基于离网型风电的海水淡化系统优化设计

离网型风电海水淡化系统是一种利用可再生能源解决沿海地区水资源短缺问题的重要方式。为了促进其科学发展,提出了一种离网型风电反渗透海水淡化系统的优化设计方法。该方法以风电海水淡化系统总收益最高为目标函数,在满足风机、蓄电池、反渗透海水淡化装置的运行约束下对系统的设计和运行参数进行优化,从而得到系统经济收益最高时的风电海水淡化系统各装置的最优规模。优化结果显示,该方法得出的结果显著优于其他方案,该方法对风电海水淡化系统设计具有指导作用。     

风电反渗透海水淡化耦合系统中高压泵的选择分析

高压泵是反渗透海水淡化系统中的主要耗能设备。根据风电海水淡化耦合系统的供电特点,分析了高压离心泵和柱塞泵在变功率运行条件下流量和扬程的变化特点,解析了高压泵并联运行的功率、流量分配,认为小规模风电反渗透海水淡化耦合系统的高压泵选柱塞泵更为合适。     

含海水淡化负荷的可再生能源消纳技术研究综述

海水淡化作为一种可控、可时移负荷,具有一定的灵活调节能力,能够有效适应可再生能源发电的间歇性。海水淡化负荷消纳可再生能源的过剩发电量,在满足淡水供应的同时,提升电网接纳可再生能源的能力,对于电网“削峰填谷”提供良好的支撑作用。首先综述了海水淡化技术的发展现状,并对反渗透海水淡化技术的原理、能耗情况、运行成本进行分析。然后,将可再生能源与反渗透海水淡化技术结合的应用情况进行研讨。最后,阐述了海水淡化配合电网发展的必要性,并且针对具体实施机制给出建议。     

反渗透海水淡化预处理方法浅析

反渗透技术发展的制约因素并不局限于膜材料研究、膜堆设计优化,预处理技术也会影响RO系统性能。适当的预处理方法可有效减轻反渗透膜污染,以使海水淡化装置能够长期稳定运行。分析了反渗透海水淡化传统预处理技术及膜法预处理技术,并列举了工程实例,为后续反渗透系统的设计提供了参考和借鉴。     

风电海水淡化孤立微电网的运行与控制

大型离网风机与高耗能的海水淡化装置联合运行将是未来淡水清洁生产技术的开发方向之一。首先根据海水淡化的负荷特性及风电的运行特性,分析含风电、储能、海水淡化负荷的孤立微电网的运行模式及控制方案。在此基础上,根据风速历史数据,计算机组出力及风功率波动的概率分布,提出风电、储能和海水淡化装置的容量配置方案以及孤立微电网协调运行的控制策略,进而提高系统经济效益和安全稳定运行能力。最后基于PXI+c RIO的仿真试验系统搭建某地区海岛微电网,针对风电海水淡化孤立系统不同运行工况进行实时仿真,验证了所提控制策略的可行性。     

透平式能量回收一体机水力特性数值分析

反渗透式海水淡化是目前工业化应用规模最大的海水淡化技术。反渗透式海水淡化装置工作时,反渗透膜的工作压力约为6 MPa,淡化过程持续供给高压原海水所需的能耗较大;淡化后的浓海水仍维持高压状态,蕴含大量余压能,透平式能量回收一体机将此余压能驱动泵侧加压供水侧,可大幅降低反渗透海水淡化装置的运行能耗。本文以三沙岛海淡装置中运行的一体机为研究对象,建立透平侧和泵侧整体流道的三维模型,采用SST湍流模型对透平侧和泵侧在不同运行工况下的流动特性进行三维定常数值计算,分析了透平式能量回收一体机透平和泵侧的水力性能及流动特性。数值计算结果表明,一体机的整体能量转换效率与实测结果较为吻合。透平侧和泵侧的水力效率在最优工况点都有较大提升空间,相对而言,透平侧的高效率运行区较宽;在偏工况下,透平侧和泵侧的水力效率都会相应降低,内部流动状态复杂。     

风电海水淡化研究与应用

风电海水淡化技术可以提高清洁能源的利用效率并解决缺水问题,实现环境保护和淡水生产的统一。本文从宏观、基础、地区选择、无储能设计和经济性分析的角度论述风电海水淡化的理论研究情况,并介绍了国内外风电海水淡化的工程应用现状,最后,对风电海水淡化技术做了展望。     

热膜耦合海水淡化系统的设计与分析

热膜耦合海水淡化系统比单独采用热法海水淡化系统或膜法海水淡化系统,更具有经济优势。依据热膜耦合海淡系统的构成方式,分析了海淡系统在各种耦合方式下的运行成本,建立了反渗透海水淡化和低温多效蒸发海水淡化的计算模型。通过物料平衡和能量平衡的计算,推荐了优化后的热膜耦合方式,为热膜耦合海淡系统的方案设计和运行,提供数值依据。     

