⅰ,The influentce of surface tension[ J ].
A tom ization and Sp rays,1993,(3),,77 - 89.
[ 11 ] 曾 卓 雄,姜 培 正,谢 蔚 明,喷 嘴 雾 化 粒 径 的 实 验 研究 [ J ],西 安 交 通 大 学 学 报,2000,34 (4),75 - 77.
[ 12 ] 刘 联 胜,吴 晋 湘,韩 振 兴,气 泡 雾 化 喷 嘴 混 合 室 内两 相 流 型 及 喷 嘴 喷 雾 稳 定 性 [ J ],燃 烧 科 学 与 技术,2002,8 (4),353 - 357.
[ 13 ] 安 恩 科,徐 唯 韧,朱 基 木 等,气 泡 雾 化 喷 嘴 的 试 验研 究 [ J ],发 电 设 备,2002 (6),11 - 14.
[ 14 ] 郭 志 辉,徐 行,梁 雪 萍 等,一 种 新 型 气 泡 雾 化 喷 嘴水 平 喷 射 特 性 的 研 究 [ J ],推 进 技 术,1997,18
(5),78 - 81.
海 水 淡 化 方 法 ( 2 )
低 温 多 效多 效 蒸 发 是 让 加 热 后 的 海 水 在 多 个 串 联 的 蒸 发 器 中 蒸 发,前 一 个 蒸 发 器 蒸 发 出 来 的 蒸汽 作 为 下 一 蒸 发 器 的 热 源,并 冷 凝 成 为 淡 水 。 其 中 低 温 多 效 蒸 馏 是 蒸 馏 法 中 最 节 能 的 方 法之 一 。 低 温 多 效 蒸 馏 技 术 由 于 节 能 的 因 素,近 年 发 展 迅 速,装 置 的 规 模 日 益 扩 大,成 本 日 益降 低,主 要 发 展 趋 势 为 提 高 装 置 单 机 造 水 能 力,采 用 廉 价 材 料 降 低 工 程 造 价,提 高 操 作 温 度,
提 高 传 热 效 率 等 。
多 级 闪 蒸所 谓 闪 蒸,是 指 一 定 温 度 的 海 水 在 压 力 突 然 降 低 的 条 件 下,部 分 海 水 急 骤 蒸 发 的 现 象 。
多 级 闪 蒸 海 水 淡 化 是 将 经 过 加 热 的 海 水,依 次 在 多 个 压 力 逐 渐 降 低 的 闪 蒸 室 中 进 行 蒸 发,将蒸 汽 冷 凝 而 得 到 淡 水 。 目 前 全 球 海 水 淡 化 装 置 仍 以 多 级 闪 蒸 方 法 产 量 最 大,技 术 最 成 熟,运行 安 全 性 高 弹 性 大,主 要 与 火 电 站 联 合 建 设,适 合 于 大 型 和 超 大 型 淡 化 装 置,主 要 在 海 湾 国家 采 用 。 多 级 闪 蒸 技 术 成 熟,运 行 可 靠,主 要 发 展 趋 势 为 提 高 装 置 单 机 造 水 能 力,降 低 单 位电 力 消 耗,提 高 传 热 效 率 等 。
电 渗 析 法 该 法 的 技 术 关 键 是 新 型 离 子 交 换 膜 的 研 制 。 离 子 交 换 膜 是 0,5 - 1,0 mm厚 度的 功 能 性 膜 片,按 其 选 择 透 过 性 区 分 为 正 离 子 交 换 膜 (阳 膜 )与 负 离 子 交 换 膜 (阴 膜 )。 电 渗析 法 是 将 具 有 选 择 透 过 性 的 阳 膜 与 阴 膜 交 替 排 列,组 成 多 个 相 互 独 立 的 隔 室 海 水 被 淡 化,而相 邻 隔 室 海 水 浓 缩,淡 水 与 浓 缩 水 得 以 分 离 。 电 渗 析 法 不 仅 可 以 淡 化 海 水,也 可 以 作 为 水 质处 理 的 手 段,为 污 水 再 利 用 作 出 贡 献 。 此 外,这 种 方 法 也 越 来 越 多 地 应 用 于 化 工,医 药,食 品等 行 业 的 浓 缩,分 离 与 提 纯 。
·23· 锅 炉 制 造 总 第 212期
