首页 > 学术论文

多级闪蒸水电联产集成系统的模拟与优化

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:58:59
热度:

多级闪蒸水电联产集成系统的模拟与优化【摘要】:淡水资源短缺在世界范围内已是不争的事实,也是制约社会经济发展的主要因素之一。海水淡化是解决淡水资源缺乏的重要途径之一,并受到越来越多的

【摘要】:淡水资源短缺在世界范围内已是不争的事实,也是制约社会经济发展的主要因素之一。海水淡化是解决淡水资源缺乏的重要途径之一,并受到越来越多的重视。目前,已经工业化的海水淡化技术主要有多级闪蒸、多效蒸发、反渗透等。随着社会的发展和技术的进步,海水淡化技术已趋成熟并被广泛应用。但海水淡化的成本高是制约其进一步推广应用的瓶颈。因此,研究、开发海水淡化新工艺,对提高能量的利用效率和降低海水淡化能耗具有重要的意义。 本文首先对多级闪蒸海水淡化系统进行模拟和分析,建立带有排热段的多级闪蒸过程的稳态数学模型,以年费用最小为目标,将系统优化表述为一个非线性规划问题,采用GAMS软件进行求解。结果表明:本文提出的设计方法的计算结果明显优于文献中的数值,吨水费用比文献中降低了18%,造水比增加了17.2%,说明本文建立的模型和优化方法是可行的、有效的。在此基础上,本文对参数的灵敏度进行了分析,探讨了闪蒸级数、顶温对多级闪蒸系统的影响规律,随着顶温的升高多级闪蒸海水淡化系统的造水比增大,而蒸汽用量、循环盐水量和总的换热面积均随顶温的升高而降低;随着闪蒸级数增大,多级闪蒸系统的造水比和总的换热面积均增大,而蒸汽用量和循环盐水量则随着级数的增加而减小。 本文提出将MMSF、OTMSF和CMSF三种不同结构的多级闪蒸装置与发电系统进行集成的海水淡化工艺,并建立了集成系统的数学模型和经济模型,以最大的年经济效益为目标,进行优化设计。结果表明:(1)当淡水产量Md一定时,随着闪蒸级数的增加,这三种结构的年经济效益均呈先增大后减小的趋势;(2)当淡水产量发生变化时,随着淡水产量的增加,OTMSF和CMSFD的总效益均增大,且高于MMSF结构,而MMSF结构的年效益则呈先增大后下降的趋势,且在Md=60kg/s左右时,年经济效益达到最大。综合比较可知,OTMSF结构最优,CMSF优于MMSF结构。(3)随着顶温的升高,三种集成结构的年经济效益均呈下降的趋势,且CMSF和OTMSF的年经济效益明显大于MMSF。因此OTMSF和CMSF更适合与发电系统进行集成,且结构相对简单的OTMSF与电厂集成时效果更佳。 开展了热膜耦合海水淡化技术的研究,将热膜耦合海水淡化与发电系统进行集成,建立集成系统的数学模型及经济模型,将该设计表述为一个非线性规划问题,在模型中引入了一个变量rr,rr表示反渗透和多级闪蒸产水量的比值,并将rr作为系统的一个优化变量,以最大的年经济效益为目标,采用GAMS软件进行求解。结果表明:对于给定进出口条件、淡水产量、多级闪蒸的级数的系统,得到总的淡水产量为76.52 kg/s,造水比为10.6,rr为0.77,系统的总效益最大。分析了rr值对集成系统的影响,随着rr增大,即反渗透的淡水产量比多级闪蒸多时,年经济效益单调递减,制水成本则逐渐增大。因此,对于热膜耦合水电联产的集成系统,适当提高多级闪蒸的淡水产量,有利于系统总的年经济效益的提高。 【关键词】:多级闪蒸 海水淡化 优化设计 水电联产 热膜耦合
