word完整版熱法及膜法海水淡化經(jīng)濟(jì)性分析匯總推薦文檔

1、膜法熱法海水淡化技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析大連海水淡化工程研究中心華維國一、海水淡化方法概述：海水淡化是指從海水中獲取淡水的技術(shù)和過程，通過脫除海水中的大部分鹽類，使處理后的海水達(dá)到生活和生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)的水處理技術(shù)，目前淡化方法已達(dá)數(shù)十種，達(dá)到商業(yè)化規(guī)模的主要有反滲透法和蒸餾法， 也就是常說的“膜法”和“熱法”，蒸餾淡化技術(shù)又分成多級閃蒸、多效蒸餾和壓汽蒸餾三種。1、蒸餾法淡化技術(shù)蒸餾法又稱蒸發(fā)法，是最早采用的淡化技術(shù)。早期主要用于少量蒸餾水的生產(chǎn)和制糖工業(yè)的料液濃縮， 近代工業(yè)逐漸用于電廠和大型工業(yè)鍋爐供水。蒸餾法與膜法不同，經(jīng)蒸發(fā)所得的水就是蒸餾水，水質(zhì)較高，產(chǎn)品水的含鹽量（總固溶物）可以降到5ppm以下

2、。蒸餾法所能處理的原料水比其它方法更加廣泛，原水含鹽量從幾百毫克/升到幾萬毫克/升都可適應(yīng)。蒸餾法海水淡化的裝置類型較多，主要的有：多級閃蒸海水淡化、多效蒸發(fā)海水淡化和壓汽蒸餾海水淡化。以下對各種方法進(jìn)行簡介：（1）多級閃蒸技術(shù) （MSF）基本原理多級閃蒸是將海水加熱到一定溫度后，引入到一個閃蒸室，其室內(nèi)的壓力低于海水所對應(yīng)的飽和蒸汽壓，部分海水迅速汽化，冷凝后即為所需淡水；另一部分海水溫度降低，流入另一個壓力較低的閃蒸室，又重復(fù)蒸發(fā)和降溫的過程。將多個閃蒸室串聯(lián)起來，室內(nèi)壓力逐級降低，海水逐級降溫，連續(xù)產(chǎn)出淡化水。工藝流程經(jīng)過澄清和加氯消毒處理的海水，首先送入排熱段作為冷卻水。離開排熱段的大

3、部分冷卻海水又排回海中，小部分作為進(jìn)料海水（補給海水），經(jīng)預(yù)處理后，從排熱段末級閃蒸室流入第一級閃蒸室，如技術(shù)原理所說明的那樣，逐級降壓，海水逐級降溫，連續(xù)產(chǎn)出淡化水。見圖1-1。多級閃蒸的造水比是指生產(chǎn)的淡水（蒸餾水）的重量與所消耗的加熱蒸汽之比，是淡化廠經(jīng)濟(jì)效益的直接體現(xiàn)，通常小型裝置的造水比較小，大型裝置的造水比較高，如日產(chǎn)淡水幾百噸或四、五千噸的裝置，造水比一般為 5-8左右；日產(chǎn)淡水萬噸級的裝置，造水比多在10以上，日產(chǎn)淡水四五萬噸的裝置造水比可達(dá)到13-14。冷卻* k ll圖1-1多級閃蒸流程圖(2) 多效蒸餾技術(shù) (MED)基本原理：將一系列的水平管噴淋降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來，蒸汽

4、進(jìn)入第一效蒸發(fā)器，與進(jìn)料海水熱交換后，冷凝成淡化水；海水蒸發(fā)，蒸汽進(jìn)入第二效蒸發(fā)器，并使幾乎同量的海水以比第一效更低的溫度蒸發(fā)，自身又被冷凝。這一過程一直重復(fù)到最后一效。連續(xù)產(chǎn)出淡化水。多效蒸餾分為低溫和高溫多效蒸餾。高溫多效蒸餾可安排更多的傳熱效數(shù)，以達(dá)到較高的造水比，其熱效率較高。但是，前幾效鹽水的蒸發(fā)溫度較高，傳熱管易結(jié)垢且腐蝕速度快，因而對設(shè)備的材料要求高，需頻繁清洗設(shè)備，對海水預(yù)處理要求也高。針對高溫多效蒸餾的缺點，發(fā)展了低溫多效蒸餾技術(shù)，其特點是鹽水的蒸發(fā)溫度不超過70C，減緩了設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢；并得到10效以上的造水比。工藝流程：海水在冷凝器中預(yù)熱、脫氣之后分成兩股，一股排回大海