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House,All rights reserved,http://www.cnki.net
Cn Hm +O2 → CO2 + H2 O
在 燃 烧 器 上 部,通 过 OFA 喷 嘴 加 入 部 分 空气,使 进 入 炉 膛 空 气 量 达 到 理 论 燃 烧 空 气 量 的 水平,形 成 一 个 还 原 脱 NOx区,此 还 原 区 的 化 学 反应 过 程 如 下,
Cn Hm +O2 → CO2 + H2 + Cn Hm
Cn Hm +NO→ NH i +N2 + Cn Hm
在 OFA喷 口 上 方,是 AA风 喷 口,通 过 AA风喷 口 喷 入 炉 膛 的 风 量 为 总 风 量 的 15%,在 此 燃 烬区 内 的 化 学 反 应 过 程 如 下,
Cn Hm +O2→ CO2 + H2 O
CO +O2 + H2 → CO2 + H2O
NH i +O2 → NO +N2
根 据 三 菱 公 司 机 组 运 行 经 验,采 用 MACT燃烧 技 术,烟 气 排 放 NOx含 量 实 际 测 量 值 为 270～
290 mg/Nm3,大 大 低 于 当 前 环 保 排 放 标 准 。
4 结 束 语近 年 来 随 着 国 内 GDP的 高 速 增 长,供 电 需 求进 一 步 增 加 。 火 力 发 电 在 相 当 长 的 一 段 时 间 内 肩负 着 我 国 生 产 生 活 用 电 的 重 担 。 百 万 千 瓦 等 级 超超 临 界 锅 炉 代 表 着 当 今 世 界 最 为 先 进 的 超 超 临 界燃 煤 锅 炉 技 术,将 成 为 我 国 火 力 发 电 的 中 流 砥 柱,
为 新 世 纪 的 经 济 快 速 发 展 提 供 重 要 保 障 。
参 考 文 献
[ 1 ] 姚 强,等,洁 净 煤 技 术,化 学 工 业 出 版 社,2005.
[ 2 ] 王 文 达,史 宝 珍,大 型 超 超 临 界 火 电 机 组 现 状 和 发展 趋 势,
[ 3 ] 黄 雅 罗,超 超 临 界 火 力 发 电 技 术 及 其 应 用 前 景,
海 水 淡 化 方 法 ( 3 )
压 汽 蒸 馏压 汽 蒸 馏 海 水 淡 化 技 术,是 海 水 预 热 后,进 入 蒸 发 器 并 在 蒸 发 器 内 部 分 蒸 发 。 所 产 生 的二 次 蒸 汽 经 压 缩 机 压 缩 提 高 压 力 后 引 入 到 蒸 发 器 的 加 热 侧 。 蒸 汽 冷 凝 后 作 为 产 品 水 引 出,
如 此 实 现 热 能 的 循 环 利 用 。
流 通 电 容 吸 附 法露 点 蒸 发 法露 点 蒸 发 淡 化 技 术 是 一 种 新 的 苦 咸 水 和 海 水 淡 化 方 法 。 它 基 于 载 气 增 湿 和 去 湿 的 原理,同 时 回 收 冷 凝 去 湿 的 热 量,传 热 效 率 受 混 合 气 侧 的 传 热 控 制 。
水 电 联 产水 电 联 产 主 要 是 指 海 水 淡 化 水 和 电 力 联 产 联 供 。 由 于 海 水 淡 化 成 本 在 很 大 程 度 上 取 决于 消 耗 电 力 和 蒸 汽 的 成 本,水 电 联 产 可 以 利 用 电 厂 的 蒸 汽 和 电 力 为 海 水 淡 化 装 置 提 供 动 力,
从 而 实 现 能 源 高 效 利 用 和 降 低 海 水 淡 化 成 本 。 国 外 大 部 分 海 水 淡 化 厂 都 是 和 发 电 厂 建 在 一起 的,这 是 当 前 大 型 海 水 淡 化 工 程 的 主 要 建 设 模 式 。