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P747
【目录】:
  • 摘要5-7
  • Abstract7-11
  • 第一章 绪论11-25
  • 1.1 引言11-12
  • 1.2 海水淡化技术的研究进展12-17
  • 1.2.1 海水淡化技术在国内外的应用12-14
  • 1.2.2 海水淡化的主要方法14-17
  • 1.3 多级闪蒸海水淡化优化设计17-18
  • 1.4 热膜耦合的应用18-19
  • 1.5 海水淡化与水电联产的研究进展19-23
  • 1.5.1 水电联产的集成方式19-21
  • 1.5.2 水电联产在国内外的研究现状21-22
  • 1.5.3 水电联产的研究意义22-23
  • 1.6 本文的主要工作和研究内容23-25
  • 第二章 多级闪蒸海水淡化的模拟与优化25-40
  • 2.1 引言25
  • 2.2 多级闪蒸系统的数学模型25-30
  • 2.2.1 多级闪蒸数学模型的基本假设25-26
  • 2.2.2 多级闪蒸海水淡化的系统模型26-29
  • 2.2.3 多级闪蒸海水淡化的经济模型29-30
  • 2.3 多级闪蒸海水淡化的优化模型30-31
  • 2.4 优化结果讨论31-33
  • 2.4.1 实例比较31-33
  • 2.5 参数的灵敏度分析33-39
  • 2.5.1 顶温的影响33-36
  • 2.5.2 闪蒸级数的影响36-39
  • 2.6 本章小结39-40
  • 第三章 多级闪蒸水电联产集成系统的模拟与优化40-59
  • 3.1 引言40
  • 3.2 多级闪蒸海水淡化与水电联产集成系统的数学模型40-51
  • 3.2.1 多级闪蒸海水淡化与水电联产集成系统过程的假设41
  • 3.2.2 系统模型描述41-42
  • 3.2.3 三种多级闪蒸系统的数学模型42-44
  • 3.2.4 贯通型多级闪蒸(OTMSF)水电联产模型44-45
  • 3.2.5 带有盐水混合器的多级闪蒸(MMSF)水电联产模型45-47
  • 3.2.6 带有排热段的传统的多级闪蒸(CMSF)水电联产模型47-48
  • 3.2.7 多级闪蒸水电联产集成模型48-50
  • 3.2.8 系统经济模型50
  • 3.2.9 系统优化模型50-51
  • 3.3 结果与讨论51-57
  • 3.3.1 闪蒸级数的影响51-54
  • 3.3.2. 产水量的影响54-55
  • 3.3.3. 顶温的影响55-57
  • 3.4 本章小结57-59
  • 第四章 热膜耦合水电联产集成系统的模拟与优化59-70
  • 4.1 引言59
  • 4.2 水电联产集成系统模型59-65
  • 4.2.1 模型假设60-61
  • 4.2.2 系统模型61-63
  • 4.2.3 经济模型63-65
  • 4.3 优化设计65-67
  • 4.4 实例67-68
  • 4.5 本章小结68-70
  • 第五章 结论70-72
  • 符号说明72-75
  • 参考文献75-80
  • 致谢80-81
  • 个人简历81
  • 发表的学术论文81


