船舶热力蒸汽压缩海水淡化装置性能分析.pdf

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1、第36卷第4期2014年4月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．36，No．4Apr．，2014船舶热力蒸汽压缩海水淡化装置性能分析韩冰，李艳霞，武洪强，刘中良(北京工业大学北京市传热与能源利用重点实验室，北京100124)摘要：介绍船舶热力蒸汽压缩海水淡化装置的工作过程，建立应用降膜蒸发技术的并流热力蒸汽压缩多效蒸发海水淡化系统数学模型，并给出相应解法。以一个淡水产量为110kg／h的四效并流热力蒸汽压缩海水淡化装置为例，计算分析加热蒸汽温度和效数对装置性能的影响。结果表

2、明：加热蒸汽温度提高时系统性能系数下降，传热面积和冷却水流量减少；效数增加时，系统性能系数提高，冷却水流量减少，装置传热面积增加。关键词：热力蒸汽压缩；海水淡化；性能分析中图分类号：TQ028文献标识码：A文章编号：1672—7649(2014)04—0072—06doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．04．014PerformanceanalysisofmarinethermalvaporcompressionseawaterdesalinationsystemsHANBi

3、ng，LIYan-xia，WUHong—qiang，LIUZhong—liang(BeijingMunicipalKeyLaboratoryofHeatTransferandEnergyConversion，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)Abstract：Marinethermalvaporcompressionseawaterdesalinationsystemisintroducedbyitsconfiguration，proces

4、sandadvantages．Thecompletemathematicalmodelforprocesssimulationisdeveloped．Afour·-effect-·parallel··flowthermalvaporcompressiondesalinationsystemwithadistillateproductflowrateof10kg／hiscalculatedtoanalysistheinfluencesoftheheatingsteamtemperatureandnumber

5、ofeffectsonthesystemperformance．Resultsshowthatthereisaincreaseofperformanceratioatlowerheatingsteamtemperature，butthismayresultinsharpincreaseinheattransferareaandspecificflowrateofcoolingwater．Themostefficientwaytoincreasetheperformanceratio，reducetheen

6、ergyconsumptionandlowertheoperationcostistousemoreeffects．Keywords：thermalvaporcompression；seawaterdesalination；performanceanalysisO引言船舶作为海上独立作业单元，远离基地执行任务时，船员和设备都需要消耗大量淡水。因此，大中型船舶都装备海水淡化装置，以提供船员和设备用淡水，保证船舶的续航能力。目前船舶海水淡化装置主要形式有蒸发式、多级闪蒸式、反渗透式和电渗析式。从使用范围看，主

7、要以蒸发式为主，尤其对于蒸汽供应方便、产品水水质要求高的蒸汽动力船舶，都采用蒸发式海水淡化装置⋯。与直接蒸汽加热式海水淡化装置相比，热力蒸汽压缩海水淡化装置由于有效利用了蒸发器内二次蒸汽的潜热，效率显著提高，能耗大幅下降∽J，且蒸汽喷射器本身无运动部件，可靠性高，更加适应船舶海水淡化设备低能耗、重量轻、体积小、可靠性高的要求，具有更加广阔的应用前景。为提高装置的效率，蒸发式海水淡化装置的蒸发器内部通常采用降膜蒸发技术以提高其传热系数。V．N．Slesarenko和A．D．A1一Ansari等日“1对降膜蒸

8、发技术应用于海水淡化进行实验研究及分析。实验结果表明：采用降膜蒸发技术进行海水淡化比传统浸管式蒸发换热效率显著提高。韩旭"1对多效蒸发收稿日期：2014—0l一10；修回日期：2014—03—14基金项目：北京市科学技术委员会科技促进节能减排技术创新与应用示范基金资助项目(Z11110905890000)作者简介：韩冰(1978一)，女，博士研究生，主要从事多效蒸发海水淡化技术研究。第4期韩冰，等：船舶热力蒸汽压缩海水淡化装置