热 膜 联 产热 膜 联 产 主 要 是 采 用 热 法 和 膜 法 海 水 淡 化 相 联 合 的 方 式 (即 MED - RO或 MSF - RO方式 ),满 足 不 同 用 水 需 求,降 低 海 水 淡 化 成 本 。 目 前,世 界 上 最 大 的 热 膜 联 产 海 水 淡 化 厂 是 阿联 酋 富 查 伊 拉 海 水 淡 化 厂,日 产 海 水 淡 化 水 量 为 45,4万 立 方 米,其 中,MSF日 产 水 28,4万立 方 米,RO日 产 水 17万 立 方 米 。 其 优 点 是,投 资 成 本 低,可 共 用 海 水 取 水 口 。 RO和 MED /
MSF装 置 淡 化 产 品 水 可 以 按 一 定 比 例 混 合 满 足 各 种 各 样 的 需 求 。
·93· 第 6期 刘 涛,等,适 应 能 源 和 环 保 双 重 标 准 的 超 超 临 界 高 参 数 燃 烧 技 术
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House,All rights reserved,http://www.cnki.net
2,5 设 计 上 的 问 题冷 渣 器 底 部 粗 渣 口 直 接 与 刮 板 输 渣 机 相 接,
要 求 出 渣 温 度 低 于 250℃ 。 实 际 上,粗 渣 排 放 时,
难 免 会 超 过 该 温 度,这 样 势 必 限 制 了 大 颗 粒 的 排放,而 且 运 行 中 很 容 易 造 成 输 渣 机 的 故 障 。
同 时,冷 渣 器 内 应 该 布 置 足 够 床 温,床 压 测点,保 证 运 行 中 正 确 判 断 冷 渣 器 渣 温 和 床 压 。
3 结 论 和 建 议
1)引 起 冷 渣 器 内 结 焦 的 主 要 因 素 是 流 化 质量 恶 化
2)冷 渣 器 结 焦 现 象,与 运 行 方 式 有 关,应 该对 冷 渣 器 进 行 流 化 特 性 试 验,确 定 实 际 床 料 下 各个 室 的 临 界 风 量 。 冷 渣 器 属 于 鼓 泡 床 。 由 于 隔 墙的 高 度 只 有 1 m,如 果 保 持 床 料 为 500 mm,那 么,
只 要 保 持 膨 胀 比 在 2左 右,床 料 就 可 以 顺 利 地 溢流 到 下 一 室 。 为 了 防 止 水 冷 管 束 磨 损,可 以 适 当提 高 料 层 厚 度,降 低 膨 胀 比 R。 同 样 可 以 正 常 排渣 。
3)运 行 中 应 该 及 时 放 底 部 大 颗 粒 渣 。 由 于大 颗 粒 渣,流 化 质 量 差,与 其 它 颗 粒 没 有 发 生 剧 烈地 搅 动,扩 散 。 自 然 下 落 在 下 部,其 温 度 较 低 。 这部 分 冷 渣 必 须 及 时 排 出,冷 渣 器 才 能 保 持 正 常 运行 。 考 虑 到 输 渣 机 要 求 渣 温 小 于 250 ℃,可 以 将粗 渣 直 接 从 粗 渣 口 排 在 小 推 车 上 。
4)建 议 在 冷 渣 器 内 加 装 温 度 和 压 力 测 点 。
尤 其 是 Ⅰ 室 。 应 该 使 运 行 人 员 能 从 表 计 读 数 中 了解 床 上,床 下 温 度 情 况,以 判 断 粗 渣 口 渣 板 门 开 关时 间 。 从 床 压 读 数 中 判 断 床 料 的 高 度,控 制 锅 炉的 排 渣 速 度,提 高 冷 却 效 果,不 使 出 渣 温 度 过 高 。
5)适 当 控 制 入 炉 煤 颗 粒 直 径,调 节 2级 碎 煤机 出 口 的 粒 度 小 于 5 mm,不 让 过 大 的 颗 粒 进 入 炉膛 。
参 考 文 献
[ 1 ] 岑 可 法,倪 明 江 等,循 环 流 化 床 锅 炉 理 论 设 计 与 运行 [M ],北 京,中 国 电 力 出 版 社,1997.
