蒸餾法海水淡化成本

❶ 為什麼說海水淡化成本很高海水淡化都有哪幾種方法

之所以說海水淡化成本非常的高，就是由於在淡化海水的過程當中需要消耗大量的能源，海水淡化的方式一般有兩種，一種就是運用蒸餾的方法，另一種是反滲透法。其實我們中國很多地區可以說淡水資源非常的豐富，可是在別的國家甚至是一些比較偏遠的地區，他們淡水資源非常缺乏，因此只能通過海水淡化技術來獲取少量的淡水。畢竟在地球上面只有3%的淡水資源是有限的，如果我們日常生活當中不注意節約用水的話可能以後也要過上。水源缺乏的生活在海水淡化工程當中，很多國家都不捨得花錢去做這件事情，因為實在是太耗費成本了，接下來就大家好好的講解一下關於海水淡化的事情。
對於這件事情你要是有什麼更好的想法，歡迎寫在評論下方，我們系討論吧。

❷ 低溫多效蒸餾海水淡化成本分析

目前，我國是聯合國公認的世界13個最貧水國家之一。世界性的淡水危機，為海水淡化技術發展提供了廣闊的市場，海水淡化技術的應用成為解決淡水資源危機的有效方法。低溫多效蒸餾(LT-MED)是海水淡化技術目前的主流技術之一，其原料海水的最高蒸發溫度一般低於70℃，其特徵是將一系列的水平管降膜蒸發器或垂直管降膜蒸發器串聯起來並被分成若干效組，用一定量的蒸汽輸入，通過多次的蒸發和冷凝，從而得到多倍於加熱蒸汽量的蒸餾水的海水淡化技術。淡化後的水含鹽量小於5 mg/L。因其具有產品水水質好、預處理簡單、腐蝕和結垢風險小、單機制水能力大以及技術經濟性好等特點，得到了越來越多的應用，市場佔有率逐步提高；但LT-MED技術的推廣受成本限制極大,因此，降低制水成本是LT-MED技術研究的熱點，也是進一步推廣應用LT-MED技術的必要條件。
1工程概況
某發電廠一期安裝2-600 MW國產亞臨界燃煤發電機組，二期安裝2-660 MW國產超臨界燃煤發電機組，循環水系統採用海水直流供水系統。電廠利用4台機組抽汽，採用海水淡化工藝製取淡水，實施水電聯產。日產25000 m3淡水的海水淡化裝置所需蒸汽由電廠一、二期工程汽輪機中壓缸末級抽汽提供，原料海水由循環水供水管取水。採用配置蒸汽熱壓縮器(TVC)的橫管降膜低溫多效蒸餾 (LT-TVC-MED)海水淡化工藝,裝置可以在40%～100%工況下運行。主設備由串列式水平布置的10效蒸發器組成，在第7效的末端抽汽。蒸發器採用多支座卧式直列布置在鋼架上。裝置主要參數見表1。
2低溫多效蒸餾技術成本分析
低溫多效蒸餾海水淡化的成本是一個比較復雜的問題，受多種因素的影響，如項目地理位置、氣候條件、海水水質、海水隨季節的溫度分布及可利用的能源等諸多因素均影響著海水淡化的制水成本。本文針對特定項目的具體方案進行成本分析。
海水淡化工程單位水量成本費用可分解為固定成本和可變成本。固定成本指成本總額不隨產量變化的各項費用，主要包括工資或薪酬、固定資產折舊費、長期借款利息和其他費用等。變動成本指成本總額隨產品產量變化而發生同向變化的各項費用，主要包括蒸汽費、耗電費用、化學葯品消耗費用、人工費用以及維修費用等。本文以日產25000 m3淡水的低溫多效蒸餾海水淡化方案為基礎進行成本計算和分析，定量揭示海水淡化成本的變化規律及影響因素。
成本計算基本數據：蒸汽參數0.55 MPa(a)，320 ℃；機組在額定工況下運行，日產淡水25000m3，按年制水量進行計算得出單位水量成本；裝置靜態投資約為2.2億元，貸款金額按執行概算靜態投資的80%計取，貸款利率按同期銀行貸款利率；設備使用壽命30 a，折舊年限20 a，殘值率5%；設備年利用率為98%；按標煤價640元/t計算蒸汽費用2.65元/m3；耗電量1.2 kW-h/m3，電價0.28元/（kW-h）；葯劑費用按0.28元/m3；造水比13.5進行成本計算。
經過對基本方案的分析計算，單位水量淡水成本費用約合人民幣5.39元/m3。海水淡化單位水量各項成本計算結果見表2。