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

热膜耦合水电联产集成系统的模拟与优化    伍联营;肖胜楠;王慧敏;

我国海水利用现状、问题及对策建议    何炳光

火力发电机组—海水淡化联合生产系统    丁乐群,龙昌悦,李红梅,矫庆星

海水淡化技术及市场    贾文;

海水淡化及其在电厂中的应用    阮国岭;

我国海水淡化事业基本情况    何季民

海水淡化在沿海电厂的应用前景    刘勇;黄隆焜;

人类需要海水淡化技术    王世昌;

海水淡化的膜预处理技术研究进展    苏保卫,王越,王志,王世昌

海水淡化的发展及应用    王俊红;高乃云;范玉柱;施利毅;

海水淡化技术现状及各种淡化方法评述    解利昕,李凭力,王世昌

热电联产多级闪蒸海水淡化技术的理论与实践    周少祥

低温多效蒸馏海水淡化中试装置研究    吕庆春

水电联产企业综合效益的评价    刘伟

基于凝汽式机组的水电联产系统热经济性分析    杜宇

冶金工厂水资源利用的新途径    许映军;王英;顾卫;姜平;陈伟斌;袁帅;

江苏海水利用的SWOT分析及产业发展战略    王伟利;杨山;王丽椰;

耐溶剂复合纳滤膜的研究进展    张兆利;王枢;郭竹洁;

荷正电壳聚糖纳滤膜的研究进展    韩润林;拓卫宁;张龙龙;李琪琪;白学林;魏亮亮;党蕊;

自来水直饮装置的设计与实现    夏义全;牟志平;

活性炭吸附和膜分离技术在水处理中的应用比较    王晏山,张洪林

煤炭资源的高效、清洁利用与发电    赵斌,李海英,董志敬

光催化技术在海水淡化预处理中的应用    陈浩春;陈建秋;

一种新型多效内回热式太阳能海水淡化装置    陈子乾,郑宏飞,何开岩,杨英俊,李正良

溶胶-凝胶法制备ZrO_2/SiO_2复合凝胶膜的研究    王兴利;于洪艳;张克铮;邱国民;

膜分离技术与水资源再利用    高从堦;

聚酰胺-壳聚糖荷正电微孔滤膜的制备    朱孟府;龚承元;苏建勇;

高回收率反渗透海水淡化工艺研究    解利昕;程方;李凭力;王世昌;

中空纤维膜元件的优化设计    郭春禹;曹兵;杜启云;

中水回用中不同材质平板膜的污染机理分析    刘美;王湛;周翀;王婷;

膜分离技术在食品发酵工业中的应用    申雅维;

陶瓷膜澄清杨梅果汁的实验研究    姚志春;胡晓东;

小叶榕叶水提物超频震动膜过滤工艺的研究    周宏兵;李崇志;陈加林;

膜分离技术与水资源和水再用    高从堦;

华德微滤中空膜滤片过滤材料在市政用水方面的研究和应用    马彰原;

基于海洋可持续发展的中国海洋科技创新战略研究    倪国江

聚环氧琥珀酸反渗透阻垢剂绿色化学研究    孙咏红

中低温太阳热能与化石能源互补系统集成及水电联产系统研究    罗尘丁

复合膜生物反应器地下水脱氮技术研究    张立辉

镍钼矿冶炼烟尘中硒的提取新工艺及其机理研究    侯晓川

液化天然气冷能利用过程中强化换热技术及水平管内气液两相流体激振机理的研究    司洪宇

基于纳米分子筛的界面聚合反渗透膜制备与性能研究    瞿新营

旋转式机电热换能器及其对水媒质磁化作用的研究    陈磊

基于膜分离与光声光谱的绝缘油中溶解气体在线分析技术    李洋流

聚吡咯复合纳米材料制备及其在电容法脱盐中的应用研究    张玉洁

热电厂能量利用与节能技术改造研究    李华

疏水性SBA-15/PDMS杂化膜制备及分离乙醇/水的研究    王倩

基于热电冷联产技术的煤矿瓦斯利用研究    马超

17种青藏高原植物提取物抑菌作用的筛选及苔草甲醇提取物抑菌机理的研究    李科玮

集成膜技术深度处理油田采油废水研究    潘振江

层状氢氧化镁铝的改性成型及其对卤素阴离子的吸附性能    于艳伟

喷雾蒸发—低温蒸馏集成海水淡化设备研究    侯经纬

超滤膜性质对海水超滤过程的影响及海水超滤分级实验研究    徐岩

不同叶片及滤室结构的旋转压滤机流场分析    闫海博

纳米碳管的盐水通道行为研究    李燕

大型海水淡化技术综述    刘庆江;

反渗透海水淡化技术现状与展望    解利昕,阮国岭,张耀江

海水淡化的发展及应用    王俊红;高乃云;范玉柱;施利毅;

国外海水反渗透淡化技术现状及未来    林斯青

热电联产多级闪蒸海水淡化技术的理论与实践    周少祥

电厂低温多效海水淡化系统分析    柴晓军

优势菌与藻类耦合工艺深度脱除市政污水氮磷的研究    周明璟

蒸汽喷射压缩器特性计算与分析    季建刚;王如竹;黎立新;

