带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统研究

摘要

带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统由于可以利用低品位的电厂抽汽热量，可以较大的提高了造水比，有效降低了制水成本。本文对带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统进行了研究。 针对海水淡化系统横管降膜蒸发器，分别总结了管内冷凝侧与管外蒸发侧的换热系数关联式，比较了管内径、入口蒸汽流速、蒸汽冷凝温度、出口蒸汽干度对管内蒸汽冷凝侧换热系数的影响；研究了传热温差以及喷淋密度对管外蒸发侧换热系数的影响。结合不同的污垢系数，进行了总传热系数的影响因素分析。同时对横管降膜蒸发器冷凝侧管内流动阻力计算进行了总结与分析。 针对6种不同流程，在质量守恒和热量守恒方程的基础上，建立了包括蒸发器、冷凝器、预热器、闪蒸罐和喷射器在内的带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统的数学模型。采用基于高斯一约旦消元法的等面积迭代方法对带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统的数学模型进行了求解；利用Visual Basic语言编制了带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统的计算求解程序，该程序针对6种不同的流程既可以进行设计计算也可以进行校核计算，具有良好的通用性和可再植入性且界面友好。 利用求解结果，针对进口海水温度、第一效加热蒸汽温度、系统浓缩比、电厂抽汽参数、外界热源预热量以及预热位置、热压缩布置形式等参数对系统性能的影响进行了分析与比较，同时分别针对串联和并联流程、有热压缩和无热压缩的低温多效海水淡化系统方案进行分析。比较了带热压缩的6种低温多效海水淡化的流程，综合考虑，并联4+2流程的综合性能较好，其结果可以指导工程设计与实际运行。

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1海水淡化的研究背景及课题意义

1.2海水淡化的发展概况

1.3主要海水淡化技术

1.3.1多级闪蒸(MSF)

1.3.2多效蒸发(MED)

1.3.3反渗透(RO)

1.3.3压汽蒸馏(VC)

1.3.4电渗析(ED)

1.4海水淡化发展趋势

1.5国内海水淡化技术的发展

1.6本文的研究内容

2横管降膜蒸发器传热系数和管内冷凝流动阻力的研究

2.1横管降膜蒸发原理

2.2横管降膜蒸发器传热系数

2.2.1管内冷凝侧换热系数

2.2.2管外蒸发侧换热系数

2.2.3总传热系数的研究

2.3管内流动摩擦阻力的研究

2.4本章小结

3带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统物理数学模型

3.1带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统的物理模型

3.1.1带热压缩的低温多效蒸发海水淡化原理

3.1.2低温多效蒸发海水淡化系统流程

3.2带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统数学模型

3.2.1蒸发器的数学模型

3.2.2预热器的数学模型

3.2.3冷凝器的数学模型

3.2.4闪蒸罐的数学模型

3.2.5喷射器的数学模型

3.3海水淡化系统热力性能指标

3.4本章小结

4带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统数学模型计算求解程序的编制

4.1程序开发工具简介

4.2程序功能模块介绍

4.2.1物性参数计算模块

4.2.2喷射器性能计算模块

4.2.3低温多效海水淡化系统计算模块

4.3主程序框图与使用方法

4.4本章小结

5带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统的热力学分析

5.1串联系统热力性能分析

5.1.1串联不带热压缩的系统热力性能分析

5.1.2串联带热压缩的系统热力性能分析

5.2并联系统热力性能分析

5.2.1外界热源预热不带热压缩的并联流程性能分析

5.2.2无外界预热带热压缩的并联流程性能分析

5.3不同流程下系统热力性能比较与分析

5.3.1不带热压缩的低温多效海水淡化的流程比较

5.3.2带热压缩的低温多效海水淡化的流程比较

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