膜法与蒸馏法海水淡化方法的技术经济比较

简述了膜法与蒸馏法海水淡化原理,指出蒸馏法从汽轮机抽取蒸汽将减少发电量,以抽取蒸汽的发电量折算,则蒸汽价格比目前所见蒸馏法运行经济数据高得多。作者对国内运行的多级闪蒸、低温多效和多套反渗透海水淡化装置进行了现场考察,比较分析了其制水综合成本和运行成本。比较结果表明:多级闪蒸法高于低温多效法,多级闪蒸法和低温多效法高于反渗透法,反渗透法海水淡化加一级反渗透与低温多效法相当。因此,沿海火力发电厂解决供水问题,采用反渗透法海水淡化系统是首选方案。     

海上风电送出与就地消纳技术差异综述

在“碳达峰”与“碳中和”承诺背景下,海上风电凭借其高利用小时数、资源蕴含总量丰富等特点得到迅猛发展。然而,海上风电输电存在高成本、作业难度大、施工不便等问题。海水淡化技术凭借其灵活运行特性可有效适应风电波动性,采用海上风电就地消纳进行海水淡化能够提高风电利用率并简化输配电环节,可为海上风电应用与发展提供全新思路。文章结合海上风电并网方式与海水淡化系统工艺结构,分别剖析了海上风电输电与淡水输送的工作原理。再综合考虑输送容量、输送距离、输送建设成本等7个方面的性能指标,整理了海上风电输电与输水系统在技术与经济方面的差异。针对海水淡化技术的灵活性与经济性等优势,论述了海上风电驱动海水淡化技术在新能源消纳、工业清洁化与风电多元化发展等方面的应用前景。     

含海水淡化系统的海岛微电网经济运行优化

针对海岛供电供水困难的现状,将海水淡化系统引入到微电网中,解决海岛居民的水电供应问题。针对微电网经济运行优化算法容易陷入局部最优的问题,将遗传算法中的小生境种群策略引入粒子群算法中,提出了一种改进小生境粒子群算法,对学习因子进行异步变化调整,对惯性权重进行指数递减,改善了算法寻优性能。以考虑海水淡化经济收益的孤立微电网系统经济运行成本最低为目标,建立数学优化模型,以改进算法进行优化计算,分别与标准粒子群算法计算结果以及不考虑海水淡化系统的微电网经济运行优化结果进行对比,验证了引入海水淡化系统可提高系统的经济性,所提改进算法具有良好的寻优能力。     

离网运行的风能海水淡化系统负荷控制策略

在由风力发电机和储能装置作为海水淡化装置供电电源的离网型配电系统中,为最大化利用风能并减少配电系统对储能装置容量的依赖,海水淡化装置负荷采用功率阶梯调节和功率平滑调节相结合的方式,储能装置采用V/f控制。功率阶梯调节通过海水淡化装置的模块化投切实现;功率平滑调节通过变频器实现电动机的变频调速,并且利用变频器的软启动功能和无功输出能力有效维持配电系统的电压稳定。基于上述控制策略,通过PSCAD仿真软件建立动态负荷模型进行仿真计算并结合负荷实验数据进行分析。仿真和实验结果均表明,该控制策略可以实现海水淡化负荷对风力发电输出功率的有效跟踪,能够很好地适应风电波动性,并充分利用了风力发电机的输出功率,减少了对储能装置容量的依赖,提高了全系统运行的稳定性和经济性。     

核电厂水电联产系统及调峰运行方式研究

将核能发电与大规模反渗透海水淡化装置相耦合,发展核电厂水电联产系统,可以有效缓解中国沿海城市淡水短缺问题,提高核电参与电网调峰能力。对核电厂水电联产系统调峰运行方式进行分析,结果表明,在保证核电机组全天满负荷运行情况下,反渗透海水淡化装置按白天50%负荷、夜间100%负荷的变负荷运行方式运行效果较佳,此时水电联产系统调峰能力为33%,制水综合成本为3.62元/m³,调峰成本为63元/（MW·h）,具有应用前景。     

海水淡化技术现状与发展

针对海水淡化技术在当今世界范围内发展迅速,已经成为应对全球水资源危机的重要手段的现状,介绍了当今海水淡化的工业化技术,海水淡化与新能源结合技术、海水淡化新技术及发展趋势.对反渗透法、低温多效蒸馏法、多级闪蒸法等海水淡化方法的原理及技术特点进行了详细论述.     

反渗透海水淡化运行

介绍威海电厂海水淡化装置投产5a多的运行情况及针对运行中存在的问题采取的有效措施。针对反渗透设备的管道腐蚀、高压泵损坏、膜元件接头泄漏等问题,采取了将部分管道更换为双相不锈钢、泵房加装风机、增加填隙片的应对措施;针对海水浊度突变致使活性炭过滤器出水SDI超标,采取了调整过滤器反洗强度和反洗周期等措施;分析了活性炭过滤器运行中存在的问题,提出了将其改造成精密过滤器的必要性;结合反渗透膜化学清洗情况,分析了膜污染的原因,制定了有效的海水反渗透膜的清洗方案。经采取上述措施,确保了海水淡化设备的稳定运行。