浅海中海水淡化高盐度尾液排放的试验研究    邵冬冬;罗永强;

钛在海水淡化设备上的应用    郝斌

火力发电机组—海水淡化联合生产系统    丁乐群,龙昌悦,李红梅,矫庆星

海水淡化和电厂水电热联产    刘万琨;

水资源综合利用的实践探索    杜吉洲;

海水淡化及其在电厂中的应用    阮国岭;

中国水资源    谢家泽,陈志恺

总能系统与能源利用的统一性的性能评价指标体系    周少祥,胡三高

供热机组-海水淡化联产系统的经济性分析    杨洛鹏;沈胜强;克劳根特斯;

水电联产低温多效蒸发海水淡化系统的热力性能研究    杨洛鹏

反渗透膜法海水淡化过程最优化设计的研究    卢彦越

基于遗传算法的海水淡化系统的优化设计    夏艳

MSF多级闪蒸海水淡化系统的建模与仿真    周少祥,胡三高,宋之平

沿海火电厂对淡水资源的需求及其对策    周少祥,胡三高,陈景山

海水淡化原理及方法综述    杨钊;王明召;

多级闪蒸(MSF)海水淡化系统及国产装置的研制开发    马计中,杜明

脱盐过程的比较和选择    徐佳;伍联营;王铎;高从堦;

多级闪蒸和多效蒸馏海水淡化装置    

主流海水淡化技术及未来发展趋势    孙娴霏;

多级闪蒸海水淡化系统的改进研究    严俊杰,王金华,邵树峰,刘继平

中国海水淡化技术研究现状与展望    冯厚军;谢春刚;

我国海水淡化事业基本情况    何季民

液化天然气分离轻烃流程的研究    杨晓梅;华贲;姚平经;李亚军;

多级闪蒸(MSF)装置的动态特性研究    邓玉海;

热法海水淡化材料与装备    阮国岭;

膜法与蒸馏法海水淡化技术经济比较    樊雄;张维润;

露点蒸发海水淡化技术研究    熊日华;王世昌;解利昕;王志;王纪孝;朱爱梅;丁涛;

一种可解决农业用水的太阳能海水淡化技术    程显超;

发展海水淡化的经济技术初探    李保国;

海边供水电厂可行性研究    张磊;

反渗透海水淡化技术进展    高从堦;

多效蒸馏海水淡化技术的发展及应用    王默晗;曹志军;王孚懋;田瑞;

海水淡化:呼唤高性能不锈钢    丁志强

科技为核心 海水为我用    王世昌 天津大学化工学院 海水淡化与膜技术研究中心

天津:向大海要淡水    陈杰 赵婀娜

海水淡化:“开源”的一条重要途径    本报记者  韩霁 实习生 高琳 郭娟

开发利用海水资源为沿海经济社会发展提供水安全保障    国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所

海水淡化进入膜法时代    周颖 黄裕侃

淡化海水进京只欠“东风”    本报记者 赵建东

大石化低温多效海淡装置出水合格    朱爱华 记者 张宁

海水淡化 前景诱人    文斌

解决“水荒”,目光锁定大海    本报记者 何金

热电联产多级闪蒸海水淡化技术的理论与实践    周少祥

公用工程和工艺过程综合优化的研究    吴现力

基于遗传算法的海水淡化及其集成系统优化设计研究    伍联营

机械压汽蒸馏技术的实验应用与仿真研究    焦冬生

减压转油线气液两相流动特性模拟及结构优化研究    秦娅

多级闪蒸水电联产集成系统的模拟与优化    王慧敏

MSF系统建模与仿真    冼海珍

基于遗传算法的海水淡化系统的优化设计    夏艳

低温浓盐水水平管降膜蒸发实验研究    高忠凯

真空水平管内蒸汽凝结换热实验研究    邢玉雷

利用封闭式热泵循环的低温多效海水淡化系统研究    曲源

海水淡化升膜蒸发传热过程实验研究    朱红

带热压缩的低温多效蒸发海水淡化系统研究    谢冬雷

喷淋式闪蒸海水淡化的实验研究    邵福喜

水电联产企业综合效益的评价    刘伟