5、，另外一股為進(jìn)料液。料液加入阻垢劑，引入到蒸發(fā)器溫度最低的效組中。噴淋系統(tǒng)把料液分布到頂排管上，自上向下的降膜過程中，一部分海水吸收了管束內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱而汽化；冷凝液以淡化水導(dǎo)出，蒸汽進(jìn)下一效組，剩余料液也泵入下一效組中，該效組的操作溫度高于上一效組。在新的效組中又重復(fù)了蒸發(fā)和噴淋過程，直到料液在溫度最高的效組中以濃縮液的形式排出。詳見圖1-2 :圖1-2低溫多效蒸餾工藝流程圖（3）壓汽蒸餾技術(shù) （VC）基本原理：海水蒸發(fā)過程所產(chǎn)生的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機增壓，蒸汽飽和溫度相應(yīng)提高，再輸入到蒸發(fā)器管束內(nèi)，作 為進(jìn)料海水蒸發(fā)的熱源，并自身冷凝為淡化水。上述過程周而復(fù)始，連續(xù)生產(chǎn)。壓汽蒸餾按操作溫度

6、可分為常壓壓汽蒸餾和負(fù)壓壓汽蒸餾兩種。從結(jié)構(gòu)上，又分為水平管降膜噴淋式和垂直管式兩種形式；前一結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是料液自液體分布器出來之后，在水平傳熱管上以薄膜的形式分布，又 依靠重力向下實現(xiàn)再分布，由于液膜分布薄且均勻，因而傳熱系數(shù)高，并且蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡單，在海水淡化領(lǐng) 域得到廣泛應(yīng)用。工藝流程：進(jìn)料海水用極少量阻垢劑預(yù)處理后，進(jìn)入一個板式換熱器，回收自蒸發(fā)器排放出的濃鹽水和淡化水的熱量。之后，與循環(huán)的濃鹽水混合，進(jìn)入到蒸發(fā)器中，噴淋到水平傳熱管束的外表面上，噴淋量需剛好在管子 表面形成連續(xù)的液膜，與管束內(nèi)經(jīng)壓縮機增壓的蒸汽（略低于濃鹽水蒸發(fā)平衡壓力）熱交換。管內(nèi)蒸汽冷凝 成淡水導(dǎo)出，管外一部分鹽水產(chǎn)

7、生蒸發(fā)，通過汽液分離器除去夾帶的液滴之后，蒸汽進(jìn)壓縮機壓縮并導(dǎo)入傳 熱管束內(nèi)。如此構(gòu)成了二次蒸汽的不斷循環(huán)和潛熱交換。工藝流程見圖1-3 :週料遵it家產(chǎn)昂卓平姬蛻 阻垢劑圖1-3壓汽蒸餾工藝流程圖2、膜法海水淡化技術(shù)（1）電滲析技術(shù)（ED）基本原理：電滲析以直流電為推動力，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性，使一個水體中的離子通過膜遷移到另一個水體中的物質(zhì)分離過程。主要特點：電滲析為無相變過程。所耗電能主要用于遷移溶液中的電解質(zhì)離子，所耗的電能與溶液濃度成正比，對于不導(dǎo)電的顆粒沒有去除能力。電滲析技術(shù)用于海水淡化時能耗大，大規(guī)模的海水淡化工程基本上不采用。但將10003000

8、毫克/升的苦咸水脫鹽至 500毫克/升的飲用水是經(jīng)濟(jì)可行的。（2）反滲透技術(shù)（RO）基本原理：用一張只透過水而不能透過鹽的半透膜將淡水和鹽水隔開，淡水會自然地透過半透膜至鹽水一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透到鹽水一側(cè)的液面達(dá)到某一高度時，滲透的自然趨勢被這一壓力所抵消從而達(dá)到平衡。這一平衡壓力即為該體系的滲透壓，如在鹽水一側(cè)加一個大于滲透壓的壓力，鹽水中的水會透過半透膜到淡水處。這種與自然滲透相反的水遷移過程稱為反滲透。工藝流程：進(jìn)料海水經(jīng)預(yù)處理，去除懸浮固體及其它有害物。然后經(jīng)高壓泵增壓后，進(jìn)入膜脫鹽設(shè)備，產(chǎn)出的中間淡水產(chǎn)品進(jìn)入后處理設(shè)施（按淡水不同用途選擇，如作飲用水，需pH調(diào)節(jié)和加氯殺菌設(shè)

9、備），精制成終產(chǎn)品淡水。濃鹽水自膜脫鹽設(shè)備排出。見圖1-4 :18預(yù)處理反滲透裝超后處理圖1-4 反滲透工藝流程圖二、熱法（MED膜法（RO海水淡化系統(tǒng)構(gòu)成1、系統(tǒng)組成和投資（1）熱法系統(tǒng):萬噸級熱法低溫多效（MED-TVQ主系統(tǒng)及設(shè)備序號系統(tǒng)組件名稱單位主要產(chǎn)地技術(shù)成熟度備注-一-海水預(yù)處理系統(tǒng)1咼效初次沉淀池套中國成熟2混凝絮凝處理池套中國成熟3污泥處理系統(tǒng)套中國成熟-二二海水淡化系統(tǒng)1主蒸發(fā)/冷凝器套中國成熟2凝汽器套中國成熟3自動反洗過濾器臺德國成熟4鹽水泵（濃鹽水排）臺德國成熟5物料水泵臺中國成熟6成品水泵臺中國成熟7凝結(jié)水泵臺中國成熟8減溫水泵臺中國成熟9海水加熱器套中國成熟10成