海 水 淡 化 方 法 ( 4 )
此 外,以 上 方 法 的 其 他 组 合 也 日 益 受 到 重 视 。 在 实 际 选 用 中,究 竟 哪 种 方 法 最 好,也 不是 绝 对 的,要 根 据 规 模 大 小,能 源 费 用,海 水 水 质,气 候 条 件 以 及 技 术 与 安 全 性 等 实 际 条 件 而定 。
实 际 上,一 个 大 型 的 海 水 淡 化 项 目 往 往 是 一 个 非 常 复 杂 的 系 统 工 程 。 就 主 要 工 艺 过 程来 说,包 括 海 水 预 处 理,淡 化 (脱 盐 ),淡 化 水 后 处 理 等 。 其 中 预 处 理 是 指 在 海 水 进 入 起 淡 化功 能 的 装 置 之 前 对 其 所 作 的 必 要 处 理,如 杀 除 海 生 物,降 低 浊 度,除 掉 悬 浮 物 (对 反 渗 透 法 ),
或 脱 气 (对 蒸 馏 法 ),添 加 必 要 的 药 剂 等 ;脱 盐 则 是 通 过 上 列 的 某 一 种 方 法 除 掉 海 水 中 的 盐分,是 整 个 淡 化 系 统 的 核 心 部 分,这 一 过 程 除 要 求 高 效 脱 盐 外,往 往 需 要 解 决 设 备 的 防 腐 与防 垢 问 题,有 些 工 艺 中 还 要 求 有 相 应 的 能 量 回 收 措 施 ;后 处 理 则 是 对 不 同 淡 化 方 法 的 产 品 水针 对 不 同 的 用 户 要 求 所 进 行 的 水 质 调 控 和 贮 运 等 处 理 。 海 水 淡 化 过 程 无 论 采 用 哪 种 淡 化 方法,都 存 在 着 能 量 的 优 化 利 用 与 回 收,设 备 防 垢 和 防 腐,以 及 浓 盐 水 的 正 确 排 放 等 问 题 。
海 水 淡 化 技 术 的 发 展 与 工 业 应 用,已 有 半 个 世 纪 的 历 史,在 此 期 间 形 成 了 以 多 级 闪 蒸,
反 渗 透 和 多 效 蒸 发 为 主 要 代 表 的 工 业 技 术 。 专 家 普 遍 认 为,今 后 三,四 十 年 在 工 业 应 用 上,
仍 将 是 这 三 项 技 术,唱 主 角,,但 反 渗 透 的 比 重 将 越 来 越 大 。 从 地 区 上 来 讲,中 东 海 湾 国 家 仍将 以 多 级 闪 蒸 为 首 选,因 为 它 具 有 大 型 化 和 超 大 型 化 (单 台 设 备 产 水 量 目 前 已 高 达 日 产 淡 水
4～ 5万 吨 ),适 应 于 污 染 重 的 海 湾 水 以 及 预 处 理 费 用 低 的 优 势 ;然 而 在 中 东 以 外 地 区 将 以 反渗 透 或 膜 法 为 首 选,因 为 膜 法 的 能 耗 和 成 本 都 具 有 优 势,以 北 美 地 区 为 例,近 期 的 发 展 已 经表 明,在 淡 化 和 水 处 理 方 面 都 将 以 膜 法 为 主 。
·54· 第 6期 崔 凯,等,循 环 流 化 床 锅 炉 冷 渣 器 结 渣 分 析
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House,All rights reserved,http://www.cnki.net