蒸汽費是海水淡化裝置最主要的成本費用，占總成本費用的49%；其次為固定資產折舊費和財務費用，分別為22%和12%；修理費、葯劑費、電費、工資及福利費用共佔17%。其中蒸汽費與年利用率、裝置的造水比相關；修理費、固定資產折舊費以及財務費用以靜態投資額為基礎進行取費計算，葯劑費、電費及人工福利費所佔比例較小，且費用相對恆定，對總成本的變化影響不大。
根據以上分析，確定對成本的影響主要因素為：工程靜態投資、蒸汽費用、造水比以及年利用率,次要因素為用電費、葯劑費和人工福利費。下面以基本方案為基礎，分析當單一變數改變而其他變數保持不變時各項因素對單位水量成本的獨立影響。
2.1工程靜態投資
海水淡化工程的動態投資由靜態投資（包括設備購置費、安裝工程費、建築工程費及其他費用）和建設期貸款利息構成。1/2 12下一頁尾頁由圖1可看出，當靜態投資由基準額的-20%增加到20%時，單位水量成本由4.98元/m3上升至5.79元/m3，增加了16%。因此控制靜態投資尤為重要。靜態投資中的設備購置費（含主設備及輔助系統）成本約占工程靜態投資的47%，因此必須通過控制主設備及輔助設備成本來降低工程的靜態投資，從而降低制水成本。
2.2蒸汽費
由於蒸汽費用占總成本49%，是占制水成本比例最大的單項成本。低溫多效蒸餾海水淡化蒸汽成本主要體現在煤耗上，通過單位水量噸標煤耗的變化，來分析制水蒸汽成本變化的情況。基本方案利用汽輪機抽汽進行制水，成本的分攤較復雜，不同的計算方法蒸汽費用差別較大。由於熱量法未考慮蒸汽的品質，採用此方法進行成本計算不科學，作功能力法以及焓降法均考慮了蒸汽的品質，計算方法較合理，且作功能力法和焓降法兩者計算結果是近似的。因此本文以作功能力法作為海水淡化蒸汽成本的計算方法，結果見圖2。
由圖2看出，當其他因素不變時，蒸汽費用分別從基準值的-20%變化到 20%時，單位水量成本相應從4.86元/m3升到5.92元/m3，增加率達到21.8%。因此要想降低海水淡化成本，根本上需要從汽源方面採取降低成本的措施。如果制水蒸汽為乏汽或廢熱時，蒸汽費用就可忽略不計，制水成本就會很低。對於電水聯產系統，充分利用電廠的余熱和機組抽汽，可有效降低造水成本。計算表明同樣的海水淡化工程當採用四段抽汽進行制水，單位水量蒸汽成本約為2.49元/m3；而採用乏汽制水單位水量蒸汽成本約為1.18元/m3，成本節約效果明顯。
2.3年利用小時數
由圖3看出，年利用率由60%變化到100%時，即年利用小時數由5256 h增加到8760 h時，制水成本下由6.73元/m3下降至5.35元/m3，下降了26%。因此在工程應用中，加強設備管理、提高設備健康水平,是提高設備利用率的基礎，更是提高裝置經濟效益、降低制水成本重要途徑之一。低溫多效蒸餾裝置由於低溫蒸餾的技術特點，比其他海水淡化技術具有更多優勢，使設備結垢及腐蝕降低到最小限度，為裝置在穩定工況下能長時間的運行提供基礎保障，從而提高海水淡化裝置的利用率。只有當整套裝置年可用率大於95%時，才能有效降低制水成本。2.4造水比
裝置的造水比定義為蒸餾裝置產品水和外部輸入總蒸汽的質量流量之比（kg/kg）。造水比體現了裝置運行費用的高低，通常造水比越高，單位淡水產量的能源成本將越低，即消耗蒸汽量越少。由圖4看出，當造水比由12.15提升到14.85時，海水淡化單位水量成本由5.68元/m3降低到5.15元/m3，成本降低了10%。
2.5其他費用
考慮到海水淡化裝置與電廠項目耦合方案，電費採用成本電價，計算結果用電費用占單位水量總成本的6%。蒸餾法海水淡化系統運行過程中電耗波動較小，可以通過優化設計降低用電成本。
葯劑費占單位水量總成本的5%，海水淡化系統正常運行時加入阻垢劑、消泡劑以及還原劑，加葯量根據入料海水量按比例進行添加，因此同樣的水質及產水量，通過改變進料方式，提高濃縮倍率降低原海水量，加葯成本會相應下降。
3降低成本的措施
3.1尋求低成本的熱源，合理使用能源
低溫多效蒸餾海水淡化的成本中蒸汽費用所佔的比例最高，低溫運行的特性使低溫多效蒸餾海水淡化裝置可以使用低等級的熱源，尋求低成本的熱源，將蒸餾工藝的能量成本降到最小，避免能量在質量和數量上的損失，是降低成本的主要措施。