10、品水冷卻器套中國成熟11物料水加熱器套中國成熟12凝結(jié)水冷卻器套中國成熟13預(yù)冷凝器套中國成熟14一級冷凝器套中國成熟15二級冷凝器套中國成熟16啟動抽氣器套中國成熟17一級主抽氣器套中國成熟18一級輔助抽氣器套中國成熟19二級抽氣器套中國成熟(2)膜法系統(tǒng):萬噸級膜法(SWRO海水淡化主系統(tǒng)及設(shè)備序號系統(tǒng)組件名稱單位主要產(chǎn)地技術(shù)成熟度備注-一-海水預(yù)處理系統(tǒng)1初級沉淀處理套中國成熟2初級多介質(zhì)過濾器臺中國成熟3二級多介質(zhì)過濾器臺中成熟國4二級活性炭過濾器臺中國成熟5保安過濾器（微濾）套國外成熟6超濾給水泵套美國成熟7超濾前置過濾器套美國深度研發(fā)8超濾裝置套美國深度研發(fā)9超濾反洗裝置套美國深度

11、研發(fā)10化學(xué)清洗裝置套中國成熟11檸檬酸加藥裝置套中國成熟12超濾產(chǎn)水箱套中國成熟-二二海水淡化系統(tǒng)1海水淡化高壓泵套德國成熟2能量回收裝置套德國成熟3反滲透膜組件套美國成熟4淡化裝置輔助系統(tǒng)套中國成熟5反滲透給水泵套德國成熟6保安過濾器套中國成熟7反滲透沖洗泵臺中國成熟8反滲透化學(xué)清洗裝置臺中國成熟9加藥計量泵裝置系統(tǒng)套中國成熟10水箱及及罐系統(tǒng)套中國成熟11二級反滲透給水泵套德國成熟12電控?zé)峁は到y(tǒng)套中國成熟水利用率%4015-40腐蝕結(jié)垢傾向較小建造材質(zhì)要求低三、熱法膜法系統(tǒng)工程建設(shè)1、系統(tǒng)占地面積比較：低溫多效工藝與反滲透工藝占地面積相當(dāng)。一般的理解，低溫多效占地面積應(yīng)該比反滲透大一些

12、，因為反滲透的主機十分緊湊。但由于反滲透的預(yù)處理工藝占地面積較大，實際上兩種工藝的占地面積相差不大。低溫多效的工藝用泵安裝在裝置的下部，在某種程度上減少了占地面積。2、系統(tǒng)所需廠房比較：采用熱法低溫多效工藝可以省略淡化設(shè)備的廠房。低溫多效設(shè)備可以露天布置，省去了廠房的投資。目前已經(jīng)建設(shè)完成的熱法裝置全部是露天布置，控制系統(tǒng)和換熱器等精密設(shè)備放置在主換熱器下面和側(cè)面的控制設(shè)備室，一般面積不需要太大。膜法的大部分設(shè)備都需要放置的專用廠房里，高壓泵房需要單獨設(shè)置，特別是預(yù)處理設(shè)施需要大量的土建工程支持。3、系統(tǒng)設(shè)備安裝工藝比較：熱法工藝主要是大型換熱設(shè)備，所以施工難度比膜法要大，運輸條件有限制，設(shè)備

13、安裝費用比膜法高。土建施工方面膜法用于需要建設(shè)廠房，所以膜法的土建成本比熱法高。4、系統(tǒng)外部工藝條件比較：熱法工藝需要低溫?zé)嵩?，在沒有低品位熱源的地方熱法工藝沒有任何優(yōu)勢，膜法工藝沒有安裝條件限制，只要有電源就可以實施膜法工藝。5、系統(tǒng)建設(shè)周期比較：熱法的主蒸汽器的設(shè)計需要根據(jù)安裝淡化系統(tǒng)地區(qū)海水參數(shù)及蒸汽參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)設(shè)計結(jié)果開始主蒸發(fā)器的制造，所以建設(shè)周期較長。膜法系統(tǒng)的反滲透膜組已經(jīng)形成模塊化，模組可根據(jù)造水量任意組合，系統(tǒng)組合方便，所以膜法系統(tǒng)建 設(shè)周期短。四、熱法膜法系統(tǒng)運行1、熱法膜法噸水運行成本分析1.1固定成本分析：反滲透膜效率影響因素：在熱法核心技術(shù)沒有實現(xiàn)國產(chǎn)化之前

14、，萬噸級的熱法海水淡化投資要比膜法高20%左右，由于熱法核心技術(shù)的掌握和全部設(shè)備實現(xiàn)和國產(chǎn)化，目前萬噸級的熱法海水淡化系統(tǒng)與膜法的投資已經(jīng)接近并相當(dāng)，根據(jù)不同的地域投資額度在950011000萬元之間變化， 由于熱法膜法系統(tǒng)的噸水投資額相當(dāng)，所以分擔(dān)固定成本費用的主要影響因素就要看熱法膜法系統(tǒng)的年均造水量及運行效率，最后計算出兩種工藝的在實際運行中的年噸水分?jǐn)偟墓潭ǔ杀?。熱法系統(tǒng)造水工藝主要靠大型的主蒸汽器蒸發(fā)換熱實現(xiàn)的，只要換熱傳熱過程穩(wěn)定進(jìn)行，外界因素不是影響熱法系統(tǒng)造水量的主要因素。膜法系統(tǒng)造水工藝主要靠過濾實現(xiàn)，過濾系統(tǒng)的元件質(zhì)量和工作效率直接關(guān)系系統(tǒng)的運行效率，海水溫度、反滲透膜的質(zhì)

15、量、預(yù)處理單元工作效率等因素都直接影響膜法系統(tǒng)的年造水量，外界因素是影響膜法系統(tǒng)造水量的主要因素。我們在以往的膜法系統(tǒng)淡化水固定成本分析報告中，是把膜法系統(tǒng)處于理想狀態(tài)，回避外界因素對造水量的影響，是按照系統(tǒng)的設(shè)計值常年不變的情況計算出來的。但是我們通過對已投運的幾個典型電廠膜法系統(tǒng)的多年運行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出了外界因素對膜法系統(tǒng)年均造水量影響巨大。下表為某電廠膜法系統(tǒng)年造水曲線：從上述曲線表可以看出，膜法系統(tǒng)由于受膜和海水溫度等因素的影響，年實際出水量發(fā)生較大變化，遠(yuǎn) 離設(shè)計曲線。下表為某電廠熱法系統(tǒng)年造水曲線：熱袪年水Q統(tǒng)計曲線從上述曲線表可以看出，熱法系統(tǒng)按照夏季海水溫度2030。設(shè)

16、定主蒸發(fā)器的末端冷凝溫度，在冬季運行時由于海水溫度低于設(shè)計溫度，使主蒸發(fā)器換熱溫差增大，提高了換熱效率從而增加了造水出力， 所以熱法的年平均造水指數(shù)與設(shè)計值基本吻合。我們在熱法膜法系統(tǒng)淡化水固定成本分析報告中提出了熱法膜法系統(tǒng)固定資產(chǎn)投資成本分析比較修正系數(shù)，簡稱：熱膜固本修正系數(shù)，我們通過數(shù)年的統(tǒng)計分析和計算得出目前階段“熱膜固本修正系數(shù)”設(shè)定為0.8為宜；我們用兩種淡化方法進(jìn)行方案的論證和比較時，必須對固定資產(chǎn)投資進(jìn)行修正后結(jié)論才具 備科學(xué)性，否則我們的方案只能是理想狀態(tài)，嚴(yán)重脫離實際。在萬噸級熱法膜法淡化系統(tǒng)投資額相當(dāng)?shù)那闆r下，由于膜法的實際出水量與設(shè)計出水量約差20%，所以在同等規(guī)模的

17、淡化系統(tǒng)中，膜法系統(tǒng)固定費用要多承擔(dān)20%的固定資產(chǎn)折舊，必須對膜法的固定費用進(jìn)行合理修正，這樣才能核算出膜法淡化系統(tǒng)造水的實際成本，使得海水淡化技術(shù)方案更加公正、科學(xué)和合理。裝置投運率影響因素：海水淡化在客觀上要求系統(tǒng)必須具備與之相適應(yīng)的耐腐蝕性和嚴(yán)密性，這是系統(tǒng)的技術(shù)特點也是日常維護(hù)管理的重點、難點。在海水淡化技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普及的今天要保證系統(tǒng)運行安全可靠，除了按著技術(shù)規(guī)范的要求嚴(yán)格把好系統(tǒng)元件的材質(zhì)關(guān)外，大量的工作還是集中在日常的維護(hù)與管理上，下表為東北某電廠海水淡化系統(tǒng)投產(chǎn)以來的可靠性及系統(tǒng)停運時間表：項目000000002年3年4年5年6年7年8年9年停運小時1271581265603