對於電水聯產系統，採用高參數蒸汽對整個系統的效率是不利的，最佳的抽汽參數應該通過水電聯產系統整體優化確定。新建機組可採用焓值較低的汽輪機六抽蒸汽作為制水加熱蒸汽，降低蒸汽費用，從而降低海水淡化成本。同時，利用汽輪機抽汽制水時，選擇經濟工況運行對於制水成本。
3.2採用余熱利用新工藝，實現能源的梯級利用
能源的梯級利用包括按質用能和逐級利用兩個方面，可以根據設備的能級需求構成能量的梯級利用關系，使總的能源利用率達到最高水平。低溫多效蒸餾裝置加熱蒸汽壓力宜為0.025～0.032 MPa(a)，溫度低於70℃，具備利用余熱的有利條件。採用海水淡化與余熱回收利用耦合方案，需根據余熱的種類、參數、數量和利用的可能性，進行綜合熱效率及經濟可行性分析，確定利用方案。
（1）在火力發電廠中，排煙損失在鍋爐熱損失中所佔比例最大，降低排煙溫度，減少排煙損失，對提高鍋爐熱效率起到了決定性作用。由此可見，降低鍋爐的排煙溫度，可以節約煤耗。如果鍋爐排煙與海水淡化相耦合進行煙氣余熱回收利用，可同時降低制水成本。
（2）在電水聯產模式下，利用電站凝汽器循環冷卻水排放的熱量提升海水淡化裝置冬季物料海水溫度，在降低制水成本的同時可減少電廠排放的廢熱量及廢水量。
（3）其他余熱利用：電廠大型汽動輔機排汽余熱與低溫多效蒸餾海水淡化裝置相結合；煉鋼廠或化工廠工藝廢熱與海水淡化技術相結合。
3.3優化工藝參數，提高裝置造水比
（1）採用壓力較高的汽輪機四抽抽汽作為加熱蒸汽汽源，為了利用抽汽的有效能量，降低蒸發裝置末效蒸汽的凝結熱損失，可採用帶蒸汽熱壓縮器（TVC）的低溫多效蒸餾海水淡化裝置（LT-TVC-MED），提高系統熱效率的同時提高裝置造水比，降低制水成本。
（2）在海水淡化蒸發裝置總傳熱溫差一定時，降低效間傳熱溫差，增加效數可提高造水比；另一方面由於造水比隨蒸汽熱壓縮器吸入溫度的增加而升高，合理確定TVC引射參數，優化TVC在裝置中的引射位置，可以提高造水比。
3.4進行合理設備選型，降低設備靜態投資
設備購置費用占靜態投資的47%左右，其費用決定了修理費、固定資產折舊費以及財務費用等成本,因此，可以通過合理設置備用設備、採用新型低成本材料以及採用優化工藝降低靜態投資，從而降低單位水量成本。
3.5注重運行維護，提高設備利用率
通過控制運行參數在合理范圍內，降低主設備結垢的風險以減少酸洗停運時間；對主要輔機設備進行狀態監測,減少故障停機時間；加強所有設備日常維護保養來提高設備利用率。
3.6進行合理的設計及設備選型，降低用電成本
選取合理的參數使海水淡化裝置運行在高負荷工況；優化系統流程和輔助設備選型及配置，選擇合適的設備容量安全裕度以及採用變頻設備等措施降低設備電耗，從而降低海水淡化單位水量用電成本。
4結論
低溫多效蒸餾海水淡化的成本受多種因素的影響,是一個復雜的問題，根據成本的構成分析，蒸汽費是構成低溫多效蒸餾海水淡化系統可變成本的最主要的因素，占總成本費用的49%左右；其次為固定資產折舊費和財務費用，分別為22%和12%；用電費用和葯劑費用佔比較少，分別占總成本的6%和5%。
低溫多效蒸餾海水淡化工程的投資費用分析表明：工程靜態投資中設備購制費約佔47%，因此必須通過裝置大型化研究、設備國產化研究、以及新材料研發等措施控制主設備及輔助設備成本來降低工程的靜態投資，從而降低制水成本。
成本的影響因素還與設備的可用率以及一些設計參數相關，制水成本隨年利用率的增加而降低，只有當整套裝置年利用率大於95%時，才能有效控制制水成本，而工程設計參數對單位水量成本的影響主要表現為海水淡化單位水量成本隨造水比的增加而降低。
降低低溫多效蒸餾海水淡化工程的制水成本必須從設計、製造、運行以及維護等各方面進行控制，以達到最佳的設備性能和較低的制水成本，從而推進低溫多效蒸餾海水淡化技術的應用。
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