18、0978147651446270停運率12926912(%)8.93.2.10.7.6.76.56.02005、我們的統(tǒng)計資料表明：膜法系統(tǒng)的故障點均集中在高壓泵、變頻器和管路的腐蝕與漏泄上。其中2009年因設(shè)備計劃檢修分別停運816、912小時。必須承認(rèn)：平均80%的利用率遠(yuǎn)不能滿足大型火電企業(yè)的可靠性和供水要求。熱法淡化裝置實際上等同于電廠凝汽器的換熱設(shè)備，低溫低壓、安全可靠、運行便利、維護(hù)方便，我們 只要按照運行規(guī)程操作的話，低溫多效熱法淡化裝置的年利用率平均在95%以上，所以熱法最大的特點就是安全可靠。在固定資產(chǎn)的折舊一項的實際核算中我們還需要認(rèn)真考慮膜法設(shè)備的投運率這個數(shù)據(jù)，根據(jù)收集

19、到的多個電廠膜法裝置的停運數(shù)據(jù)，我們確定膜法裝置投運率系數(shù)為0.8，如果我們核算膜法淡化裝置的實際運行參數(shù)，膜法裝置實際工作效率需要修正為：實際工作效率 =熱膜固本修正系數(shù)X膜法裝置投運率=0.8X 0.8 = 0.64在有些運行和管理狀況不好的電廠，膜法裝置實際分?jǐn)偟墓潭ǔ杀具€要高，甚至超過了80%以上，所以固定成本已經(jīng)成為淡化水核算水成本的主要部分和最大影響因子。1.2造水成本分析表序號內(nèi)容膜法熱法1裝置型式反滲透膜（SWRO）低溫多效（LT-MED）2產(chǎn)水量10000m3/d10000m3/d3產(chǎn)品水質(zhì)TDS=120-400ppmTDSw 5ppm4占地26000m25500m5動力電蒸

20、汽+電6靜態(tài)投資8000 9000 萬8500 9500 萬制水成本（元/噸）7蒸汽費0.002.148活性炭藥劑日常維0.390.1629膜更換及大修費1.200.0010電費1.985(5*0.397)0.48(1.2*0.397)11人工費1.470.15212檢修費1.900.1013小計經(jīng)營成本6.9722.9014設(shè)計運行年限20年30年15折舊費1.261.28（按20年折舊）16財務(wù)成本0.620.6817其他費用0.030.0518攤銷費0.010.0119總成本費用8.8924.921.3造水成本修正（實際指標(biāo)）：造水成本分析表為設(shè)計數(shù)據(jù)，也稱為理想設(shè)計，在實際工程系統(tǒng)中、

21、特別是涉及海水淡化工藝選擇方案的決策中必須對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，否則數(shù)據(jù)的所報數(shù)據(jù)與實際運行不符。（1 ）產(chǎn)水指標(biāo)修正：造水成本分析表中為了統(tǒng)一比較，我們只給出了熱法膜法系統(tǒng)產(chǎn)出水指標(biāo)數(shù)值，沒有考慮在后續(xù)的化學(xué)水單元繼續(xù)處理所需要的費用。如果海水淡化系統(tǒng)所產(chǎn)淡水直接為市政管網(wǎng)供水的話，熱法膜法的出水都已達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)，無需再處理，如果海水淡化系統(tǒng)所產(chǎn)水用于電廠鍋爐補水，則膜法和熱法的產(chǎn)水指標(biāo)對電廠化學(xué)水處理單元的繼續(xù)處理費用有較大影響。東北某電廠的化學(xué)水單元取水有兩種方式：市政管網(wǎng)取水和海水淡化裝置取水。由于市政管網(wǎng)水經(jīng)過化學(xué)水處理單元的預(yù)處理后的水質(zhì)與淡化水水質(zhì)差距較大，所以化學(xué)水處理單元在處理

22、這兩種不同水質(zhì)的水時實際消耗的費用就存在很大差別?；瘜W(xué)水單元在處理市政水并達(dá)到電廠鍋爐補水用水標(biāo)準(zhǔn)的費用在79元，而處理膜法淡化裝置所產(chǎn)水（ TDS=120-400ppm ）費用在46元之間，如果加上淡化水的淡化費用8.895元的話，膜法淡化水作為電廠鍋爐補給水的實際費用為12元左右。熱法系統(tǒng)淡化水就是蒸餾水，水指標(biāo)為TDSW 5ppm。目前我國火電廠35萬機組的鍋爐補水指標(biāo)為TDS 0.1ppm，膜法出水指標(biāo)為150200ppm之間，與電廠鍋爐補水指標(biāo)相差近 2000倍，而熱法系統(tǒng)的淡化水指標(biāo)與鍋爐補水只差50倍，使熱法淡化水繼續(xù)深度處理成為鍋爐補水的用費大為降低，熱法淡化水可以直接進(jìn)入電廠

23、鍋爐補水的精密處理單元，計算處理費用不到1元，膜法為46元，淡化水作為電廠鍋爐補水，熱法與膜法相比具有明顯的價格優(yōu)勢。（2）膜更換時間修正：造水成本分析表中對膜的更換是理想設(shè)計數(shù)據(jù)（美國陶氏標(biāo)準(zhǔn)），該標(biāo)準(zhǔn)對膜法系統(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng)建設(shè)及運行有著嚴(yán)格要求，但是在我們的實際工作中很難達(dá)標(biāo)。我們通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，就目前中國海域的水質(zhì)條件，管理一流的電廠也沒能實現(xiàn)五年才換一次膜的設(shè)計要求，管理比較好的電廠也是四年才換一次膜，如果堅持按照設(shè)計規(guī)范五年更換一次膜的話，淡化裝置造水也是建立在能耗大幅上升基礎(chǔ)上。不管膜換與不電廠在需要大筆資金進(jìn)口反滲透膜和與推遲換膜從而增加造水能耗這兩者之間左右權(quán)衡。換，隨著膜的污染

24、加重，膜法的造水能耗也在不斷提高，但我們在造水成本分析表中假設(shè)膜法的造水電 耗是個常數(shù)，根據(jù)實際需要進(jìn)行修正。造水成本分析表中第9項膜更換年限修正后為：0.97 X 5/4=1.2125 元。該表中膜法造水能耗的增加值沒有考慮，我們通過對實際造水電耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，造水能耗的增加值與反滲透膜透過率的下降值基本吻合。(3)實際產(chǎn)水量的修正：膜法工藝由于工作方式的限制，其反滲透膜的工作效率每年平均下降10%左右，從投運開始就不能按照設(shè)計出水量造水，如果我們按照五年更換一次膜的話，到更換反滲透膜時裝置的實際造水量只能達(dá)到設(shè)計值1530C范圍之間，若低于15 C,反1 膜的透過率下降3%。若因此，海

25、水溫度最好控制在2025 C。的 50%。反滲透膜的透過率與海水溫度有直接關(guān)系，一般要求海水溫度在 滲透膜組的產(chǎn)水降低，運行壓力明顯增高，耗電量增大。實際上海水溫度每下降超過30 C,產(chǎn)水電導(dǎo)度將升高，膜組脫鹽率下降，膜的污染程度加快。綜上所述，膜法裝置的實際造水量最多只能達(dá)到設(shè)計值的80%,設(shè)計1萬噸/小時系統(tǒng)，我們只能按照 8000噸的實際數(shù)據(jù)統(tǒng)計和成本核算：上表中第15項折舊費修正后為：1.26 X 1.25=1.575 元；按照裝置投運率對折舊費再修正為：1.575 X 1.25=1.969 元。F表為東北某電廠萬噸級膜法海水淡化實際運行數(shù)據(jù):內(nèi)容設(shè)計值實際值出水率夏季值出水量400

26、噸/小時36090%冬季值出水量400 噸/小時18045%(4 )造水其他成本：由于膜的壽命和膜裝置的限制，使得膜法在大規(guī)模處理海水中仍處于不利地位。因為反滲透法的制水成本受膜壽命和裝置規(guī)模的不利影響超過了膜法裝置低能耗所帶來的好處，一般認(rèn)為海水淡化裝置容量超過日產(chǎn)6000t淡水時，熱法比膜法要更經(jīng)濟(jì)。我們進(jìn)一步分析如下： 海水的預(yù)處理進(jìn)入蒸餾裝置的海水無需進(jìn)行預(yù)處理,僅設(shè)置海水過濾網(wǎng)即可。而進(jìn)入海水反滲透裝置的海水需進(jìn)行絮 凝澄清、過濾和加氯等預(yù)處理。并且由于反滲透的水利用率低，所以預(yù)處理系統(tǒng)龐大，投資也較高，占地面 積也大。 其他配套設(shè)施對于新建電廠，熱法需要啟動蒸汽，因此啟動鍋爐的容量

27、應(yīng)該考慮滿足淡化設(shè)施的需要，啟動鍋爐的補 充水應(yīng)考慮一套單獨的水處理設(shè)施用于啟動；另外，由于沒有備用設(shè)備，需要淡水水源作為工業(yè)用水的備用 水源。而膜法不需要啟動蒸汽，機組啟動時，給水水溫較低，對淡化設(shè)備出力稍有影響，并不影響機組的啟動 用水，不需要考慮額外的啟動設(shè)施；淡化設(shè)備考慮有足夠的備用出力，可以滿足設(shè)備檢修時的用水的需要。 化學(xué)藥品消耗熱法加入聚磷酸鹽類阻垢分散劑5ppm/噸，水的回收率為50%,每噸淡水消耗阻垢分散劑10.0克，每噸淡水消耗阻垢分散劑0.10元。周期性的加入液氯作殺生劑,丿元。熱法裝置每年清洗一次, 的經(jīng)驗，清洗劑的消耗平均以 丿元。熱法化學(xué)藥品費用合計:平均加量以1p

28、pm計，殺生劑價格 1000元/噸，每噸淡水消耗殺生劑0.002清洗劑的消耗量根據(jù)結(jié)垢程度決定，根據(jù)原料水條件以及國內(nèi)外清洗劑消耗量3000公斤/年計算，其價格以 15000元/噸計算，每噸淡水消耗清洗劑0.060.162 元。膜法裝置的化學(xué)藥品加入量為：聚合氯化鐵5ppm，次氯酸鈉4ppm，亞硫酸氫鈉5ppm，阻垢緩蝕劑(FLOCON/SHMP 2ppm。水的回收率為45%，海水反滲透的噸水化學(xué)藥品費用分別為：聚合氯化鐵，0.023元；次氯酸鈉，0.009元；亞硫酸氫鈉，0.022元；阻垢劑，0.253元；清洗劑，0.034元；離子交換再生藥劑費，0.05元。膜法化學(xué)中的活性炭消耗占據(jù)藥品費

29、用絕大部分，我們在膜法方案中很少涉及。五、熱法膜法系統(tǒng)維護(hù)熱法系統(tǒng)的檢修特點：熱法系統(tǒng)實際就是電廠蒸汽系統(tǒng)末端的凝汽器，電廠里典型的換熱設(shè)備，由于是低溫低壓所以運行安全可靠，維持真空狀態(tài)對設(shè)備內(nèi)部的防腐有保護(hù)作用，一般沒有特殊情況的話作為主要設(shè)備的蒸發(fā)器處于密封態(tài)不易打開，所以低溫多效系統(tǒng)沒有大修計劃，只根據(jù)造水量、水質(zhì)參數(shù)及運行參數(shù)等的變化情況確定主設(shè) 備是否檢修。熱法系統(tǒng)的大修主要是換管補漏、防腐處理，由于蒸汽側(cè)壓力高于海水側(cè)，蒸餾水往海水側(cè)泄露，換熱管的泄露只能影響造水量，蒸餾水的品質(zhì)不會受到影響，所以通過監(jiān)控造水比的變化就可以準(zhǔn)確判斷設(shè)備是否需要大修了， 在正常運行參數(shù)的情況下如果造水

30、比變化較大時，說明有泄露結(jié)垢等問題，設(shè)備需要大修了。一般情況下，熱法的主蒸發(fā)器與電廠凝汽器的大修同時進(jìn)行。小修主要是針對系統(tǒng)的附屬設(shè)備開展的，由于各流程主泵都留有備用，所以熱法裝置的運行可靠性很高，可靠性與電廠的凝汽器相當(dāng)。小修的工作量也很少。熱法系統(tǒng)的噸水檢修費用為0.10元。膜法系統(tǒng)的檢修特點：膜法系統(tǒng)由于工藝特點，所以淡化水處理流程長，環(huán)節(jié)多，特別是預(yù)處理流程占整個流程的一大半，轉(zhuǎn)動設(shè)備、精密電子設(shè)備以及控制設(shè)備多，如變頻控制器等，所以故障發(fā)生的概率就大，尤其是高壓泵和能量回收裝置運行在高壓狀態(tài)，運行環(huán)境差故障率高，目前我國的膜法裝置的投運率低與這些關(guān)鍵設(shè)備的運行特點有直接關(guān)系。膜法裝置

31、基本為半年維修檢查一次，平時缺陷隨時處理。每次換膜就要大修一次，小修和日常維護(hù)不斷，特別是高壓泵的大修費用居高，膜法系統(tǒng)的噸水檢修費用為1.90元。六、膜法系統(tǒng)預(yù)處理問題討論膜法的反滲透膜設(shè)計壽命為5年，由于我國海水水質(zhì)差、以及目前我國引進(jìn)的預(yù)處理工藝主要為國外工藝，水土不服，我國按照自己海域特點研發(fā)的膜法海水淡化預(yù)處理工藝在起步中，所以目前膜法系統(tǒng)的預(yù)處 理單元運行情況不好，沒有達(dá)到設(shè)計效果，給后端的反滲透膜造成很大負(fù)擔(dān)，所以我國的膜法系統(tǒng)的換膜時 間一般平均為 3年，這大幅增加了造水成本，使得大多膜法系統(tǒng)的造水固定成本就已到45元以上，從而使的淡化水走進(jìn)百姓生活用水費用居高不下。而低溫多效

32、海水淡化工藝對于海水的水質(zhì)要求較為寬松，因此海水預(yù)處理工藝簡單。海水的取水可以與電廠海水循環(huán)水口取水，對于水質(zhì)較好的海域(比如大連的黃海海域等)在進(jìn)入裝置之前只進(jìn)行簡單的篩網(wǎng) 過濾，絮凝沉降等工藝可以省略。國家開發(fā)投資公司為籌建天津北疆電廠海水淡化項目，于2005年4月對海水淡化技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美進(jìn)行了考察，其中對反滲透膜的生產(chǎn)和技術(shù)工藝等進(jìn)行認(rèn)真分析和論證，考察內(nèi)容介紹如下：美國海德能(Hydranautics )公司成立于 1963年，1970年進(jìn)入反滲透領(lǐng)域，持續(xù)不斷地開發(fā)出了許多新的膜組件和膜處理工藝，確定了一系列膜分離設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，其產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，總計產(chǎn)水量超過100萬m3/d

33、;目前是分離膜制造行業(yè)中產(chǎn)品規(guī)格及品種最多、生產(chǎn)規(guī)模最大的卷式反滲透膜開發(fā)生產(chǎn)專業(yè)廠商。1987年，海德能公司成為日本日東電工集團(tuán)的一部分。考察團(tuán)參觀了海德能公司膜工廠，聽取了有關(guān)負(fù)責(zé)人關(guān)于公司背景、產(chǎn)品和經(jīng)營活動的詳細(xì)介紹。與公司技術(shù)部門就反滲透膜原件結(jié)構(gòu)、反滲透系統(tǒng)設(shè)計、膜原件污染及清洗技術(shù)、壓力容器探查方法等海水淡化 技術(shù)進(jìn)行了交流。公司負(fù)責(zé)人特別介紹了海水淡化膜法預(yù)處理、海水脫硼、海德能公司開發(fā)的部分兩級法海 水淡化等新技術(shù)和提高海水進(jìn)水水溫等新工藝，給我們留下了較深刻的印象。1. 該公司新研制出了一種脫硼的膜組件。海水中含硼較高（5mg/l ）, 一般反滲透膜的脫硼效率較差（77%）

34、，達(dá)不到世界衛(wèi)生組織要求的飲用水含硼小于0.5 mg/l的標(biāo)準(zhǔn)（飲用硼含量超標(biāo)的水會引起腹痛）新開發(fā)的組件在PH為7 8時，脫硼率可達(dá) 88% 92%,通過使用部分二級海水淡化流程，其產(chǎn)出水含硼指標(biāo)可達(dá)到世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)的要求，該技術(shù)已在塞浦路斯5萬m3/d的海水淡化工程中應(yīng)用。2. 該公司推薦微濾（從性能上講相當(dāng)于我國的超濾）作為海水反滲透的主要預(yù)處理工藝流程，利用該工 藝流程可以大大縮小預(yù)處理的占地面積，提高反滲透膜組件的壽命，延長反滲透膜組件的換膜周期。3. 考察團(tuán)與海德能公司的技術(shù)人員交流了美國弗羅里達(dá)州Tampa海灣反滲透海水淡化工程的經(jīng)驗和教訓(xùn)。海德能公司認(rèn)為設(shè)計日產(chǎn)量10萬m3的

35、該海水淡化工程不能正常運行的主要原因在于把發(fā)電廠的冷卻海水用作反滲透的進(jìn)水，由于冷卻后海水溫度升高而使生物活性增強，造成保安過濾器的快速堵塞和反滲透膜的污堵（保安過濾器濾芯一旦堵死，反滲透膜產(chǎn)量顯著下降、頻繁清洗），其深層原因是針對這種海水的預(yù)處理不足。2004年為此專門召開了國際會議商討對策，會后形成了兩種改造方案。一是采用膜法預(yù)處理系 統(tǒng)；二是用傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改造。以上內(nèi)容我們可以看出，膜法的預(yù)處理工藝要根據(jù)不同的水質(zhì)選擇不同的工藝路線，我國膜法系統(tǒng)的造水成本居高不下、反滲透膜換膜周期縮短、實際產(chǎn)水能力只能達(dá)到設(shè)計能力的60%左右，主要原因就是對預(yù)處理的工藝研究不夠、對預(yù)處理的技術(shù)儲備不足、對預(yù)處理在整個系統(tǒng)中的作用理解不夠和運行不當(dāng)，我們 的膜法系統(tǒng)的預(yù)處理研究嚴(yán)重滯后。目前很多研究機構(gòu)開始重視膜法系統(tǒng)的預(yù)處理工藝的研究工作，針對不同海域和水質(zhì)調(diào)整預(yù)處理工藝， 而不是一味的照搬西方工藝，所以膜法的預(yù)處理工藝技術(shù)國產(chǎn)化需要加大力度。七、天津北疆電廠淡化工藝的確定為了解和掌握國外海水淡化的發(fā)展動態(tài)及其